工业4.0年代现已到来,依据自主优先级裁定和过错重发机制的CAN总线运用十分广泛,相同的各种总线毛病和问题也十分困扰工程师,其实最好的处理办法便是产品前期规划要相对的谨慎,今日首要带咱们了解CAN总线的常用接口和布线标准。
跟着CAN总线技能的运用益发广泛,不只触及轿车电子和轨道交通,还包含医疗器械、工业操控、智能家居和机器人网络互联等,当然咱们的工程师也被各种奇葩的总线问题困扰,与其后期处理问题,不如前期有用躲避。
一、常见的CAN总线标准接口
CAN总线接口现已在CIA出书的标准CIA 303_1进行明确规定,熟知接口界说有助于进步本身产品和其它设备兼容性。
1.DB_9端子
图 1 DB_9接口界说
图1一般工业中最常用的9针D-Sub衔接器,分公头和母头,这儿值得一提的是引脚6和9在标准中也是界说了功用的,9界说为收发器/光耦合器的正极电源,但在工业范畴常常会有所改变,6和9也常用做CAN设备电源电压的输入引脚,但这种技能局限性较大,由于经过引脚运输到的电流十分有限,参阅标准CIA 303_1。
2.OPEN_5端子
图 2 Open_5接口界说
图2是Open_5方法的接口界说,假如OPEN_4端子的一般运用1-4pin或2-5pin,假如Open_3端子的一般运用的2-4pin,需依据实践状况挑选。
3.M12端子
图 3 M12接口界说
图3是M12方法的接口界说,在这儿或许没有什么特别需求留意的点,还有便是除了5pin的接口还有8pin、9pin、10pin和12pin的接口,详细的界说不在赘述,可参阅标准CIA 303_1。
二、CAN总线布线标准
假如你是一个CAN总线的入门小白,下面的总线布线标准,你或许得保藏起来,在你组网布线的时分时不时拿出来看看,信任对你会十分有协助。
1.CAN总线布线方法
1)“手牵手”式衔接
图 4 “手牵手”式衔接
手牵手布线是最基本的一种方法,需求留意的是在布线的时分电阻和电抗分配有必要合理,一般要求在首尾两端各配一个120欧的终端电阻,不行只接单端或不接。
2)“T”型衔接
图 5 “T型”衔接
“T型衔接”的布线方法需求留意的是分支的长度,一般波特率在1M的状况下,分支长度最好不要超越0.3m,假如需求添加分支长度,可以下降通讯速率或许运用(CANbridge+)中继器延伸间隔,一般状况分支布线的状况契合图 5即可。
图 6 分支间隔和波特率的联系
3)星型拓扑结构
图 7 星型拓扑结构
关于星型拓扑结构来说需求留意的是每个分支的终端电阻的匹配,一般等间隔分支终端电阻R=N(分支数)*60即可,假如不等距,需求依据实践状况进行匹配,星型组网一般引荐运用(CANHUB-AS4)集线器,可以有用阻隔子网络的搅扰,延伸通讯间隔。
2.组网功用完成
选好组网的方法之后,那么咱们就要考虑实践组网后的功用是否可以满意需求,接下来我就经过一个事例来跟咱们简略共享一下;
图 8 组网示意图
上面的案列比较简略,中控室一般选用电脑操控,可是电脑的接口一般是PCI/CPCI/USB接口居多,需求运用相关的接口转换卡引出,接着便是传输间隔和传输速率联系,一般遵从【传输间隔(km)=(50000/波特率(byte))*0.8】,仅作参阅,应视详细状况而定,假如你想要更长的传输间隔和传输速率,以下计划可提供参阅:
1)添加中继设备(Can Bridge+),一般传输间隔添加一倍;
2)运用CAN转光纤设备(CANHub-AF2S2),光纤抗搅扰能力强,传输间隔一般是CAN传输间隔的2倍;
3)运用CAN转以太网(CANET-XE-U),以太网传输速率一般都是10/100/1000M,削减信号传输时刻。
现在咱们基本上处理组网方法和传输的问题,或许咱们疏忽了两个问题,一个是传输线缆的挑选,到底是用多粗的线缆、是否屏蔽、双绞线仍是平行线呢?
3.总线组网线缆的挑选
图 10 电缆挑选和终端电阻匹配
在这儿不得不说,同我触摸的许多CAN总线的工程师,都会疏忽这个电缆选型和终端电阻匹配问题,关于电缆选型许多工程师好像是对线缆的注重程度还不行,一般挑选平行线缆带屏蔽的线缆,尽管带屏蔽了,可是CAN_H和CAN_L平行布线并不能很好的按捺共模搅扰,导致总线传输总是偶发一些过错帧,导致数据重发,占用总线资源和其它数据传输,形成要害数据传输推迟,对研制工程师形成了极大的困扰,导致项目推迟;
其次便是终端电阻对总线的影响,不能只记取120欧的终端电阻,也应该依据不同长度和电缆的挑选合理配。