基于PCA82C250與MCU間的直連通信網絡設計

摘要：在分析了RS-485總線與CAN部遲疑不決的異同點后，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直接連接進行通信網絡設計，從而可形成一個高性能、低價格且數據通信安全、可靠的分布式測控系統。 關鍵詞：通信物理接口 RS-485總線 CAN總線 MCU 1 概述 用于多機間數據通信的通信物理層接口是分布式測控系統數據共享的工作基礎，傳統的以單片機為核心的分布式多機測控系統為簡化通信物理層大多采用電流環或 RS-485/RS-422總線。 電流環形式因較RS-485/RS-422總線形式連線復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，從而使接線形式更為簡單、造價更低，因此，RS-485總線基本上獨霸了以單片機為核心的分布式多機測控系統通信物理層的應用。但隨著科技的發展，RS-485總線的總線效率低、系統實時性差、通訊可靠性低、后期維護成本高、網絡工程調試復雜、傳輸距離不理想、單總線可掛接節點少、應用不靈活等缺點慢慢地暴露出來，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行網絡通信，這對提高多機互連的分布式測控系統的可靠性具有重大意義。 與其他現場總線相比，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勢，成為控制等領域最有前途的現場總線之一。對于CAN總線的物理層接口，現有大多是CAN總線物理層接口電路與CAN總線控制器連接構成的CAN總線通信網絡。經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標準)也可與單片機直接連接構成一個高可靠、低成本、簡單實用、多機互連的分布式測控系統。

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)具有如下優點： %26;#183;完全符合ISO11898國際標準; %26;#183;數據傳輸距離長(長達10km/5kb/s); %26;#183;數據傳輸速率高(高達1Mb/s/40m); %26;#183;CAN總線中的總線數值為二種互補邏輯“顯性”或“隱性”位數值; %26;#183;可實現多主式通信網絡設計，信號在總線上通過“線與”可實現非破壞性總線仲裁; %26;#183;無發送、接收轉換控制引腳; %26;#183;具有抗瞬間脈沖干擾(-150V