can通信和rs-485通信都是工业自动化领域常用的两种通信方式。但应用场景的不同,通信方式的选择也会不同。故选择合适的通信方式,是决定一款产品是否得到市场认可的关键因素之一。
can通信
can协议经过iso标准化后,根据传输速度的不同分成两类:iso11898-2(高速)和iso11898-3(低速)。can通信实现需要can控制器和can收发器。目前市场有两种主流的方案:
将mcu和can控制器集成在一起,外接can收发器;can控制器和can收发器都采用外接的形式,其工作框图如图1、图2所示。
图1 can控制器和mcu集成在一起
图2 can控制器和收发器都采用外接方式
can数据传输是通过两根线之间的电压差实现的(差分传输),这两根线分别为canh和canl。根据标准定义,canh=canl=2.5v(canh-canl=0v)为隐形电平,“逻辑1”;canh=3.5v,canl=1.5v(canh- canl=2v)为显性电平,“逻辑0”,如图3所示。(显性电平的优先级高于隐性电平,具体表现在多主机仲裁can总线)
图3 can电平标准定义
rs-485通信
图4 rs-485工作框图
rs-485通信实现需要用到485收发器,具体工作框图如图4所示。rs-485数据传输是通过两根线之间的电压差实现的(差分传输),这两根线分别为485a和485b。根据标准定义:
rs-485作驱动器时,v485a-v485b=+(2~6)v,为高电平,逻辑为1;v485a-v485b=-(2~6)v,为低电平,逻辑为0;
rs-485作接收器时,v485a-v485b≥+200mv,为高电平,逻辑为1;v485a-v485b≤-200mv,为低电平,逻辑为0。
图5 rs-485电平标准定义
收发器的输入阻抗、单位负载和节点数存在密切关系,具体如表1所示。rs-485总线还需要增加上下拉电阻(485a接上拉电阻,485b接下拉电阻),其目的:
避免485a和485b差分电压处于-200mv~+200mv范围(总线处于不确定状态);避免总线输出低电平(uart协议起始位为低电平,导致通信异常);避免总线受到电磁干扰问题。表1 接收器输入阻抗、单位负载和节点数的关系
单位负载
节点数(个)
接收器输入阻抗(kω)
1
32
12
1/2
64
24
1/4
128
48
1/8
256
96
行业应用
can属于串行通信协议,具有高可靠性、高实时性和高灵活度的特性。支持高安全等级的分布式实时控制场合,主要应用于高速数据传输和实时控制系统。例如can在智慧工厂应用如图6所示,将 usbcan-4e-u 通讯盒与pc监控机连接,进而将pc监控机接入工厂的can总线中。每条生产线中的每个工作站通过can总线将监测数据反馈至pc监控机,便于监控人员对每条生产线中的每个工作站实时监控,有效防止生产事故的发生。若一条生产线中的相邻工作站距离较远(距离>200m),推荐在can总线中增加 canfdbridge ,保证足够的通讯距离和实现网络继扩容的功能。
图6 can总线在智慧工厂的应用实例
我司推出全隔离can收发芯片sm1500,采用dfn封装,其体积仅为12.45mm*9.85mm*3.00mm,可以在-40°~+125°环境下正常工作,适用于汽车电子、bms、充电桩、石油化工、电力监控等领域。
rs-485属于串行通信协议,具有良好的抗噪声干扰性强、数据传输距离长和设备节点数多的特性,适用于长距离低速数据传输的场景。例如rs-485在交通信号灯故障检测应用如图7所示,zlg面向交通信号灯故障检测应用提供主控、无线通讯及通信接口防护产品方案。m6y2c核心板 有丰富外设接口资源,与各类传感器和监控设备进行连接,便于工作人员对数据进行采集和分析,精准定位到故障区域并进行解决。
图7 rs-485总线交通信号灯故障检测应用实例
我司推出全隔离rs-485收发芯片sm4500,采用dfn封装,其体积仅为12.45mm*9.85mm*3.00mm,可以正常工作在-40°~+125°环境下,适用于石油化工、电力监控、轨道交通、舞台灯光等领域。
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