CANopen bus arabirim devresi prensibi ve tasarım konuları
CAN veri yolu, dağıtılmış kontrol ve gerçek zamanlı kontrolü etkin bir şekilde destekleyen bir seri iletişim ağıdır. Yüksek performans ve yüksek güvenilirlik için otomatik kontrol alanında yaygın olarak kullanılmaktadır. Sistemin sürücü kabiliyetini iyileştirmek ve iletişim mesafesini arttırmak için, Philips 82C250, CAN kontrol cihazı ve fiziksel veriyolu arasındaki arabirim olarak pratik uygulamalarda kullanılır, yani, CAN alıcı-vericisi, veri yolunun diferansiyel iletim kapasitesini arttırmak için Kontrol edebilirsiniz. Cihazın diferansiyel alım kabiliyeti. Anti-parazit kabiliyetini daha da artırmak için, genellikle CAN kontrol cihazı ve alıcı-verici arasında bir opto-izolasyon devresi kurulur. Tipik CAN veriyolu arabirim devresi prensibi, Şekil l'deki gibi gösterilmektedir.
Şekil 1 Tipik CAN veriyolu Arabirimi Devresi Prensibi Çizimi
Arayüz Devre Tasarımında 1 Temel Sorun
1.1 Optik izolasyon devresi
Opto-izole devre sistemin anti-parazit yeteneğini artırabilse de, CAN veriyolunun etkin döngü sinyalinin iletim gecikme süresini de arttıracak ve bu da iletişim hızında ya da mesafede bir azalmaya yol açacaktır. 82C250 ve diğer CAN alıcı-vericileri, anlık bağışıklık, azaltılmış radyo frekansı girişim (RFI) ve termal koruma özelliklerine sahiptir. Akım sınırlayıcı devreler ayrıca ek bus koruması sağlar. Bu nedenle, alan iletim mesafesi kısa ve elektromanyetik girişim küçük ise, sistemin maksimum iletişim hızına veya mesafesine ulaşabilmesi için optik izolasyon kabul edilmeyebilir ve arayüz devresi basitleştirilebilir. Saha ortamı opto-izolasyon gerektiriyorsa, CAN veriyolunun etkin döngü sinyalinin yayılma gecikme süresini azaltmak için yüksek hızlı opto izolatörler kullanılmalıdır. Örneğin, yüksek hızlı optokuplör 6N137, TTL devresine yakın olan 48 ns'lik kısa bir yayılma gecikmesine sahiptir. Gecikme süresi seviyesi.
1.2 Güç Kaynağı Yalıtımı
Optoelektronik izolasyon cihazının her iki tarafında kullanılan Vdd ve Vcc güç kaynağı tamamen izole edilmelidir. Aksi takdirde, optoelektronik izolasyon doğru işlevini kaybeder. Güç kaynağının yalıtımı, DIP-14 standart pin çıkışı olan 5 V çift yalıtımlı düşük güçlü DC / DC modülü gibi düşük güçlü bir DC / DC güç kaynağı izolasyon modülü ile sağlanabilir.
1.3 Çekme direnci
Şekil l'deki CAN alıcı-vericisinin 82C250 transmisyon veri giriş terminali TXD'si 1, foto-toplayıcı 6N137'nin çıkış terminali OUT'a bağlanmıştır. TXD'nin aynı zamanda pull-up resistor R3'e bağlanması gerektiğini unutmayın. Bir yandan, R3, 6N137'deki fototransistörün, açıldığında düşük bir seviyede çıkmasını sağlar ve kapatıldığında yüksek bir seviyeye çıkarır. Öte yandan, bu da CAN veriyolunun bir gereğidir. Özellikle, 82C250'nin TXD terminalinin durumu, CANH, CANL'nin yüksek ve düşük CAN voltaj giriş / çıkış terminallerinin durumunu belirler (bkz. Tablo 1). CAN veri yolu özelliği, rölanti süreleri sırasında veri yolunun resesif olması gerektiğini belirtir. Yani, CAN ağındaki düğümlerin varsayılan durumu çekiniktir. Bu, 82C25O'nun TXD tarafının varsayılan durumunun mantık 1 olmasını gerektirir (yüksek seviye). Bu nedenle, herhangi bir veri iletilmediğinde veya anormal bir durum meydana geldiğinde TXD terminalinin durumunun mantıksal 1 (yüksek seviye) olması R3 tarafından sağlanmalıdır.
| TXD durumu | CANH Seviyesi (V) | CANL Seviyesi (V) | CAN Bus Durumu |
| 1 | 2.5 | 2.5 | Çekinik (mantık 1) |
| 0 | 3.5 | 1.5 | Dominant (mantık 0) |
1.4 Bus Empedansı Eşleşmesi
CAN veriyolunun sonuna iki 120Ω direnç takılmalıdır. Otobüs empedansı eşleştirmesinde önemli rol oynarlar ve ihmal edilemezler. Aksi takdirde, veri yolu iletişiminin güvenilirliği ve parazit önleme büyük ölçüde azalır ve hatta iletişim mümkün olmayabilir.
1.5 Diğer anti-parazit önlemleri
Arabirim devresinin girişim bağışıklığını geliştirmek için aşağıdaki önlemleri göz önünde bulundurun:
(1) 82C25O'nun CANH ve CANL terminalleri arasına paralel olarak iki adet 30 pF küçük kapasitör bağlayın ve bara üzerindeki yüksek frekanslı enterferansı filtrelemek ve elektromanyetik radyasyonu önlemek için topraklayın.
(2) Akımı sınırlamak ve 82C250'yi aşırı akımdan korumak için 82C250'nin CANH ve CANL terminalleri arasında bir 5Ω direnç bağlayın.
(3) 82C25O, 6N137 ve diğer tümleşik devrelerin güç kaynağı terminali ile girişimi azaltmak için toprak arasında 100 nF dekuplaj kondansatörü ekleyin.
2. Sonuç
Arabirim devresi, CAN veriyolu ağının önemli bir parçasıdır. Güvenilirliği ve güvenliği, tüm iletişim ağının işleyişini doğrudan etkiler. Bu makale, CAN arayüz devreleri tasarımında dikkat edilmesi gereken bazı temel konuları özetler. Sadece tasarımdaki anahtarı kavrayarak, çoklu arabirim devrelerinin kalitesini ve performansını geliştirebilir ve CAN veri yolu ağının güvenli ve güvenilir bir şekilde çalışmasını sağlayabiliriz.