針對(duì)CAN總線傳輸距離問(wèn)題的兩種解決方案

　　該方案就是在總線線路中直接加入兩個(gè)發(fā)送芯片（采用82C250為例），并把發(fā)送芯片的管腳TXD和RXD對(duì)連。其連接電路如下：

　　整個(gè)電路看似很正常，把左邊的數(shù)據(jù)傳輸?shù)接疫?，右邊的?shù)據(jù)傳輸?shù)阶筮?，?shí)際上此電路是無(wú)法使用的。此電路接入總線后，只要在總線上有一個(gè)顯性電平出現(xiàn)，那么整個(gè)電路將永遠(yuǎn)呈現(xiàn)顯性電平。原因在于每個(gè)期間都有延遲（雖然是僅僅幾個(gè)ns延遲），假設(shè)從電路左邊收到一個(gè)顯性電平，經(jīng)過(guò)左右兩個(gè)82C250芯片延遲Tns后傳輸?shù)接疫?a class="contentlabel" href="http://www.ex-cimer.com/news/listbylabel/label/CAN">CAN總線，另外82C250芯片本身具有同時(shí)發(fā)送、接收功能，那么右邊的82C250芯片同時(shí)把右邊CAN總線的顯性電平又傳送到左邊，這樣就形成了一個(gè)回路，使得總線永遠(yuǎn)處于顯性狀態(tài)。

　　2.2.2加入邏輯控制電路進(jìn)行隔離

　　從上面可以看出，在發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)應(yīng)該防止數(shù)據(jù)重傳形成回路。為此我們做了如下規(guī)定：在有顯性電平時(shí)只能夠有一個(gè)方向傳輸（哪個(gè)方向先來(lái)顯性電平開通哪個(gè)方向，同時(shí)到來(lái)則選擇任一個(gè)方向開通）;發(fā)送端顯性電平結(jié)束后，所有方向都停止T1時(shí)間（Tns

　　利用CPLD很容易實(shí)現(xiàn)上面的規(guī)定邏輯。利用此方案把該電路先連接在總線10Km處，并在10Km不遠(yuǎn)處連接一個(gè)接收設(shè)備，實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蚪邮照?，并且其接收端總線電壓差為1.32V，是單連設(shè)備接收電壓差的1.55倍。

　　2.2.3線路中間加入CAN卡中轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)傳輸（中繼器）

　　在距離達(dá)到10Km時(shí)，其接收數(shù)據(jù)不正常的原因是由于總線電壓差值較小的緣故。為此，有的采用升壓和降壓電路是不現(xiàn)實(shí)的，因?yàn)槊總€(gè)接收器都得加入一個(gè)調(diào)理電路，造價(jià)很明顯就上去了。另外，即使升壓了，由于CAN總線按照仲裁發(fā)送決定了總要遇到方案二中提到的由于延遲總線形成閉合回路的問(wèn)題。

　　為了達(dá)到遠(yuǎn)距離傳輸，可以在中間加入中繼器，相當(dāng)于把總線距離縮短了一倍。中繼器的結(jié)構(gòu)如下：

　
圖4中繼器結(jié)構(gòu)示意圖

　　選擇使用兩個(gè)8031單片機(jī)目的在于能夠及時(shí)處理CAN總線上的數(shù)據(jù)，使得設(shè)計(jì)也變得比較簡(jiǎn)單，不需考慮CAN總線兩邊的數(shù)據(jù)發(fā)送沖突。只要每個(gè)單片機(jī)有1K的緩存就可以。

　　具體實(shí)現(xiàn)思路：?jiǎn)纹瑱C(jī)接收CAN總線數(shù)據(jù)，把數(shù)據(jù)進(jìn)行緩存，在空閑階段把數(shù)據(jù)傳輸?shù)搅硪粋€(gè)單片機(jī)（兩者之間通過(guò)SPI協(xié)議實(shí)現(xiàn)通信），同時(shí)把從另一個(gè)單片機(jī)傳輸來(lái)的數(shù)據(jù)發(fā)送出去。

　　在實(shí)際的工程中我們是利用此方案實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離傳輸?shù)?，主要原因是可以滿足數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃裕么朔桨傅碾娐肺覀冞M(jìn)行過(guò)節(jié)點(diǎn)數(shù)達(dá)到100的測(cè)試，其性能正常、可靠，能夠滿足實(shí)際的需要。

3、總結(jié)

　　本文的創(chuàng)新點(diǎn)提出了解決CAN總線傳輸遠(yuǎn)距離問(wèn)題的可實(shí)施方案，第一個(gè)（加入邏輯電路）比較簡(jiǎn)單，而且不用考慮數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，僅僅是一個(gè)硬件實(shí)現(xiàn);而第二種（中繼器）要考慮數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、判斷何時(shí)發(fā)送等情況，相對(duì)比較復(fù)雜，但可靠性要好些。兩個(gè)方案在承受負(fù)載方面能力差不多。

　　CAN總線技術(shù)作為一種新型的總線技術(shù)由于其具有良好的故障隔離能力、網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時(shí)響應(yīng)能力以及CAN具有良好地傳輸防錯(cuò)設(shè)計(jì)等，使其已經(jīng)成為現(xiàn)在最有前途的總線之一。