摘要：今天的CAN總線已從汽車電子慢慢滲透入工業(yè)自動化，醫(yī)療，鐵路等眾多領(lǐng)域。據(jù)我們的數(shù)據(jù)統(tǒng)計，客戶在使用CAN總線時約80%的問題均是由總線布局布線不合理導(dǎo)致，今天我們就來扒一扒CAN總線的布局布線規(guī)范。

所謂磨刀不誤砍柴功，合理的總線布局布線等于成功的一半，那么總線布線時如何選取導(dǎo)線?如何選取布線拓撲結(jié)構(gòu)呢?

一、 導(dǎo)線選型

1、 導(dǎo)線類型

CAN總線布線時必須采用雙絞線，且需采用特征阻抗約120Ω的雙絞線，在通信距離較長或電磁環(huán)境惡劣的情況下最好用屏蔽雙絞線，這樣可以有效抑制電磁干擾，保證可靠的通信。

2、 線長與直流電阻

當客戶的通信距離較長時就不得不考慮線路損耗了，如果使用的線纜太細，導(dǎo)線的直流電阻太大。那么在總線起始端發(fā)出的信號在經(jīng)歷漫長的路途之后到達末端的節(jié)點時信號將大幅衰減，最終導(dǎo)致通信失敗。那么線長和傳輸線截面積，線長與通信波特率又有什么關(guān)系呢?我們總結(jié)如下圖1所示。

圖1傳輸線相關(guān)參數(shù)推薦值

二、布線拓撲結(jié)構(gòu)

1、“手牽手”式連接

在直線型拓撲中，由于分支存在一定的長度以及分支長度的積累會造成總線上阻抗不連續(xù)，繼而產(chǎn)生信號反射的現(xiàn)象，所以直線型拓撲中最常用的是手牽手連接方式。如圖 2所示，為了保證通信的可靠性，起始端和末端的節(jié)點都需要加120Ω的終端電阻，不可只接一端或兩端均不接。

圖2手牽手連接方式接線圖

2、T型分支式連接

在大多數(shù)的工業(yè)現(xiàn)場、軌道機車中，由于整體線纜非常多均需要使用接線排，方便后期維護。所以CAN總線上的節(jié)點分支不可避免，只能盡量減小分支長度，如圖 3。

圖3 T型分支結(jié)構(gòu)圖

這個分支長度在最高波特率1M時最好在0.3m以內(nèi)，我們可以推斷在其他波特率條件下如果分支長度滿足小于0.3m,那么總線通信可以穩(wěn)定運行。

在某些場合無法做到這么短的分支怎么辦呢?我們可以根據(jù)不同的波特率，選擇不同的分支長度。如圖4可知，隨著波特率的增加，分支約束越來越嚴格，相反如果想增加分支的長度那么波特率必須降低以獲得穩(wěn)定的通信。

圖 4 波特率與分支長度的關(guān)系

3、星型拓撲

圖 5 等長星型連接

如圖 5所示，若采用等長星型拓撲進行接線可以不使用集線器設(shè)備，適當調(diào)整每個節(jié)點的終端電阻即可實現(xiàn)組網(wǎng)。

R=N×60Ω

N:分支數(shù)量

R：每個分支的終端電阻

注意每個節(jié)點必須加終端電阻，不能在星型網(wǎng)絡(luò)的中心加任何電阻。

在現(xiàn)實應(yīng)用中很多場合無法做到等長星型連接，這個時候我們需要使用CAN集線器來進行分支，如圖6所示。

CAN總線布線規(guī)范" />

圖 6 集線器用于復(fù)雜的分支網(wǎng)絡(luò)

使用集線器布線靈活性很大，可以根據(jù)需要任意分支，少了很多約束條件。