CAN總線兩端加終端電阻

1、在RS485組網(wǎng)過程中另一個需要主意的問題是終端負載電阻問題，在設(shè)備少距離短的情況下不加終端負載電阻整個網(wǎng)絡(luò)能很好的工作但隨著距離的增加性能將降低。理論上，在每個接收數(shù)據(jù)信號的中點進行采樣時，只要反射信號在開始采樣時衰減到足夠低就可以不考慮匹配。但這在實際上難以掌握，美國MAXIM公司有篇文章提到一條經(jīng)驗性的原則可以用來判斷在什么樣的數(shù)據(jù)速率和電纜長度時需要進行匹配：當(dāng)信號的轉(zhuǎn)換時間（上升或下降時間）超過電信號沿總線單向傳輸所需時間的3倍以上時就可以不加匹配。一般終端匹配采用終端電阻方法，RS-485應(yīng)在總線電纜的開始和末端都并接終端電阻。終接電阻在RS-485網(wǎng)絡(luò)中取120。相當(dāng)于電纜特性阻

2、抗的電阻，因為大多數(shù)雙絞線電纜特性阻抗大約在100120。這種匹配方法簡單有效，但有一個缺點，匹配電阻要消耗較大功率，對于功耗限制比較嚴格的系統(tǒng)不太適合。另外一種比較省電的匹配方式是RC匹配。利用一只電容C隔斷直流成分可以節(jié)省大部分功率。但電容C的取值是個難點，需要在功耗和匹配質(zhì)量間進行折衷。還有一種采用二極管的匹配方法，這種方案雖未實現(xiàn)真正的“匹配”，但它利用二極管的鉗位作用能迅速削弱反射信號，達到改善信號質(zhì)量的目的，節(jié)能效果顯著?？垢蓴_一般在總線兩端接終端電阻即可，但也有例外，例如有臨時加上的總線診斷設(shè)備，形成支線。在不接終端電阻的情況下，除了EMC性能下降，其他影響也是有的，例如若CAN

3、總線斷開一根，與接終端電阻是不一樣的，沒接的居然還能收，單線通訊？不過EMC大大的下降，一半左右。關(guān)于阻值計算，好像跟收發(fā)器驅(qū)動特性，電纜特性有關(guān)。而總線長度主要取決于位定時參數(shù)，位速率允許情況下，才能達到一定的總線長度?？偟膩碚f，終端電阻主要用于增強EMC性能，然而EMC性能在汽車級的應(yīng)用中當(dāng)然十分重要，一般在兩端加入120歐姆的電阻即可。本人初學(xué)，拋磚引玉。關(guān)注另外可推薦一本書：現(xiàn)場總線CAN原理與應(yīng)用技術(shù)，北京航空航天大學(xué)出版社。上面論述較為詳細CAN是多主傳輸，為了消除短路現(xiàn)象，其CANH和CANL電平的性質(zhì)是不一樣的，如CANH的兩種邏輯狀態(tài)為高電平和高阻狀態(tài)，CANL的兩種邏輯狀態(tài)

4、為低電平和高阻，高阻狀態(tài)其實電平是不確的，因此在差分傳輸?shù)腃AN總線中，匹配電阻不僅作為匹配用還起降低CANH與CANL回路中阻抗的作用，使CANH和CANL具有確定的電平，所以在調(diào)CAN時，即使線再短也需要加在CANH與CANL之間加一個電阻的原因，此時這個電阻并不起匹配作用?；贑AN總線的RS-232串口設(shè)備遠程通信工業(yè)設(shè)備通信通常涉及到很多硬件和軟件產(chǎn)品以及用于連通標準計算機平臺（個人計算機或工作站）和工業(yè)自動化應(yīng)用設(shè)備的協(xié)議，而且所使用設(shè)備和協(xié)議的種類繁多。因此，大部分自動化應(yīng)用設(shè)備都希望執(zhí)行簡單的串行命令，并希望這些命令同個人計算機或者附加的串行端口板上的標準串行端口兼容。RS-2

5、32是目前PC機與通信工業(yè)中應(yīng)用最廣泛的一種串行接口。RS-232被定義為一種在低速率串行通訊中增加通訊距離的單端標準。由于RS-232的發(fā)送端與接收端之間有公共信號地，所以它不能使用雙端信號，否則，共模噪聲會耦合到信號系統(tǒng)中。RS-232標準規(guī)定，其最大距離僅為15m，信號傳輸速率最高為20kbit/s。CAN,全稱為ControllerAreaNetwork”，即控制器局域網(wǎng)，是國際上應(yīng)用最廣泛的現(xiàn)場總線之一,一個由CAN總線構(gòu)成的單一網(wǎng)絡(luò)受到網(wǎng)絡(luò)硬件電氣特性的限制。CAN作為一種多主方式的串行通訊總線，其基本設(shè)計規(guī)范要求高位速率和較高的抗電磁干擾性能，而且要能夠檢測出通訊總線上產(chǎn)生的任何

6、錯誤。當(dāng)信號傳輸距離達10km時，CAN仍可提供高達50kbit/s的數(shù)據(jù)傳輸速率。表1為CAN總線上任意兩個節(jié)點之間最大傳輸距離與其位速率之間的對應(yīng)關(guān)系。表1CAN總線系統(tǒng)任意兩節(jié)鼎足之勢之間的最大距離位速率/kbps1000500250125100最大距離/m40130270530620位速率/kbps5020105最大距離/m13003300670010000由此可見,無論從實時性、適應(yīng)性、靈活性，還是可靠性上來看,CAN總線都是一種比RS-232更為優(yōu)秀的串行總線。當(dāng)兩臺串口設(shè)備的相距較遠，不能直接用RS-232把它們連接起來時,就可以把RS-232轉(zhuǎn)換為CAN，通過CAN總線來實現(xiàn)串

7、口設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)互連。但是，RS-232和CAN在電平和幀格式上都是很大的不同。具體表現(xiàn)如下：RS-232標準電平采用負邏輯，規(guī)定+3V+15V之間的任意電平為邏輯“0”電平，-3V-15V之間的任意電平為邏輯“1”電平。而CAN信號則使用差分電壓傳送，兩條信號線稱為“CAN_H”和“CAM_L”，靜態(tài)時均為2.5V左右，此時的狀態(tài)表示為邏輯“T,也可以叫做“隱性”;用CAN_H比CAN_L高表示邏輯“0”,稱為“顯性”。顯性時,通常電壓值為:CAN_H=3.5V,CAN_L=1.5V；RS-232串口的幀格式為：一位起始位，八位數(shù)據(jù)位，一位可編程的第九位（此位為發(fā)送和接收的地址/數(shù)據(jù)位），一位停

8、止位。而CAN的數(shù)據(jù)幀格式為：幀信息+ID+數(shù)據(jù)（可分為標準幀和擴展幀兩種格式）。因此，設(shè)計時就需要有一個微控制器來實現(xiàn)電平和幀格式等的轉(zhuǎn)換。2RS-232到CAN轉(zhuǎn)換的硬件設(shè)計在設(shè)計RS-232到CAN的轉(zhuǎn)換裝置時，用單片機AT89C52作為微處理器；用SJA1000作為CAN微控制器，SJA1000中集成了CAN協(xié)議的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層功能，可被動局面對通信數(shù)據(jù)的幀處理；AT82C250作為CAN控制器和物理總線之間的接口，用于提供總線的差動發(fā)送能力和CAN控制器的差動接收能力，通過AT82C250的引腳3可選擇三種不同的工作方式（高速、斜率控制和待機）。其中引腳3接地時為高速方式；高速光

9、隔用6N137實現(xiàn)，其作用是防止串入信號干擾；MAX232用來完成232電平到微控制器接口芯片TTL電平的轉(zhuǎn)換。具體的硬件接口電路參見SJA1000的有關(guān)資源，這里不再多做說明。但有以下幾點需要注意。（1）CAN總線兩端接有一個120Q的電阻，其作用是匹配總線阻抗，提高數(shù)據(jù)通信的抗干擾性及可靠行。但實際上只需保證CAN網(wǎng)絡(luò)中“CAN_H”和“CAN_L”之間的跨接電阻為60Q即可。SJA1000的20引腳RX1在不使用時可接地(具體原因見軟件設(shè)計)，配合CDR.6的置位可使總線長度大大增加。引腳TX0、TX1的接法決定了串行輸出的電平。具體關(guān)系可參考輸出控制寄存器OCR的設(shè)置。AT82C250的RS引腳與地間接