在使用CAN总线网络时,工程师经常建议总线支线不要太长,那么为什么CAN总线支线不能太长?如果在某些环境中必须使用长支线,该怎么办? CAN网络拓扑类型控制器局域网CAN(ControllerAreaNetwork)是世界上使用最广泛的现场总线之一。它最初是由德国Bosch公司设计的,用于解决现代汽车中许多控制单元和测试仪器之间的实时数据。交换并开发串行通信协议。 CAN网络的拓扑结构主要是有线拓扑,星形拓扑,树形拓扑和环形拓扑。线性结构如下图所示。它的特点是骨干总线,将分支分支到总线上的每个节点。它的优点是布线结构简单,阻抗匹配规则固定,布线方便。缺点是拓扑不够灵活,在一定程度上影响通信距离;下图显示了星形拓扑。它的特点是每个节点都由中央设备连接在一起。优点是易于扩展。缺点是一旦中央设备发生故障,就会引起总线的集体故障,支线长度也不同,阻抗匹配会很复杂,可能需要通过一些中继器或集线器进行扩展。下图显示了树形拓扑,其特征是更多的分支和不同的分支长度。优点是接线方便,但缺点是网络拓扑复杂且阻抗匹配困难。通信中容易出现问题,必须添加一些集线器设备。下图显示了环形拓扑,其特征是将CAN总线的头和尾连接成一个环。优点是电缆可以在任何位置断开,并且总线不会有问题。缺点是信号反射严重,不能用于高波特率和长距离传输。尽管CAN总线可以具有多种网络拓扑,但在实际应用中更建议使用线性拓扑,并且IOS-11898-2中有高速CAN物理层规范。推荐的CAN网络拓扑也是线性拓扑。分析拓扑网络的CAN分支线过长的问题。支线过长引起的问题在讨论CAN支线之前,让我们看一下CAN波形。如下图所示,如果仔细查看CAN波形,您会发现CAN波形上存在明显的上升和下降沿阶跃。由于该步骤的存在,波特率发生了变化,从而引起了接收节点的采样误差(也称为位宽误差)。边缘阶跃的来源主要是CAN节点的分支,过长的分支所形成的反射会变强,从而引起位宽不平衡的误差。 ISO11898仅规定分支以1M波特率不超过0.3米。如果支线过长,将直接引起总线的阻抗匹配问题。阻抗匹配是指信号源或传输线与负载之间的合适匹配。阻抗匹配主要用于调节负载功率并抑制信号反射,因此,一旦阻抗匹配出现问题,上图中的上升沿和下降沿阶跃就会出现。分支线过长的解决方案如果我们的总线存在分支线过长的问题,我们该怎么办?我们提供以下几种解决方案:1.减少分支长度。解决CAN网络布局根本问题的方法是减小CAN节点的分支长度,从而减少信号反射并确保位宽的稳定性。在上图所示的波形实验中,其他条件保持不变,只有分支长度减小到20cm,并且此时没有出现边缘台阶。可以看出,减小分支长度是消除边缘步长的最直接方法。 2.当无法更改网络布局时,在长分支上会添加适当的电阻,并且必须存在由分支引起的信号反射。最实用的方法是在长支路的末端增加一个电阻,以消除信号反射。同样,在上述实验中,将200Ω电阻器添加到分支节点,其他条件保持不变以进行通信实验。下图是实验的CAN波形。此时,您可以看到边沿阶跃已减小,但是在添加电阻后,差分电压变小。注意,差分电压不得小于0.9V。值得我