本文简略介绍了CAN现场总线的来历、现状及存在的问题;针对CAN现场总线传输间隔存在的问题提出了两个处理计划，并进行了试验和比较,试验成果证明本文的办法提高了传输间隔的牢靠性。
1、CAN总线简介
1.1CAN总线开展概略
CAN网络本来是德国Bosch公司为欧洲轿车市场所开发的，期望此项技能替代本来贵重的轿车配线。CAN网络具有反映牢靠度高的特性，运用于实时处理的场合，例如轿车防锁死体系、安全气囊等。今日此项通讯协议已得到广泛应用，其特征不仅在轿车工业，在工业操控的其他范畴也发挥了其强壮的才能。CAN 总线在国内开展现已二三十年了，许多关于CAN的产品也现已开发和广泛运用，如：变电厂、机场、污水处理厂等。
1.2CAN总线存在的问题
虽然CAN总线有许多长处，可是下面两点却限制着其开展，即：CAN总线的瓶颈问题。
（1）传输间隔最大只能到达10Km，并且并不是真实的牢靠传输;
（2）节点数量最多只能有110个。
下面将针对CAN总线瓶颈问题（1）做详细的评论。
2、针对CAN总线传输间隔问题提出的计划
2.1CAN总线结构
CAN总线体系一般衔接结构如图（以芯片82C250为例）所示，R=120Ω。（注：图中仅画出了一个智能设备，实践中可以最多达110个）
图1CAN总线体系结构示意图
CAN总线一般都是运用在环境比较恶劣，操控室与现场比较远的场合。总线间隔到达8Km以上时，其单向线路电阻将到达100Ω，而两头的终端电阻为120Ω（不考虑智能设备自身电阻，以为其电阻为无限大）。其等效电路为图2：
图2CAN总线电路等效图
关于CAN接纳器而言可以辨认的电压要大于0.8V，一般为0.9V以上。
2.2针对传输间隔问题所作的测验计划
从上面的电路图以及数据剖析可以看出：在间隔偏僻时，总线线电压现已处于临界辨认状况，其数据很难正常接纳（现已没有牢靠性可言）。为此咱们测验选用以下几个计划进行了试验。
2.2.1在线路中直接加两个发送芯片
该计划就是在总线线路中直接参加两个发送芯片（选用82C250为例）[3]，并把发送芯片的管脚TXD和RXD对连。其衔接电路如下：
图3发送芯片衔接电路图
整个电路看似很正常，把左面的数据传输到右边，右边的数据传输到左面，实践上此电路是无法运用的。此电路接入总线后，只需在总线上有一个显性电平出现，那么整个电路将永久出现显性电平。原因在于每个期间都有推迟（虽然是只是几个ns推迟），假定从电路左面收到一个显性电平，经过左右两个82C250 芯片推迟Tns后传输到右边CAN总线，别的82C250芯片自身具有一起发送、接纳功用，那么右边的82C250芯片一起把右边CAN总线的显性电平又传送到左面，这样就构成了一个回路，使得总线永久处于显性状况。
2.2.2参加逻辑操控电路进行阻隔
从上面可以看出，在发送数据时应该避免数据重传构成回路。为此咱们做了如下规则：在有显性电平常只可以有一个方向传输（哪个方向先来显性电平注册哪个方向，一起到来则挑选任一个方向注册）;发送端显性电平完毕后，一切方向都中止T1时刻（Tns
运用CPLD很简单完成上面的规则逻辑。运用此计划把该电路先衔接在总线10Km处，并在10Km不远处衔接一个接纳设备，试验可以接纳正常，并且其接纳端总线电压差为1.32V，是单连设备接纳电压差的1.55倍。
2.2.3线路中心参加CAN卡中转完成远间隔数据传输（中继器）
在间隔到达10Km时，其接纳数据不正常的原因是因为总线电压差值较小的原因。为此，有的选用升压和降压电路是不现实的，因为每个接纳器都得参加一个调度电路，造价很明显就上去了。别的，即便升压了，因为CAN总线依照裁定发送决议了总要遇到计划二中说到的因为推迟总线构成闭合回路的问题。
为了到达远间隔传输，可以在中心参加中继器，相当于把总线间隔缩短了一倍。中继器的结构如下：
图4中继器结构示意图
挑选运用两个8031单片机意图在于可以及时处理CAN总线上的数据，使得规划也变得比较简略，不需考虑CAN总线两头的数据发送抵触。只需每个单片机有1K的缓存就可以。
详细完成思路：单片机接纳CAN总线数据，把数据进行缓存，在闲暇阶段把数据传输到另一个单片机（两者之间经过SPI协议完成通讯），一起把从另一个单片机传输来的数据发送出去。
在实践的工程中咱们是运用此计划完成远间隔传输的，首要原因是可以满意数据传输的牢靠性，运用此计划的电路咱们进行过节点数到达100的测验，其功能正常、牢靠，可以满意实践的需求。
3、总结
本文的立异点提出了处理CAN现场总线传输远间隔问题的可实施计划，第一个（参加逻辑电路）比较简略，并且不必考虑数据存储，只是是一个硬件完成;而第二种（中继器）要考虑数据存储、判别何时发送等状况，相对比较复杂，但牢靠性要好些。两个计划在接受负载方面才能差不多。
CAN现场总线技能作为一种新式的总线技能因为其具有杰出的毛病阻隔才能、网络的实时呼应才能以及CAN具有杰出地传输防错规划等，使其现已成为现在最有出路的总线之一。
