此篇文章的主要內(nèi)容：

1.CANllink連接拓撲結(jié)構(gòu)：屏蔽雙絞線概念，接地線的種類和本質(zhì)，細分GND地線的意義，拓撲結(jié)構(gòu)的意義。

2.CANlink接線現(xiàn)場不同線纜的使用方式

3.通信協(xié)議概念理解

CANlink通信協(xié)議是匯川公司自主開發(fā)的基于CAN總線應用的專用協(xié)議，此協(xié)議只能與H2U、H3U、AM600等匯川PLC進行通信。（CANLINK協(xié)議，只在匯川部分系列設備間進行通訊使用）

1.CANllink連接拓撲結(jié)構(gòu)

CAN總線連接拓撲結(jié)構(gòu)如下圖所示，CAN 總線推薦使用帶屏蔽雙絞線連接，CANH、CANL 采用雙絞線連接；只在總線兩端分別連接120Ω 終端匹配電阻防止信號反射；所有節(jié)點CAN 信號的參考地（CGND地線串聯(lián)）連接在一起；最多連接64 個節(jié)點，每個節(jié)點支線的距離要小于0.3M。

CANllink連接拓撲結(jié)構(gòu)

ps1:屏蔽雙絞線：

屏蔽雙絞線（Shielded Twisted Pair，STP）電纜是外層由鋁箔包裹著，具有信號屏蔽功能且傳輸速率相對較高的信號傳輸電纜。根據(jù)屏蔽方式的不同，屏蔽雙絞線又分為兩類，即STP（Shielded Twisted-Pair）和FTP（Foil Twisted-Pair）。TP是指每條線都有各自屏蔽層的屏蔽雙絞線，而FTP則是采用整體屏蔽的屏蔽雙絞線需要注意的是，屏蔽只在整個電纜均有屏蔽裝置，并且兩端正確接地的情況下才起作用。所以，要求整個系統(tǒng)全部是屏蔽器件，包括電纜、插座、水晶頭和配線架等，同時建筑物需要有良好的地線系統(tǒng)。屏蔽雙絞線電纜的外層由鋁箔包裹，以減小輻射，但并不能完全消除輻射。屏蔽雙絞線價格相對較高，安裝時要比非屏蔽雙絞線電纜困難。類似于同軸電纜，它必須配有支持屏蔽功能的特殊連接器和相應的安裝技術。但它有較高的傳輸速率，100米內(nèi)可達到155Mbps。

ps2.接地線的種類和本質(zhì)

①模擬地線AGND

模擬地線AGND，主要是用在模擬電路部分，如模擬傳感器的ADC采集電路，運算放大比例電路等。

在這些模擬電路中，由于信號是模擬信號，是微弱信號，很容易受到其他電路的大電流影響。

如果不加以區(qū)分，大電流會在模擬電路中產(chǎn)生大的壓降，會使得模擬信號失真，嚴重可能會造成模擬電路功能失效。

②數(shù)字地線DGND

數(shù)字地線DGND，顯然是相對模擬地線AGND而言，主要是用于數(shù)字電路部分，比如按鍵檢測電路，USB通信電路，單片機電路等等。

之所以設立數(shù)字地線DGND，是因為數(shù)字電路具有一個共同的特點，都屬于離散型的開光量信號，只有數(shù)字“0”和數(shù)字“1”區(qū)分。

數(shù)字信號

在由數(shù)字“0”電壓跳變成數(shù)字“1”電壓的過程中，或者由數(shù)字“1”電壓跳變成數(shù)字“0”電壓的過程中，電壓產(chǎn)生了一個變化，根據(jù)麥克斯韋電磁理論，變化的電流周圍會產(chǎn)生磁場，也就形成了對其他電路的EMC輻射。

沒辦法，為了降低電路的EMC輻射影響，必須使用一個單獨的數(shù)字地線DGND，讓其他電路得到有效的隔離。

③功率地線PGND

模擬地線AGND也好，數(shù)字地線DGND也罷，它們都是小功率電路。在大功率電路中，如電機驅(qū)動電路，電磁閥驅(qū)動電路等等，也是存在一個單獨的參考地線，這個參考地線叫做功率地線PGND。

大功率電路，顧名思義，是電流比較大的電路。很顯然大的電流，容易造成不同功能電路之間的地偏移現(xiàn)象。

地偏移現(xiàn)象

一旦電路中存在地偏移，那么原來的5V電壓就可能不是5V了，而是變成了4V。因為5V電壓是參考GND地線0V而言，如果地偏移使得GND地線由0V抬升到了1V，那么之前的5V（5V-0V=5V）電壓就變成了現(xiàn)在的4V（5V-1V=4V）了。

④電源地線GND

模擬地線AGND，和數(shù)字地線DGND以及功率地線PGND，都被歸類為直流地線GND。這些不同種類的地線，最后都要匯集在一起，作為整個電路的0V參考地線，這個地線叫做電源地線GND。

電源，是所有電路的能量來源。所有電路工作需要的電壓電流，均是來自電源。因此電源的地線GND，是所有電路的0V電壓參考點。

這就是為什么其他類型的地線，無論是模擬地線AGND，數(shù)字地線DGND還是功率地線PGND，最后都需要與電源地線GND匯集在一起。

⑤交流地線CGND

交流地線CGND，一般是存在于含有交流電源的電路項目中，如AC-DC交流轉(zhuǎn)直流電源電路。

AC-DC電源電路，分為兩個部分。電路中的前級是AC交流部分，電路中的后級是DC直流部分，這就被迫形成了兩個地線，一個是交流地線，另一個是直流地線。

交流地線作為交流電路部分的0V參考點，直流地線作為直流電路部分的0V參考點。通常為了在電路中統(tǒng)一一個地線GND，工程師會將交流地線通過一個耦合電容或者電感與直流地線連接在一起。

⑥大地地線EGND

人體的安全電壓是在36V以下，超過36V的電壓如果施加在人體身上，會導致人體受到損傷，這是工程師在開發(fā)設計電路項目方案的一個安全常識。

為了增強電路的安全系數(shù)，工程師一般在高壓大電流的項目中使用大地的地線EGND，例如在家用電器電風扇、電冰箱、電視機等電路中。家用電器的插座，為什么是3個接線端子？220V交流電只需要火線和零線，兩根就可以。那么，為什么插座是3個接線端子呢？

插座的3個接線端子，其中的兩個端子是用于220V的火線和零線，另外一個端子就是起保護作用的大地地線EGND。

需要重點指出的是，大地地線EGND，它僅僅是連接到我們的地球，起到高壓保護作用，沒有參與項目電路功能，與電路功能無關。

所以，大地地線EGND與其他類型的地線GND，是存在明顯電路含義區(qū)別的。

ps3、細分GND地線的意義

工程師可能會問，一個地線GND怎么會有這么多區(qū)分，簡單的電路問題怎么弄得這么復雜？為什么需要引入這么多細分的GND地線功能？

工程師一般針對這類GND地線設計問題，都簡單的統(tǒng)一命名為GND，在原理圖設計過程中沒有加以區(qū)分，導致在PCB布線的時候很難有效識別不同電路功能的GND地線，直接簡單地將所有GND地線連接在一起。

雖然這樣操作簡便，但這將導致一系列問題：

問題1：信號串擾

假如將不同功能的地線GND直接連接在一起，大功率電路通過地線GND，會影響小功率電路的0V參考點GND，這樣就產(chǎn)生了不同電路信號之間的串擾。

問題2：信號精度

模擬電路，它的考核核心指標就是信號的精度。失去精度，模擬電路也就失去了原本的功能意義。

交流電源的地線CGND由于是正弦波，是周期性的上下波動變化，它的電壓也是上下波動，不是像直流地線GND一樣始終維持在一個0V上不變。

將不同電路的地線GND連接在一起，周期性變化的交流地線CGND會帶動模擬電路的地線AGND變化，這樣就影響了模擬信號的電壓精度值了。

問題3：EMC實驗

信號越弱，對外的電磁輻射EMC也就越弱；信號越強，對外的電磁輻射EMC也就越強。

假如將不同電路的地線GND連接在一起，信號強電路的地線GND，直接干擾了信號弱電路的地線GND。

其后果是，原本信號弱的電磁輻射EMC，也成為了對外電磁輻射強的信號源，增加了電路處理EMC實驗的難度。

問題4：電路可靠性

電路系統(tǒng)之間，信號連接的部分越少，電路獨立運行的能力越強；信號連接的部分越多，電路獨立運行的能力就越弱。

試想，如果兩個電路系統(tǒng)A和電路系統(tǒng)B，沒有任何的交集，電路系統(tǒng)A的功能好壞顯然是不能影響電路系統(tǒng)B的正常工作，同樣電路系統(tǒng)B的功能好壞也是不能影響電路系統(tǒng)A的正常工作。

好比一對陌生男女，在沒有成為戀人之前，女生的情緒變化是不會影響這個男生的心情的，因為他們沒有任何交集。

假如在電路系統(tǒng)中，將不同功能的電路地線連接在一起，就相當于增加了電路之間干擾的一個聯(lián)系紐帶，也即降低了電路運行的可靠性。

ps4、拓撲結(jié)構(gòu)

網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)是指把網(wǎng)絡電纜等各種傳輸媒體的物理連接等物理布局特征，通過借用幾何學中的點與線這兩種最基本的圖形元素描述，抽象地來討論網(wǎng)絡系統(tǒng)中各個端點相互連接的方法、形式與幾何形狀，可表示出網(wǎng)絡服務器、工作站、網(wǎng)絡設備的網(wǎng)絡配置和相互之間的連接。它的結(jié)構(gòu)主要有總線型結(jié)構(gòu)、星型結(jié)構(gòu)、環(huán)型結(jié)構(gòu)、樹型結(jié)構(gòu)、網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。星型拓撲結(jié)構(gòu)將各個節(jié)點與中心節(jié)點連接，呈現(xiàn)出放射狀排列，通過中心節(jié)點對全網(wǎng)的通信進行控制。總線型計算機網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)主要是通過一條高速主干電纜對周圍節(jié)點進行連接。環(huán)型計算機網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)可以對節(jié)點收尾的信息進行循環(huán)，形成閉合的環(huán)型線路，提高單項傳輸?shù)耐暾?。樹型計算機網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)可以保證兩節(jié)點之間的無回路傳輸，保證計算機網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)擴充的方便性。網(wǎng)狀型計算機網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)將節(jié)點之間的線路進行網(wǎng)狀連接，有效提高了線路之間信息傳遞的可靠性。

拓撲結(jié)構(gòu)圖

2、現(xiàn)場不同線纜的使用方式

不同線纜的接線方式

CANopen/CANlink總線的傳輸距離與波特率、通信電纜有直接關系，最大總線線路長度與波特率關系參見下表：（距離越短，速度越快）

波特率和傳輸距離的關系

伺服通信波特率設定

3、通信協(xié)議概念理解

開放系統(tǒng)互聯(lián)協(xié)議中最早的協(xié)議之一，它為連接不同操作系統(tǒng)和不同硬件體系結(jié)構(gòu)的互聯(lián)網(wǎng)絡提供通信支持，是一種網(wǎng)絡通用語言。TCP/IP協(xié)議定義了在互聯(lián)網(wǎng)絡中如何傳遞、管理信息（文件傳送、收發(fā)電子郵件、遠程登錄等），并制定了在出錯時必須遵循的規(guī)則。

通訊協(xié)議又稱通信規(guī)程，是指通信雙方對數(shù)據(jù)傳送控制的一種約定。約定中包括對數(shù)據(jù)格式，同步方式，傳送速度，傳送步驟，檢糾錯方式以及控制字符定義等問題做出統(tǒng)一規(guī)定，通信雙方必須共同遵守，它也叫做鏈路控制規(guī)程。

電腦與電腦之間的溝通必須講述相同的語言，才能互相傳輸信息，自然資料在國際互聯(lián)網(wǎng)上傳遞，每一份都要符合一定的規(guī)格（即是相同的語言），否則中國送出的資料，在美國那邊要怎么收下呢？這些規(guī)格（語言）的規(guī)定都是事先在會議上講好的，一般我們稱之為“協(xié)議”（英文稱為protocol），而這種在網(wǎng)絡上負責定義資料傳輸規(guī)格的協(xié)議，我們就統(tǒng)稱為通訊協(xié)議。其實每一種網(wǎng)絡所使用的通訊協(xié)議都不太一樣，但就以我們最常用的Internet為例，當資料要送到Internet上時，就必須要使用Internet用的通訊協(xié)議。

（通訊協(xié)議就像語言，協(xié)議是經(jīng)過多方約定，共同確定了語句規(guī)范、語音、語調(diào)，讓各方以相同的方式進行交流）

TCP是英文Transmission Control Protocol的縮寫，中文翻譯為“傳輸控制通訊協(xié)議”。TCP/IP是網(wǎng)絡中使用的基本的通信協(xié)議。雖然從名字上看TCP/IP包括兩個協(xié)議，傳輸控制協(xié)議(TCP)和網(wǎng)際協(xié)議(IP)，但TCP/IP實際上是一組協(xié)議，它包括上百個各種功能的協(xié)議，如：遠程登錄、文件傳輸和電子郵件等，而TCP協(xié)議和IP協(xié)議是保證數(shù)據(jù)完整傳輸?shù)膬蓚€基本的重要協(xié)議。通常說TCP/IP是Internet協(xié)議族，而不單單是TCP和IP。