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CAN总线布线规范
[导读]今天CAN总线已从汽车电子慢慢渗透入工业自动化, 医疗, 铁路等众多领域。据我们数据统计, 用户在使用CAN总线时约80%问题均是由总线布局布线不合理造成, 今天我们就来扒一扒CAN总线布局布线规范。
摘要: 今天CAN总线已从汽车电子慢慢渗透入工业自动化, 医疗, 铁路等众多领域。据我们数据统计, 用户在使用CAN总线时约80%问题均是由总线布局布线不合理造成, 今天我们就来扒一扒CAN总线布局布线规范。

所谓磨刀不误砍柴功, 合理总线布局布线等于成功二分之一, 那么总线布线时怎样选择导线? 怎样选择布线拓扑结构呢?
一、 导线选型
1、 导线类型
CAN总线布线时必需采取双绞线, 且需采取特征阻抗约120Ω双绞线, 在通信距离较长或电磁环境恶劣情况下最好用屏蔽双绞线, 这么能够有效抑制电磁干扰, 确保可靠通信。
2、 线长与直流电阻
当用户通信距离较长时就不得不考虑线路损耗了, 假如使用线缆太细, 导线直流电阻太大。那么在总线起始端发出信号在经历漫长路途以后抵达末端节点时信号将大幅衰减, 最终造成通信失败。那么线长和传输线截面积, 线长与通信波特率又有什么关系呢? 我们总结以下图1所表示。

图1传输线相关参数推荐值
二、 布线拓扑结构
1、 “手牵手”式连接
在直线型拓扑中, 因为分支存在一定长度以及分支长度积累会造成总线上阻抗不连续, 继而产生信号反射现象, 所以直线型拓扑中最常见是手牵手连接方法。如图 2所表示, 为了确保通信可靠性, 起始端和末端节点都需要加120Ω终端电阻, 不可只接一端或两端均不接。

图2手牵手连接方法接线图
2、 T型分支式连接
在大多数工业现场、 轨道机车中, 因为整体线缆非常多均需要使用接线排, 方便后期维护。所以CAN总线上节点分支不可避免, 只能尽可能减小分支长度, 如图 3。

图3 T型分支结构图
这个分支长度在最高波特率1M时最好在0.3m以内, 我们能够推断在其她波特率条件下假如分支长度满足小于0.3m,那么总线通信能够稳定运行。
在一些场所无法做到这么短分支怎么办呢? 我们能够依据不一样波特率, 选择不一样分支长度。如图4可知, 伴随波特率增加, 分支约束越来越严格, 相反假如想增加分支长度那么波特率必需降低以取得稳定通信。

图 4 波特率与分支长度关系
3、 星型拓扑

图 5 等长星型连接
如图 5所表示, 若采取等长星型拓扑进行接线能够不使用集线器设备, 合适调整每个节点终端电阻即可实现组网。
R=N×60Ω
N:分支数量
R: 每个分支终端电阻
注意每个节点必需加终端电阻, 不能在星型网络中心加任何电阻。
在现实应用中很多场所无法做到等长星型连接, 这个时候我们需要使用CAN集线器来进行分支, 如图6所表示。

图 6 集线器用于复杂分支网络
使用集线器布线灵活性很大, 能够依据需要任意分支, 少了很多约束条件。