基于PCA82C250與MCU間的直連通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)計

摘要：在分析了RS-485總線與CAN部遲疑不決的異同點(diǎn)后，以PCA82C250型接口電路為例提出了用CAN總線通信物理層接口電路來替代RS- 485總線接口中電路與單片機(jī)直接連接進(jìn)行通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)計，從而可形成一個高性能、低價格且數(shù)據(jù)通信安全、可靠的分布式測控系統(tǒng)。 關(guān)鍵詞：通信物理接口 RS-485總線 CAN總線 MCU 1 概述 用于多機(jī)間數(shù)據(jù)通信的通信物理層接口是分布式測控系統(tǒng)數(shù)據(jù)共享的工作基礎(chǔ)，傳統(tǒng)的以單片機(jī)為核心的分布式多機(jī)測控系統(tǒng)為簡化通信物理層大多采用電流環(huán)或 RS-485/RS-422總線。 電流環(huán)形式因較RS-485/RS-422總線形式連線復(fù)雜等原因已基本退出歷史舞臺。而RS-485總線接線形式較RS-422總線接線形式少了二極通信線且抗干擾能力增強(qiáng)，從而使接線形式更為簡單、造價更低，因此，RS-485總線基本上獨(dú)霸了以單片機(jī)為核心的分布式多機(jī)測控系統(tǒng)通信物理層的應(yīng)用。但隨著科技的發(fā)展，RS-485總線的總線效率低、系統(tǒng)實時性差、通訊可靠性低、后期維護(hù)成本高、網(wǎng)絡(luò)工程調(diào)試復(fù)雜、傳輸距離不理想、單總線可掛接節(jié)點(diǎn)少、應(yīng)用不靈活等缺點(diǎn)慢慢地暴露出來，因此，迫切需要尋找一種新型、簡單有效的通信物理層接口芯片來替代RS-485總線物理層接口電路進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通信，這對提高多機(jī)互連的分布式測控系統(tǒng)的可靠性具有重大意義。 與其他現(xiàn)場總線相比，CAN部遲疑不決在通信能力、可靠性、實時性、靈活性、易用性、傳輸距離和成本等方面有著明顯的優(yōu)勢，成為控制等領(lǐng)域最有前途的現(xiàn)場總線之一。對于CAN總線的物理層接口，現(xiàn)有大多是CAN總線物理層接口電路與CAN總線控制器連接構(gòu)成的CAN總線通信網(wǎng)絡(luò)。經(jīng)筆者的深入分析和實踐證明：CAN總線物理層接口電路(符合ISO11898標(biāo)準(zhǔn))也可與單片機(jī)直接連接構(gòu)成一個高可靠、低成本、簡單實用、多機(jī)互連的分布式測控系統(tǒng)。

2 CAN與RS-485物理層特性比較 CAN總線在物理層個有專用接口電路，該類接口電路具有特色。 CAN總線與RS-485總線物理層特性的相同點(diǎn)有： %26;#183;二線制、半雙工串行通信; %26;#183;差分傳送、平衡接收; %26;#183;傳輸介質(zhì)為雙絞線; %26;#183;需終端匹配電阻器; %26;#183;通信電路可在5V電源條件下工作。 CAN總線與RS-485總線相比，CAN總線通信物理層接口電路(以PCA82C250為例)具有如下優(yōu)點(diǎn)： %26;#183;完全符合ISO11898國際標(biāo)準(zhǔn); %26;#183;數(shù)據(jù)傳輸距離長(長達(dá)10km/5kb/s); %26;#183;數(shù)據(jù)傳輸速率高(高達(dá)1Mb/s/40m); %26;#183;CAN總線中的總線數(shù)值為二種互補(bǔ)邏輯“顯性”或“隱性”位數(shù)值; %26;#183;可實現(xiàn)多主式通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)計，信號在總線上通過“線與”可實現(xiàn)非破壞性總線仲裁; %26;#183;無發(fā)送、接收轉(zhuǎn)換控制引腳; %26;#183;具有抗瞬間脈沖干擾(-150V