iCoupler數(shù)字隔離器保護(hù)工業(yè)、儀器和計(jì)算機(jī)應(yīng)用中的RS-232、RS-484和CAN總線(05-100)

　　可用的電纜長(zhǎng)度取決于對(duì)數(shù)據(jù)速率的要求,其速度和距離組合可以從1200米對(duì)應(yīng)200 kbps到100米對(duì)12 Mbps。RS-485驅(qū)動(dòng)器采用平衡的差分信號(hào),通過兩根輸出線發(fā)送數(shù)據(jù)。接收器通過比較兩個(gè)信號(hào)確定邏輯狀態(tài);如果差分信號(hào)電壓大于200 mV便可提供有效的邏輯電平。驅(qū)動(dòng)器和接收器中的差分放大器控制信號(hào)線間的電流方向。這樣就比諸如RS-232單端信號(hào)方案提供較高的抗噪聲干擾能力。

　　因?yàn)镽S-485通常用于連接多個(gè)系統(tǒng),所以各系統(tǒng)和總線之間的隔離非常關(guān)鍵。像使用RS-232一樣,數(shù)字隔離器不支持RS-485標(biāo)準(zhǔn),所以它們不能用在收發(fā)器和電纜之間,而只能用在收發(fā)器和本地系統(tǒng)之間。收發(fā)器的系統(tǒng)端通常連接到本地總線或者處理器。因?yàn)?a class="contentlabel" href="http://www.ex-cimer.com/news/listbylabel/label/iCoupler">iCoupler隔離器的輸入和輸出電路彼此是電隔離的,所以將其置于處理器和收發(fā)器之間是一種隔離系統(tǒng)和電纜的簡(jiǎn)單方法。為了完成這種隔離,通常使用帶隔離的DC/DC變換器給隔離器和收發(fā)器供電。ADuM1301 iCoupler數(shù)字隔離器和帶隔的離電源的組合用法,如圖4所示,避免了接地環(huán)路問題并且提供了有效的保護(hù)以防止浪涌破壞。

　　圖4 帶隔離的RS-485電路

圖5示出了ADM2486單芯片隔離RS-485收發(fā)器。

　　CAN總線：CAN總線標(biāo)準(zhǔn),最初是為汽車應(yīng)用開發(fā)的,它規(guī)定了一種2線串行通信協(xié)議,允許高達(dá)1 Mbps的數(shù)據(jù)速率、多達(dá)30個(gè)結(jié)點(diǎn)和40米的最大電纜長(zhǎng)度。它以幀為單位傳送異步數(shù)據(jù),幀中包括起始位(bit)和停止位、一個(gè)仲裁字段、一個(gè)控制字段、一個(gè)循環(huán)冗余校驗(yàn)(CRC)字段和一個(gè)確認(rèn)字段。每個(gè)結(jié)點(diǎn)都能同時(shí)偵聽和傳送數(shù)據(jù),所以該協(xié)議最重要的特點(diǎn)之一就是其非破壞性的位序列仲裁,它保證了不會(huì)有數(shù)據(jù)丟失。每個(gè)結(jié)點(diǎn)在消息開始時(shí)發(fā)送一個(gè)主消息起始(SOM)位。其它的結(jié)點(diǎn)將會(huì)看到此動(dòng)作并且在該消息完成之前都不會(huì)啟動(dòng)一次傳輸。然后,發(fā)送11 bit或者29 bit的仲裁字段。該字段也稱為標(biāo)識(shí)符,指示總線上所發(fā)送消息的優(yōu)先次序。任何時(shí)候都是最高優(yōu)先級(jí)的結(jié)點(diǎn)控制總線,讓較低優(yōu)先級(jí)的結(jié)點(diǎn)等待。這種非破壞性的仲裁確保了最高優(yōu)先級(jí)的消息總能通過。