Princípio do Circuito da Interface do Ônibus CANopen e Aviso de Design

Princípio do circuito de interface de barramento CANopen e considerações de projeto

CAN bus é uma rede de comunicação serial que efetivamente suporta controle distribuído e controle em tempo real. Tem sido amplamente utilizado na área de controle automático por seu alto desempenho e alta confiabilidade. Para melhorar a capacidade de acionamento do sistema e aumentar a distância de comunicação, o Philips 82C250 é usado em aplicações práticas como a interface entre o controlador CAN e o barramento físico, ou seja, o transceptor CAN para melhorar a capacidade de transmissão diferencial do barramento e Pode controlar. A capacidade de recepção diferencial do dispositivo. A fim de aumentar ainda mais a capacidade anti-interferência, um circuito de opto-isolamento é frequentemente configurado entre o controlador CAN e o transceptor. O princípio típico do circuito da interface do barramento CAN é mostrado na figura 1.

Fig.1 Desenho típico do princípio do circuito da interface do barramento CAN

1 questões-chave no design do circuito de interface

1.1 Circuito de isolamento óptico

Embora o circuito opto-isolado possa melhorar a capacidade anti-interferência do sistema, também aumentará o tempo de atraso da transmissão do sinal de loop efetivo do barramento CAN, resultando em uma redução na taxa ou distância de comunicação. O 82C250 e outros modelos de transceptores CAN são capazes de imunidade instantânea, redução de interferência de radiofreqüência (RFI) e proteção térmica. Circuitos limitadores de corrente também fornecem proteção adicional de barramento. Portanto, se a distância de transmissão de campo for curta e a interferência eletromagnética for pequena, o isolamento óptico pode não ser adotado para que o sistema possa atingir a taxa ou a distância máxima de comunicação, e o circuito de interface pode ser simplificado. Se o ambiente de campo exigir opto-isolamento, opto-isoladores de alta velocidade devem ser usados para reduzir o tempo de atraso de propagação do sinal de loop efetivo do barramento CAN. Por exemplo, o optoacoplador de alta velocidade 6N137 tem um atraso de propagação curto de 48 ns, que é próximo do circuito TTL. O nível de tempo de atraso.

1.2 Isolamento da Fonte de Alimentação

A fonte de alimentação Vdd e Vcc usada em ambos os lados do dispositivo de isolamento optoeletrônico deve estar completamente isolada. Caso contrário, o isolamento optoeletrônico perderá sua função adequada. O isolamento da fonte de alimentação pode ser alcançado por um módulo de isolamento de fonte de alimentação CC / CC de baixa potência, tal como um módulo DC / DC de baixa potência de 5 V com isolamento duplo com pinagem padrão DIP-14.

1.3 Resistência de pull-up

O terminal de entrada de dados de transmissão TXD do transceptor de CAN 82C250 na FIG. 1 está ligado ao terminal de saída OUT do fotoacoplador 6N137. Note que o TXD deve estar conectado ao resistor de pull-up R3 ao mesmo tempo. Por um lado, o R3 garante que o fototransistor no 6N137 produza um nível baixo quando é ligado e produz um alto nível quando está desligado. Por outro lado, esta é também uma exigência do barramento CAN. Especificamente, o status do terminal TXD do 82C250 determina o status dos terminais de entrada / saída CAN de alta e baixa tensão CAN, CANL (ver Tabela 1). A especificação do barramento CAN indica que o barramento deve ser recessivo durante os períodos inativos. Ou seja, o estado padrão dos nós na rede CAN é recessivo. Isso requer que o estado padrão do lado TXD do 82C25O seja lógico 1 (alto nível). Por esta razão, deve ser assegurado através de R3 que o status do terminal TXD é lógico 1 (nível alto) quando nenhum dado é transmitido ou uma condição anormal ocorre.

1.4 Correspondência de Impedância de Ônibus

Dois resistores de 120Ω devem ser conectados ao final do barramento CAN. Eles desempenham um papel importante na correspondência de impedância de barramento e não podem ser omitidos. Caso contrário, a confiabilidade e a interferência da comunicação de dados do barramento serão bastante reduzidas, e mesmo a comunicação pode não ser possível.

1.5 Outras medidas anti-interferência

Para melhorar a imunidade à interferência do circuito de interface, considere as seguintes medidas:

(1) Conecte dois pequenos capacitores de 30 pF em paralelo entre os terminais CANH e CANL do 82C25O e o terra para filtrar a interferência de alta frequência no barramento e evitar a radiação eletromagnética.

(2) Conecte um resistor de 5Ω em série entre os terminais CANH e CANL do 82C250 e o barramento CAN para limitar a corrente e proteger o 82C250 da sobrecorrente.

(3) Adicione um capacitor de desacoplamento de 100 nF entre o terminal da fonte de alimentação do 82C25O, 6N137 e outros circuitos integrados e o terra para reduzir a interferência.

2. Conclusão

O circuito de interface é uma parte importante da rede de barramento CAN. Sua confiabilidade e segurança afetam diretamente a operação de toda a rede de comunicação. Este artigo resume várias questões importantes que devem ser observadas no design dos circuitos da interface CAN. Somente ao captar a chave no projeto podemos melhorar a qualidade e o desempenho de vários circuitos de interface e garantir que a rede de barramento CAN opere de maneira segura e confiável.