作為一種技術(shù)先進,、可靠性高,、功能完善、成本合理的遠程網(wǎng)絡(luò)通訊控制方式,，CAN-bus" title="CAN-bus">CAN-bus已被廣泛應(yīng)用到各個自動化控制系統(tǒng)中,。例如,，在汽車電子、自動控制,、智能大廈,、電力系統(tǒng)、安防監(jiān)控等各領(lǐng)域,，CAN-bus都具有不可比擬的優(yōu)越性,。
根據(jù)各個不同應(yīng)用領(lǐng)域的設(shè)計特點,，本文提出了幾種CAN-bus應(yīng)用系統(tǒng)的硬件方案,。
基本CAN-bus節(jié)點
應(yīng)用范圍
各種自動控制網(wǎng)絡(luò),，比如樓宇自動化,、儀表自動控制、數(shù)據(jù)遠程傳輸,、電機控制等
可實現(xiàn)遠距離傳輸（≤ 10KM）,，工作速率可調(diào)（1Mbps≥ 通訊速率≥ 5Kbps）
升級原有的RS-485網(wǎng)絡(luò)
2線式通訊
基本電路
電路特點
可與應(yīng)用廣泛的C51系列單片機直接接口，電路簡單,，使用方便,；
采用DC-DC" title="DC-DC">DC-DC模塊與光電隔離器件，可抑制電磁干擾,，保護系統(tǒng)電路不受網(wǎng)絡(luò)影響,；
2線式通訊,，各總線節(jié)點需自備電源供應(yīng),；
根據(jù)通訊速率調(diào)整斜率電阻R33的值，一般在16K～140K之間,。
元件選型
CAN控制器采用PHILIPS的SJA1000,，工作于BasicCAN模式或PeliCAN模式下，可直接與INTEL的C51核MCU或Motorola的MCU接口?！ ?/P>
CAN收發(fā)器" title="收發(fā)器">收發(fā)器采用PHILIPS的P82C250/251,，可以在低至5Kbps的傳輸速率下工作，滿足遠距離傳輸數(shù)據(jù)時的低速率要求,?！ ?/P>
采用高速光耦" title="光耦">光耦來實現(xiàn)收發(fā)器與控制器之間的電氣隔離，保護控制系統(tǒng)電路,。光耦選擇高速器件,，推薦型號：6N137或TLP113，以滿足在最高速率1Mbps下的電氣響應(yīng),?！ ?/P>
為了保證系統(tǒng)能夠可靠工作，并提高抗干擾能力,，電路中采用隔離型DC/DC" title="DC/DC">DC/DC模塊向收發(fā)器電路供電,。推薦采用定電壓輸入隔離非穩(wěn)壓單輸出型DC/DC模塊，隔離電壓≥1000VDC,，推薦型號：金升陽的B0505S-1W或B0505LS-1W,，可以向收發(fā)器電路提供≤200mA的電流；也可以選擇IB0505LS-W75,，可向收發(fā)器電路提供穩(wěn)定,、低噪聲的5VDC，輸出電流≤150mA,，并帶有輸出短路保護,，且引腳與B0505LS-1W完全兼容?！ ?/P>
微處理器可以選用PHILIPS的P87C51x2,，6 Clock下的最高時鐘頻率可達30MHz，具有3個定時/計數(shù)器,，雙DPTR,，足以滿足CAN-bus在最高速率1Mbps下的應(yīng)用?！ ?/P>
向網(wǎng)絡(luò)供電的DeviceNet節(jié)點
應(yīng)用范圍
DeviceNet中的供電節(jié)點,；
采用5線通訊；
高速數(shù)據(jù)通訊,；
可以向網(wǎng)絡(luò)中的其他節(jié)點供電,。
基本電路
DeviceNet特點
5線式通訊（信號線CAN_H,、CAN_L,；屏蔽線DRAIN,、電源線CAN_V+、CAN_V-）,；
主干線/分支線結(jié)構(gòu),；
最多可支持64個節(jié)點；
同時支持網(wǎng)絡(luò)供電（傳感器）和自供電（執(zhí)行器）設(shè)備,；
可選數(shù)據(jù)通訊速率（125Kbps,、250Kbps、500Kbps）,；
可調(diào)整的電源結(jié)構(gòu),，大電流容量，以滿足各分類應(yīng)用的需要,；
?。ㄕ垍⒖糄eviceNet協(xié)議）?！ ?/P>
元件選型
CAN控制器采用PHILIPS的獨立CAN控制器SJA1000芯片,。如果僅作為小型傳感器或?qū)崿F(xiàn)簡單功能電路，可以采用集成CAN控制器的PHILIPS P87C591微處理器芯片,?！ ?/P>
CAN收發(fā)器選用PHILIPS的高速CAN收發(fā)器TJA1040或TJA1050，具有速率高,、低功耗,、電磁性能優(yōu)越等特點，自檢錯能力強,，還可工作于睡眠模式,。
采用高速光耦來實現(xiàn)收發(fā)器與控制器之間的電氣隔離,，保護系統(tǒng)電路,。光耦選擇高速器件，推薦型號：6N137或TLP113,，以滿足在最高速率500Kbps下的電氣響應(yīng),。
根據(jù)應(yīng)用系統(tǒng)消耗電流的大小,、DeviceNet網(wǎng)絡(luò)電源標(biāo)準(zhǔn)來選擇電源模塊電路,。第1組＋5V電源，如消耗電流≤50mA時,，可采用線性穩(wěn)壓器,，比如LM7805等；如電路消耗電流≥50mA時,，采用開關(guān)電源作為電源供應(yīng)部件,，比如LM2575,、MC34063等,。第2組＋5V電源,，可采用DC-DC模塊實現(xiàn)。系統(tǒng)電源與網(wǎng)絡(luò)電源之間還應(yīng)該考慮采取合理的電氣隔離措施,。根據(jù)以上因素,，整個電源模塊電路可選用一體式的DC-DC模塊，例如：寬壓輸入定壓輸出隔離模塊WRD242405等,。用戶也可在輸出電流滿足DeviceNet協(xié)議要求的前提下自行選擇DC-DC電源,。為了確保該系統(tǒng)的安全，建議在DC/DC模塊
及系統(tǒng)的輸入和輸出端接TVS,、共模扼流圈,、極性保護，以防止雷擊,、浪涌,、極性反接，起良好的保護效果,?！ ?/P>
微處理器可以選用PHILIPS的P89C668芯片，內(nèi)含64K FLASH,、8K RAM,，可工作于6 Clock模式，晶振頻率可達30MHz,，足以滿足在DeviceNet最高波特率500Kbps下大量的數(shù)據(jù)傳輸,、數(shù)據(jù)采集、DeviceNet協(xié)議解析等復(fù)雜功能的應(yīng)用要求,?！ ?/P>
由網(wǎng)絡(luò)供電的DeviceNet節(jié)點
應(yīng)用范圍
DeviceNet中由網(wǎng)絡(luò)供電的節(jié)點；
5線通訊,；
高速數(shù)據(jù)通訊,；
無需獨立輸入電源；
可用作為通用CAN-bus節(jié)點,；
適合于傳感器設(shè)備,、微型執(zhí)行器設(shè)備。
基本電路
元件選型
CAN控制器采用PHILIPS的SJA1000芯片,。如果針對小型應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計要求,，可以采用集成CAN控制器的PHILIPS P87C591微處理器芯片。
CAN收發(fā)器選用PHILIPS的高速CAN收發(fā)器TJA1040或TJA1050,，具有速率高,、低功耗,、電磁性能優(yōu)越等特點，自檢錯能力強,，可工作于睡眠模式,。
采用高速光耦來實現(xiàn)收發(fā)器與控制器之間的電氣隔離，保護系統(tǒng)電路,。光耦選擇高速器件,，推薦型號：6N137或TLP113，以滿足在最高速率500Kbps下的電氣響應(yīng),?！ ?/P>
采用DC-DC模塊向應(yīng)用系統(tǒng)供應(yīng)電源，可有效抑制干擾,，提高可靠性,。由于網(wǎng)絡(luò)電源存在電壓波動大（電壓波動＞30%）、干擾信號多等缺點,，因此,，應(yīng)該選擇寬電壓輸入隔離（隔離電壓≥1000VDC）穩(wěn)壓單輸出型DC/DC模塊給系統(tǒng)供電。推薦型號：金升陽的PH2405S-01（Vin：9～27VDC,，Vout：5VDC,，Iout ：100～200mA）；或者,，根據(jù)具體應(yīng)用系統(tǒng)內(nèi)核所需功率不同,，也可選用PH2405D-03（Vin：9～27VDC，Vout：5VDC,，Iout ：≤500mA）,。為確保該系統(tǒng)的安全，建議在DC/DC模塊及系統(tǒng)的前端接TVS,、共模扼流圈,、極性保護，以防止雷擊,、浪涌,、極性反接，起良好的保護效果,?！ ?/P>
微處理器可以選用PHILIPS的P87C58x2芯片，內(nèi)含32K EPROM,，可工作于6 Clock模式,，晶振頻率可達30MHz，滿足DeviceNet的通訊任務(wù)編程要求,。
推薦開發(fā)工具
仿真器： 采用HOOKS技術(shù)的TKS系列仿真器,；
調(diào)試工具 DP-51單片機仿真實驗儀,、DP-668綜合仿真實驗儀等；
調(diào)試環(huán)境： Keil C51,、TKStudio集成開發(fā)環(huán)境,；
實時多任務(wù)操作系統(tǒng)： Keil RTX51、uCOSII,；
CAN分析工具： USBCAN接口卡,、PCICAN接口卡,、CAN232接口卡,；
分析軟件： DeviceNet分析軟件、CANOpen分析軟件,、CAN分析軟件,。