CAN总线与RS422A通信适配器的设计与实现及抗干扰(6)

can总线

哈尔滨Ｔ程大学硕士学位论文

械、机器人、数控机床、医疗器械及传感器等领域发展。ＣＡＮ已经形成国际标准，并已被公认为几种最有前途的现场总线之一。

一个由ＣＡＮ总线构成的单一网络受到网络硬件电气特性的限制。ＣＡＮ作为一种多主方式的串行通讯总线，其基本设计规范要求高位速率和较高的抗电磁干扰性能，而且要能够检测出通讯总线上产生的任何错误。ＲＳ．４２２Ａ的最大传输距离为１２１９ｍ，而当信号传输距离达５ｋｍ时，ＣＡＮ仍可提供高达１０ｋｂｉｔ／ｓ的数据传输速率。表１．１为ＣＡＮ总线上任意两个节点之间最大传输距离与其位速率之间的对应关系。

表１．１ＣＡＮ总线系统任意两节点之间的最大距离与位速率对应关系表位速率／ｋｂｐｓ

最大距离／ｍ１０００４０５００１３０２５０２７０１２５５３０１００６２０５０１３００２０３３００１０６７００由此可见，无论从实时性、适应性、灵活性，还是可靠性上来看，ＣＡＮ总线都是一种比ＲＳ．４２２Ａ更为优秀的串行总线。当两台串口设备的相距较远，不能直接用ＲＳ．４２２Ａ把它们连接起来时，就可以把ＲＳ－４２２Ａ转换为ＣＡＮ，通过ＣＡＮ总线来实现串口设备的网络互连。ＣＡＮ总线作为当今自动化领域技术发展的趋势，研究其与ＲＳ－４２２Ａ通信适配器的设计与实现，对实现设备的远程技术支持是具有现实意义的，尤其适合应用于强干扰环境，并可推广嵌入应用于各种测控领域。

本文主要内容为ＣＡＮ总线与ＲＳ．４２２Ａ通信适配器的设计与实现，同时包括硬件电路设计与软件的编写。硬件部分实现功能为总线与ＰＣ机的互联，主要的工作是建立单片机最小系统和扩展ＲＳ一４２２Ａ串口，软件的设计将要实现对总线上的数据包进行监控。在实际应用中，尤其是在现场运行环境较差，干扰严重的情况下，如何提高ＣＡＮ总线的抗干扰能力，使系统更可靠地运行，是设计者关注的重点。本文从ＣＡＮ总线传输的原理出发，用实测ＣＡＮ总线波形的方法分析了影响ＣＡＮ可靠传输的因素，提出了ＣＡＮ总线在应用中抗干扰的硬件及软件措施。此项工作的完成既有助于笔者的深入学习又可以在相关领域内进行ＣＡＮ总线的研究。２