【技術(shù)分享】CAN和RS-485，哪個(gè)更適合你？

CAN通信和RS-485通信都是工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域常用的兩種通信方式。但應(yīng)用場(chǎng)景的不同，通信方式的選擇也會(huì)不同。故選擇合適的通信方式，是決定一款產(chǎn)品是否得到市場(chǎng)認(rèn)可的關(guān)鍵因素之一。

? CAN通信

CAN協(xié)議經(jīng)過(guò)ISO標(biāo)準(zhǔn)化后，根據(jù)傳輸速度的不同分成兩類(lèi)：ISO11898-2（高速）和ISO11898-3（低速）。CAN通信實(shí)現(xiàn)需要CAN控制器和CAN收發(fā)器。目前市場(chǎng)有兩種主流的方案：

將MCU和CAN控制器集成在一起，外接CAN收發(fā)器；CAN控制器和CAN收發(fā)器都采用外接的形式，其工作框圖如圖1、圖2所示。

圖1 CAN控制器和MCU集成在一起

圖2 CAN控制器和收發(fā)器都采用外接方式

CAN數(shù)據(jù)傳輸是通過(guò)兩根線之間的電壓差實(shí)現(xiàn)的（差分傳輸），這兩根線分別為CANH和CANL。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)定義，CANH=CANL=2.5V（CANH-CANL=0V）為隱形電平，“邏輯1”；CANH=3.5V，CANL=1.5V（CANH- CANL=2V）為顯性電平，“邏輯0”，如圖3所示。（顯性電平的優(yōu)先級(jí)高于隱性電平，具體表現(xiàn)在多主機(jī)仲裁CAN總線）

圖3?CAN電平標(biāo)準(zhǔn)定義

??RS-485通信

圖4?RS-485工作框圖

RS-485通信實(shí)現(xiàn)需要用到485收發(fā)器，具體工作框圖如圖4所示。RS-485數(shù)據(jù)傳輸是通過(guò)兩根線之間的電壓差實(shí)現(xiàn)的（差分傳輸），這兩根線分別為485A和485B。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)定義：

RS-485作驅(qū)動(dòng)器時(shí)，V485A-V485B=+(2~6)V，為高電平，邏輯為1；V485A-V485B=-(2~6)V，為低電平，邏輯為0；

RS-485作接收器時(shí)，V485A-V485B≥+200mV，為高電平，邏輯為1；V485A-V485B≤-200mV，為低電平，邏輯為0。

圖5?RS-485電平標(biāo)準(zhǔn)定義

收發(fā)器的輸入阻抗、單位負(fù)載和節(jié)點(diǎn)數(shù)存在密切關(guān)系，具體如表1所示。RS-485總線還需要增加上下拉電阻（485A接上拉電阻，485B接下拉電阻），其目的：

避免485A和485B差分電壓處于-200mV~+200mV范圍（總線處于不確定狀態(tài)）；避免總線輸出低電平（UART協(xié)議起始位為低電平，導(dǎo)致通信異常）；避免總線受到電磁干擾問(wèn)題。

表1 接收器輸入阻抗、單位負(fù)載和節(jié)點(diǎn)數(shù)的關(guān)系

? 行業(yè)應(yīng)用

CAN屬于串行通信協(xié)議，具有高可靠性、高實(shí)時(shí)性和高靈活度的特性。支持高安全等級(jí)的分布式實(shí)時(shí)控制場(chǎng)合，主要應(yīng)用于高速數(shù)據(jù)傳輸和實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)。例如CAN在智慧工廠應(yīng)用如圖6所示，將?USBCAN-4E-U?通訊盒與PC監(jiān)控機(jī)連接，進(jìn)而將PC監(jiān)控機(jī)接入工廠的CAN總線中。每條生產(chǎn)線中的每個(gè)工作站通過(guò)CAN總線將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)反饋至PC監(jiān)控機(jī)，便于監(jiān)控人員對(duì)每條生產(chǎn)線中的每個(gè)工作站實(shí)時(shí)監(jiān)控，有效防止生產(chǎn)事故的發(fā)生。若一條生產(chǎn)線中的相鄰工作站距離較遠(yuǎn)（距離>200m），推薦在CAN總線中增加 CANFDBridge ，保證足夠的通訊距離和實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)繼擴(kuò)容的功能。

圖6?CAN總線在智慧工廠的應(yīng)用實(shí)例

我司推出全隔離CAN收發(fā)芯片SM1500，采用DFN封裝，其體積僅為12.45mm*9.85mm*3.00mm，可以在-40°~+125°環(huán)境下正常工作，適用于汽車(chē)電子、BMS、充電樁、石油化工、電力監(jiān)控等領(lǐng)域。

RS-485屬于串行通信協(xié)議，具有良好的抗噪聲干擾性強(qiáng)、數(shù)據(jù)傳輸距離長(zhǎng)和設(shè)備節(jié)點(diǎn)數(shù)多的特性，適用于長(zhǎng)距離低速數(shù)據(jù)傳輸?shù)膱?chǎng)景。例如RS-485在交通信號(hào)燈故障檢測(cè)應(yīng)用如圖7所示，ZLG面向交通信號(hào)燈故障檢測(cè)應(yīng)用提供主控、無(wú)線通訊及通信接口防護(hù)產(chǎn)品方案。M6Y2C核心板 有豐富外設(shè)接口資源，與各類(lèi)傳感器和監(jiān)控設(shè)備進(jìn)行連接，便于工作人員對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和分析，精準(zhǔn)定位到故障區(qū)域并進(jìn)行解決。

圖7?RS-485總線交通信號(hào)燈故障檢測(cè)應(yīng)用實(shí)例

我司推出全隔離RS-485收發(fā)芯片SM4500，采用DFN封裝，其體積僅為12.45mm*9.85mm*3.00mm，可以正常工作在-40°~+125°環(huán)境下，適用于石油化工、電力監(jiān)控、軌道交通、舞臺(tái)燈光等領(lǐng)域。