CAN總線是一種有效支持分布式控制和實(shí)時(shí)控制的串行通信網(wǎng)絡(luò)，以其性能和高可靠性在自動(dòng)控制領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。為提高系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)能力，增大通信距離，實(shí)際應(yīng)用中多采用PHILIPS公司的82C250作為CAN控制器與物理總線間的接口，即CAN收發(fā)器，以增強(qiáng)對(duì)總線的差動(dòng)發(fā)送能力和對(duì)CAN控制器的差動(dòng)接受能力。 為進(jìn)一步增強(qiáng)抗干擾能力，往往在CAN控制器與收發(fā)器之間設(shè)置光電隔離器電路。典型的CAN總線接口電路原理如圖3-2所示：

在CAN總線接口電路的設(shè)計(jì)中，需要著重考慮以下關(guān)鍵問題。

1.       光電隔離電路

光電隔離電路雖然能增強(qiáng)系統(tǒng)的抗干擾能力，但也會(huì)增加CAN總線有效回路信號(hào)的傳輸延遲時(shí)間，導(dǎo)致通信速率或傳輸距離減少。82C250等型號(hào)的CAN收發(fā)器本身具備瞬間抗干擾，降低射頻干擾（RFI）及實(shí)現(xiàn)熱防護(hù)的能力，其具有的電流限制電路還提供了對(duì)總線的進(jìn)一步保護(hù)功能，因此，如果現(xiàn)場傳輸距離近，電磁干擾小，可以不采用光電隔離，應(yīng)選用高速光電隔離器件。以縮短CAN總線有效回路信號(hào)的傳輸延遲時(shí)間，如高速光電耦合器6N137，傳輸延遲時(shí)間短，典型值僅為48NS，已接近TTL電路傳輸延遲時(shí)間的水平。

2.       電源隔離

光電隔離器件兩側(cè)所用電源VDD與VCC必須完全隔離，否則，光電隔離將失去應(yīng)有的作用。電源的隔離可以通過小功率DC/DC電源隔離模塊實(shí)現(xiàn)，如外形尺寸為DIP-14標(biāo)準(zhǔn)腳位的5V雙路隔離輸出的小功率DC/DC模塊。

3.       上拉電阻

圖3-2 的CAN收發(fā)器82C250的發(fā)送數(shù)據(jù)輸入端TXD與光電耦合器6N137的輸出端OUT相連，注意，TXD必須同時(shí)接上拉電阻R3。一方面，R3保證6N137中的光敏三級(jí)管導(dǎo)通時(shí)輸出低電平，截止時(shí)輸出高電平。另一方面，這也是CAN總線的要求。具體而言，82C250的TXD端的狀態(tài)決定著高，低電平CAN電壓輸入/輸出端CANH，CANL的狀態(tài)。CAN總線規(guī)定，總線在空閑期間應(yīng)呈隱形。即CAN網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)的默認(rèn)狀態(tài)是隱性的，這要求82C250的TXD端的默認(rèn)狀態(tài)為邏輯1（高電平）。為此，必須通過R3確保在不發(fā)送數(shù)據(jù)或出現(xiàn)異常情況時(shí)，TXD端的狀態(tài)為邏輯1（高電平）。

              表3-2  TXD與CANH, CANL的關(guān)系表

4.       總線阻抗匹配

CAN總線的末端必須連接兩個(gè)120歐的電阻，它們對(duì)總線阻抗匹配有著重要的作用，不可省略。否則，將大大降低總線數(shù)據(jù)通信時(shí)的可靠性和抗干擾性，甚至有可能導(dǎo)致無法通信。

5.       其他抗干擾措施

為提高接口電路的抗干擾能力，還可以考慮以下措施：

A.     在82C250的CANH,CANL端與地之間并聯(lián)兩個(gè)30pf 的小電容，以濾除總線上的高頻干擾，防止電磁輻射

B.      在82C250 的CANH,CANL端與CAN總線之間各串聯(lián)一個(gè)5歐的電阻，以限制電流，保護(hù)82C250免受過流沖擊。

C.      在82C250，6N137等集成電路的電源端與地之間加入一個(gè)100NF的去耦合電容，以降低干擾。

接口電路是CAN總線網(wǎng)絡(luò)中重要環(huán)節(jié)，其可靠性與安全性直接影響整個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行，只有抓住設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵，才能提高多接口電路的質(zhì)量與性能，確保CAN總線網(wǎng)絡(luò)安全，可靠地運(yùn)行。