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四種主流的拓?fù)浞绞浇榻B

AGk5_ZLG_zhiyua ? 來源:YXQ ? 2019-07-31 16:51 ? 次閱讀
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隨著CAN總線的應(yīng)用越來越廣泛,工程師在面對(duì)各種不同工況下,如何選擇合適的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞绞骄妥兂闪艘粋€(gè)讓人頭疼的問題。這篇文章會(huì)介紹主流的幾種總線拓?fù)浞绞?,可以幫您快速了解如何選擇。

一、直線型拓?fù)?/strong>

圖1 直線型拓?fù)?/p>

直線型拓?fù)湟步锌偩€型拓?fù)?,如圖1所示,所有的節(jié)點(diǎn)都接到同一總線上,總線上任意節(jié)點(diǎn)發(fā)送信息,其他節(jié)點(diǎn)都能正常接收。

它的優(yōu)勢(shì)包括:

布線施工簡(jiǎn)單;

阻抗匹配固定規(guī)則(首尾各1個(gè)120歐電阻匹配);

接線操作簡(jiǎn)單方便。

由于這些優(yōu)勢(shì),在很多領(lǐng)域里都獲得了廣泛應(yīng)用,可以滿足大多數(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用要求,但是隨著行業(yè)應(yīng)用的擴(kuò)展,逐漸發(fā)現(xiàn)了總線型拓?fù)涞娜秉c(diǎn),比如:

如果節(jié)點(diǎn)數(shù)較多,總線線纜變長(zhǎng),會(huì)影響總線傳輸;

支線長(zhǎng)度不能過長(zhǎng)。

二、星型拓?fù)?/strong>

圖2 星型拓?fù)?/p>

如圖2所示,我們可以看到星型拓?fù)涞奶攸c(diǎn)就是每個(gè)分支都基本等長(zhǎng),在完全等長(zhǎng)情況下,可不使用集線器設(shè)備,調(diào)整終端電阻即可實(shí)現(xiàn)組網(wǎng)(R=n×60歐姆;R:每個(gè)分支的終端電阻;n:分支數(shù)量)。如果各分支線路長(zhǎng)度不同,就需要使用集線器對(duì)通訊進(jìn)行控制,保證數(shù)據(jù)的穩(wěn)定傳輸。

這種拓?fù)浞绞降膬?yōu)點(diǎn)是:

在進(jìn)行節(jié)點(diǎn)擴(kuò)展時(shí)較為方便;

可以縮減總線應(yīng)用場(chǎng)景的使用面積。

然而這種拓?fù)浞绞降娜秉c(diǎn)也很明顯,例如:

中央設(shè)備失敗會(huì)導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)癱瘓;

分支不等長(zhǎng)時(shí)阻抗匹配復(fù)雜;

還需要增加集線器進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞指睢?/p>

三、樹狀拓?fù)?/strong>

圖3 樹狀拓?fù)?/p>

樹狀拓?fù)涞奶攸c(diǎn)是分支較長(zhǎng)并且長(zhǎng)度不同,如圖3所示,可以看到由于各支線長(zhǎng)度不同阻抗匹配困難,常使用集線器和中繼器進(jìn)行分支。這些設(shè)備每路都具備獨(dú)立的CAN控制器,所以可以將每段形成獨(dú)立的直線拓?fù)洌奖闶┕ぁ?/p>

這種拓?fù)浞绞降膬?yōu)點(diǎn)是:

布線施工方便;

最大限度縮短布線距離。

然而這種拓?fù)浞绞降娜秉c(diǎn)也很明顯,例如:

網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋸?fù)雜,施工人員無法進(jìn)行阻抗匹配;

須增加集線器或者中繼器進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞指睢?/p>

圖4 樹狀拓?fù)鋺?yīng)用

如圖4所示,就是一個(gè)樹狀拓?fù)涞膽?yīng)用模型,由于總體傳輸距離過長(zhǎng),所以每隔五公里左右就要加一個(gè)中繼器,保證信號(hào)的傳輸質(zhì)量,在各個(gè)子網(wǎng)節(jié)點(diǎn)通過CANbridge連接,子網(wǎng)中的各節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)通過CANbridge進(jìn)行收發(fā)與過濾,這樣就完成了整體網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)。

四、環(huán)形拓?fù)?/strong>

圖5 環(huán)形拓?fù)?/p>

環(huán)形拓?fù)涫菍AN總線首尾相接,形成環(huán)狀,保證線纜任意位置斷開,依然可以保證通訊。如圖5所以,可以看到由于是環(huán)狀結(jié)構(gòu),所以在終端電阻匹配方面采用分布式匹配方法,保證總體阻抗為60歐姆。

公式:R=120Ω,Rct1=Rct10=300Ω,Rct2~Rct9=5k

這種拓?fù)浞绞降膬?yōu)缺點(diǎn)是:

優(yōu)點(diǎn):在線纜任意位置斷開后,總線依然可以通訊。

缺點(diǎn):斷線后,信號(hào)反射嚴(yán)重,無法應(yīng)用于高波特率和遠(yuǎn)距離場(chǎng)合。

總結(jié)

圖6 拓?fù)浞绞娇偨Y(jié)

如圖6所示是對(duì)于這四種主流的拓?fù)浞绞降目偨Y(jié),在選擇網(wǎng)絡(luò)布局時(shí),可以根據(jù)不同拓?fù)浞绞降膬?yōu)缺點(diǎn)來進(jìn)行取舍,快速完成選擇。

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原文標(biāo)題:CAN總線的拓?fù)淙绾卧O(shè)計(jì)最安全?

文章出處:【微信號(hào):ZLG_zhiyuan,微信公眾號(hào):ZLG致遠(yuǎn)電子】歡迎添加關(guān)注!文章轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明出處。

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