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盘点CAN节点设计时应注意的要点

ZLG致远电子 2018-07-02 10:09 次阅读

要搭建一个健壮的CAN网络,隔离、阻抗匹配、外围保护,需要考虑的点非常之多,稍有不慎就有可能留下“内伤”。怎样能够让我们的网络健康运行,无畏风雨呢?请看此文。

对于提高CAN总线节点的可靠性而言,隔离、总线阻抗匹配、总线保护等等是离不开的,在设计CAN节点时要注意这些点来提高总线电路可靠性和安全性。下面我们来分别盘点一番:

一、隔离

CAN总线的隔离主要关注信号隔离与电源隔离。

1、信号隔离

常见的信号隔离技术有光耦和磁隔两种。而在CAN总线上建议选用使用磁隔离的方案,因为磁隔离相对来说更为可靠,消除了光耦合器带来的相关不确定的电流传送比率、非线性传送特性以及随时间漂移和随温度漂移的问题。磁偶方案天生就自带25KV/us的瞬态共模抑制能力,并且能够在电压差峰值560V的环境下正常工作可以说是非常优秀了。

用隔离收发器将总线和控制电路进行电气隔离,不但可以把高压挡在我们的控制系统之外保护操作人员的安全,而且能抑制由接地电势差、接地环路等带来的各种公模干扰,保证总线能在严重干扰和其它系统级噪声存在的情况下不间断、无差错运行。让我们看下面的图片,使用隔离收发器后,就可以避免形成地环路,总线参考地可跟随共模电压的波动而波动,共模电压全部由隔离带承受,共模电压对总线信号变得不再可见,总线从而可以稳定可靠地进行通信。

2、电源隔离

信号隔离之后,电源也应进行隔离。在此推荐集成模块的方案,众所周知同样功能和性能的电路,电路越少元器件数目越少,连线和焊点的数量也就会减少,出现故障的概率也就会相对降低。因此,直接采用带隔离的DC-DC隔离模块实现即可方便的实现电源的隔离。 

二、阻抗匹配

电信号在在电缆上传输时,若阻抗不连续或发生突变时,就会出现信号反射的现象。这个时候就会出现信号的振铃和地弹,反射的信号叠加在正常的信号上,数据的传输便可能出现错误。为了消减这种信号反射就要让传输电缆上的阻抗保持连续,可电缆虽标准,终归是有终点的,终点的阻抗就会发生突变。为了使总线能够稳定,终点阻抗保持连续,CAN-Bus规定要在电缆两端接入匹配电阻。这个终端电阻的阻值一般选用120Ω。

三、外围保护

节点若是工作在户外等恶劣的现场环境,环境影响是一个必须要考虑的因素。此时需要对CAN信号端口添加更高等级的防护电路,保证节点不被损坏以及总线的可靠通讯。具体保护电路的设计可以参照下图:

上图中除了右端的保护电路,中间使用的CAN隔离收发器模块,该模块主要集成了CAN收发器、DC-DC电源模块、信号隔离电路三部分电路,打包封装成一个独立的模块,可大大简化CAN硬件设定的难度,降低开发时间成本。

而且目前市面上已出现表贴式CAN收发器,与传统的设计相比,表贴式产品不仅具备更高的集成度与可靠性,并且支持业内所有常用的贴片封装,适用于需要高稳定性CAN总线通讯的场合,能够最大程度的提升用户的生产效能,帮助用户提升总线通信防护等级。

原文标题:CAN组网不得不关注的细节

文章出处:【微信号:ZLG_zhiyuan,微信公众号:ZLG致远电子】欢迎添加关注!文章转载请注明出处。

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本测试用于检验组件的可靠运转情况,比如一个组件的电源由蓄电池和发动机双路提供,电源电压可能不一致,导....
的头像 人间烟火123 发表于 12-05 17:16 2583次 阅读
CAN一致性测试系统之地偏移测试

对接地设计及地偏移测试进行了解读

此为实车使用的接地结构图,其中所有的接地最终回到蓄电池和发电机的负极端。随着频率的增大,回路的阻抗也....
的头像 ZLG致远电子 发表于 12-05 17:06 1224次 阅读
对接地设计及地偏移测试进行了解读

详解UART转CAN应用方案

各位工程师是否遇到需要使用到CAN通信但缺少CAN接口的情况?最简便的方案是采用UART转CAN通讯....
的头像 人间烟火123 发表于 12-05 16:55 3993次 阅读
详解UART转CAN应用方案

让你以最少时间玩转CSM100系列UART转CAN模块

写配置命令可以通过CSM300CFG软件获取。通过软件界面选择好需要的配置参数后,软件下方会显示出相....
的头像 ZLG致远电子 发表于 12-05 14:13 815次 阅读
让你以最少时间玩转CSM100系列UART转CAN模块

如何CAN总线数据通过无线的方式发送到终端上

针对李工这种需求,使用CAN转蓝牙即可,这种模块虽然可转换的数据量较小,但是功耗和成本都是很低的,而....
的头像 广成CAN总线 发表于 12-05 09:37 970次 阅读
如何CAN总线数据通过无线的方式发送到终端上

解析自动驾驶解决方案优劣和功能安全需求

文将结合所学以自动驾驶系统供应商的角度来分析解决方案优劣和功能安全需求,后续将持续更新。
的头像 智车科技 发表于 12-04 09:14 751次 阅读
解析自动驾驶解决方案优劣和功能安全需求

未来CAN FD与以太网会共存吗

到目前为止,CAN已经安装了数十亿个单元,是一种经过验证的车载网络技术,它对于车内设备的数据包通信的....
的头像 高工智能汽车 发表于 11-29 11:35 1390次 阅读
未来CAN FD与以太网会共存吗

S32K144 CAN FD 引导加载程序软件和介绍等资料合集免费下载

电源接通后,软件将首先运行引导加载程序以检查连接是否成功。如果发生超时,跳到应用程序的引导向量来初始....
发表于 11-29 08:00 90次 阅读
S32K144 CAN FD 引导加载程序软件和介绍等资料合集免费下载

STM32单片机对CAN过滤器的设置方法

在使用STM32的CAN控制器进行数据收发,当用到位屏蔽模式的时候,就要设置过滤器了,这个关系到是否....
发表于 11-28 16:25 271次 阅读
STM32单片机对CAN过滤器的设置方法

SN65LBC031 高速控制器局域网 (CAN) 收发器

SN75LBC031是一个CAN收发器,用作CAN控制器和物理总线之间的接口,用于高达500 kBaud的高速应用。该器件为差分总线提供传输能力,并为控制器提供差分接收功能。发送器输出(CANH和CANL)具有内部转换调节功能,可提供受控对称性,从而实现低EMI辐射。两个变送器输出都可以完全防止电池短路和总线上可能发生的瞬态电压。在器件功耗过大的情况下,热关断电路会在大约160°C的结温下禁用输出驱动器。在发送器输入端包含内部上拉电阻可确保在上电和协议控制器复位期间定义输出。对于500 kBaud的正常操作,ASC端子打开或连接到GND。对于125 kBaud的低速运行,可以通过将ASC端子连接到V CC 来增加总线输出转换时间以降低EMI。接收器包括一个集成滤波器,可将信号抑制成小于30 ns的脉冲。 SN75LBC031的工作温度范围为-40°C至85°C。 SN65LBC031的工作温度范围为-40°C至125°C。 SN65LBC031Q的特点是可在-40°C至125°C的汽车温度范围内工作。 特性 SN75LBC031符合标准ISO /DIS 11898(最高500 k波特) 50 mA时的驱动器输出能力 宽输入/输出总输入/输出总线电压范围 总线输出短路保...
发表于 10-16 10:08 66次 阅读
SN65LBC031 高速控制器局域网 (CAN) 收发器

SN65HVD233 具有待机模式和环回功能的 3.3V CAN 收发器

SN65HVD233,SN65HVD234和SN65HVD235用于采用符合ISO 11898标准的控制器局域网(CAN)串行通信物理层的应用中。作为CAN收发器,每个都在差分CAN总线和CAN控制器之间提供发送和接收功能,信号速率高达1 Mbps。 设计用于特别恶劣的环境,设备具有交叉线保护,高达±36 V的过压保护,接地保护丢失,过热(热关断)保护以及±100 V的共模瞬变保护。这些器件可在7 V至12 V的宽共模范围内工作。这些收发器是微处理器上的主机CAN控制器与工业,楼宇自动化,运输和汽车应用中使用的差分CAN总线之间的接口。 模式: R < SN65HVD233,SN65HVD234和SN65HVD235的sub> S 引脚(引脚8)提供三种工作模式:高速,斜率控制和低功耗待机模式。通过将引脚8直接连接到地来选择高速工作模式,允许驱动器输出晶体管尽可能快地接通和断开,而不限制上升和下降斜率。可以通过在R S 引脚和地之间连接一个电阻来调整上升和下降斜率。斜率将与引脚的输出电流成比例。电阻值为10kΩ时,器件驱动器的压摆率约为15 V /μs,值为100kΩ时,器件的压摆率约为2.0 V /μs。有关斜率控制的更多信息,请参阅功能描述。 SN65HVD23...
发表于 10-16 10:08 70次 阅读
SN65HVD233 具有待机模式和环回功能的 3.3V CAN 收发器

TLIN2024-Q1 四路 LIN 收发器

TLIN2024-Q1器件是一款四路局域互连网络(LIN)物理层收发器,集成了唤醒和保护特性,符合LIN 2.0 ,LIN 2.1,LIN 2.2,LIN 2.2A和ISO /DIS 17987-4.2标准.LIN是一根单线制双向总线,通常用于低速车载网络,数据传输速率高达20kbps.LIN接收器支持数据传输速率高达100kbps的内联编程应用.TLIN2024-Q1具有两个独立的双路LIN收发器模块.V SUP1 /2 可控制独立的双路收发器模块.TLIN2024-Q1使用一个可降低电磁辐射(EME)的限流波形整形驱动器将TXD输入上的LIN协议数据流转化为LIN总线信号。接收器将数据流转化为逻辑电平信号,此信号通过开漏RXD引脚发送到微处理器。休眠模式可实现超低电流消耗,该模式允许通过LIN总线或EN引脚实现唤醒。集成电阻器,静电放电(ESD)保护和故障保护功能有助于设计人员节约应用的布板空间 特性 符合汽车类标准 具有符合AEC Q100标准的下列结果: 器件环境温度:-40°C至125°C 器件HBM ESD分类等级:±6kV 器件CDM ESD分类等级:±1.5kV 符合LIN 2.0,LIN 2.1,LIN 2.2,LIN 2.2A和ISO /DIS 17987-4.2标...
发表于 10-16 10:08 50次 阅读
TLIN2024-Q1 四路 LIN 收发器

SN75LBC031 收发器

SN75LBC031是一个CAN收发器,用作CAN控制器和物理总线之间的接口,用于高达500 kBaud的高速应用。该器件为差分总线提供传输能力,并为控制器提供差分接收功能。发送器输出(CANH和CANL)具有内部转换调节功能,可提供受控对称性,从而实现低EMI辐射。两个变送器输出都可以完全防止电池短路和总线上可能发生的瞬态电压。在器件功耗过大的情况下,热关断电路会在大约160°C的结温下禁用输出驱动器。在发送器输入端包含内部上拉电阻可确保在上电和协议控制器复位期间定义输出。对于500 kBaud的正常操作,ASC端子打开或连接到GND。对于125 kBaud的低速运行,可以通过将ASC端子连接到V CC 来增加总线输出转换时间以降低EMI。接收器包括一个集成滤波器,可将信号抑制成小于30 ns的脉冲。 SN75LBC031的工作温度范围为-40°C至85°C。 SN65LBC031的工作温度范围为-40°C至125°C。 SN65LBC031Q的特点是可在-40°C至125°C的汽车温度范围内工作。 特性 SN75LBC031符合标准ISO /DIS 11898(最高500 k波特) 50 mA时的驱动器输出能力 宽输入/输出总输入/输出总线电压范围 总线输出短路保...
发表于 10-16 10:08 47次 阅读
SN75LBC031 收发器

SN65LBC031Q 高速控制器局域网 (CAN) 收发器

SN75LBC031是一个CAN收发器,用作CAN控制器和物理总线之间的接口,用于高达500 kBaud的高速应用。该器件为差分总线提供传输能力,并为控制器提供差分接收功能。发送器输出(CANH和CANL)具有内部转换调节功能,可提供受控对称性,从而实现低EMI辐射。两个变送器输出都可以完全防止电池短路和总线上可能发生的瞬态电压。在器件功耗过大的情况下,热关断电路会在大约160°C的结温下禁用输出驱动器。在发送器输入端包含内部上拉电阻可确保在上电和协议控制器复位期间定义输出。对于500 kBaud的正常操作,ASC端子打开或连接到GND。对于125 kBaud的低速运行,可以通过将ASC端子连接到V CC 来增加总线输出转换时间以降低EMI。接收器包括一个集成滤波器,可将信号抑制成小于30 ns的脉冲。 SN75LBC031的工作温度范围为-40°C至85°C。 SN65LBC031的工作温度范围为-40°C至125°C。 SN65LBC031Q的特点是可在-40°C至125°C的汽车温度范围内工作。 特性 SN75LBC031符合标准ISO /DIS 11898(最高500 k波特) 50 mA时的驱动器输出能力 宽输入/输出总输入/输出总线电压范围 总线输出短路保...
发表于 10-16 10:08 50次 阅读
SN65LBC031Q 高速控制器局域网 (CAN) 收发器