ממשק אוטובוס מעגל ועקרון

CANopen אוטובוס ממשק המעגל העיקרון ושיקולי העיצוב

CAN האוטובוס הוא רשת תקשורת טורית אשר למעשה תומכת שליטה מבוזרת ושליטה בזמן אמת. זה כבר בשימוש נרחב בתחום שליטה אוטומטית על הביצועים הגבוהים שלה אמינות גבוהה. כדי לשפר את יכולת הכונן של המערכת ולהגדיל את המרחק של התקשורת, פיליפס 82C250 משמש יישומים מעשיים כמו ממשק בין בקר CAN לבין האוטובוס הפיזי, כלומר, מקמ"ש CAN כדי לשפר את יכולת השידור הדיפרנציאלי של האוטובוס ואת יכול לשלוט. יכולת הקבלה הדיפרנציאלית של ההתקן. על מנת להגביר עוד יותר את היכולת נגד הפרעה, מעגל בידוד אופטו מוגדר לעתים קרובות בין בקר CAN ו מקמ"ש. אופייני CAN אופני מעגל ממשק מוצג כמו באיור 1.

Fig.1 אופייני CAN אוטובוס ממשק עקרון ציור

1 נושאים מרכזיים בממשק עיצוב מעגלים

1.1 מעגל בידוד אופטי

למרות שהמעגל המבודד אופטו יכול להגביר את יכולת ההתנגשות של המערכת, זה גם יגדיל את זמן העיכוב של שידור לולאה אפקטיבית האות של האוטובוס CAN, וכתוצאה מכך להקטין את קצב התקשורת או המרחק. 82C250 ודגמים אחרים של מקמ"ש CAN מסוגלים חסינות מיידית, הפחתת הפרעות בתדר רדיו (RFI), והגנה תרמית. מעגלים להגבלת הנוכחי גם לספק הגנה נוספת באוטובוס. לכן, אם המרחק שידור השדה הוא קצר הפרעה אלקטרומגנטית הוא קטן, בידוד אופטי לא יכול להיות מאומץ כך שהמערכת יכולה להגיע לשיעור התקשורת המרבי או המרחק, ואת מעגל ממשק ניתן לפשט. אם סביבת השדה דורשת בידוד-אופטו, יש להשתמש במבודדי אופטו במהירות גבוהה כדי לצמצם את זמן העיכוב של ההפצה של אות לולאה יעיל של ה- CAN. לדוגמה, במהירות גבוהה אופוקופולר 6N137 יש עיכוב ריבוי קצר של 48 ns, אשר קרוב מעגל TTL. רמת זמן העיכוב.

1.2 בידוד ספק כוח

אספקת החשמל Vdd ו- VCC המשמשים משני צדי הבידוד האופטי, חייבים להיות מבודדים לחלוטין. אחרת, הבידוד האופטו-אלקטרוני יאבד את תפקודו הנכון. הבידוד של אספקת החשמל יכול להיות מושגת על ידי כוח נמוך DC / DC מודול בידוד אספקת, כגון 5 V כפול מבודד כוח נמוך DC / DC מודול עם pinout תקן DIP-14.

1.3 נגד הנגד

מסוף הזנת נתוני שידור TXD של מקמ"ש CAN 82C250 ב FIG. 1 מחובר למסוף הפלט OUT של הצילום 6N137. שים לב שה- TXD חייב להיות מחובר לנגד הנגד R3 באותו זמן. מצד אחד, R3 מבטיח כי phototransistor ב 6N137 יציאות ברמה נמוכה כאשר הוא מופעל, יציאות ברמה גבוהה כאשר הוא כבוי. מצד שני, זה גם דרישה של האוטובוס CAN. באופן ספציפי, הסטטוס של מסוף TXD של 82C250 קובע את הסטאטוס של מסופי הזנה / פלט מתח CAN גבוה ונמוך CANH, CANL (ראה טבלה 1). מפרט האוטובוס CAN קובע כי האוטובוס צריך להיות רצסיבי במהלך תקופות סרק. כלומר, מצב ברירת המחדל של הצמתים ברשת CAN הוא רצסיבי. זה דורש מצב ברירת המחדל של הצד TXD של 82C25O הוא ההיגיון 1 (רמה גבוהה). מסיבה זו, זה חייב להיות מובטחת דרך R3 כי הסטטוס של מסוף TXD הוא ההיגיון 1 (רמה גבוהה) כאשר אין נתונים מועבר או מצב חריג מתרחש.

1.4 התאמת עכבת האוטובוס

שני נגדים 120Ω חייב להיות מחובר בסוף האוטובוס CAN. הם ממלאים תפקיד חשוב בהתאמת עכבת האוטובוס ולא ניתן להשמיט אותם. אחרת, האמינות וההפרעה של תקשורת הנתונים באוטובוסים יופחתו במידה ניכרת, ואפילו תקשורת לא תהיה אפשרית.

1.5 אמצעים אחרים נגד שיבוש

כדי לשפר את חסינות ההפרעה של מעגל הממשק, שקול את הצעדים הבאים:

(1) חבר שני קבלים קטנים 30 pF במקביל מקביליות CANH ו CANL של 82C25O ואת הקרקע כדי לסנן את התדר גבוה בתדר באוטובוס ולמנוע קרינה אלקטרומגנטית.

(2) חבר את הנגד 5Ω בסדרה בין מסופי CANH ו- CANL של 82C250 לבין האוטובוס CAN להגביל את הנוכחי ולהגן על 82C250 מן הזרם.

(3) הוסף 100 nf decoupling קבלים בין מסוף אספקת החשמל של 82C25O, 6N137 ומעגלים משולבים אחרים ואת הקרקע כדי להפחית את ההפרעה.

2. סיכום

מעגל ממשק הוא חלק חשוב של רשת האוטובוסים CAN. האמינות והאבטחה משפיעים ישירות על פעולתה של רשת התקשורת כולה. מאמר זה מסכם מספר נושאים מרכזיים שיש לציין בעיצוב של מעגלים ממשק CAN. רק על ידי אחיזת המפתח בעיצוב נוכל לשפר את האיכות והביצועים של מעגלי ממשק מרובים ולוודא כי רשת האוטובוס CAN פועלת בבטחה ובאמינות.