/ EN
13922884048

技术交流

Technology Exchange
/
/

CAN与RS485总线对比情况

发布时间:2022-03-18作者来源:萨科微浏览:1565

CAN总线和RS485总线应用概述


之前,PC与智能设备之间的通信主要使用RS232、RS485、以太网等,这取决于设备的接口规格。但是,RS232和RS485只能代表通信的物理介质层和链路层。如果要实现对数据的双向访问,则需要编写自己的通信应用程序,但这些程序大多不能满足 ISO/OSI 规范,只能实现。该程序是适用于单一设备类型的单一功能,并不具有通用性。


在由 RS232 或 RS485 设备组成的设备网络中,如果设备数量超过 2 个,则必须使用 RS485 作为通信介质。如果 RS485 网络上的设备要相互通信,只能通过“主”设备的传输来实现。这个主设备通常是一台PC,在这个设备网络上只允许有一个主设备,其余的都是从设备。现场总线技术基于ISO/OSI模型,拥有完整的软件支持系统,可以解决总线控制、冲突检测和链路维护等问题。现场总线设备自动联网,并且没有主/从设备拆分或允许多个主设备。在同一层次上,可以更换不同厂家的产品,实现设备互通。 


现在的总线格式很多,CAN相对于其他的总线有什么特点?首先,就比较一下大家耳熟能详的485总线, 485总线只是一种电平标准,并不是什么新的协议,与232差不多,当然这么说不是很恰当,但是有助于大家理解。


CAN总线PK RS485总线

CAN(Controller Area Network)属于现场总线的范畴,它是一种有效支持分布式控制或实时控制的串行通信网络。较之目前RS-485基于R线构建的分布式控制系统而言,基于CAN总线的分布式控制系统在以下方面具有明显的优越性:


1)CAN控制器工作于多主方式,网络中的各节点都可根据总线访问优先权(取决于报文标识符)采用无损结构的逐位仲裁方式竞争向总线发送数据,且CAN协议废除了站地址编码,而代之以对通信数据进行编码,这可使不同的节点同时接收到相同的数据,这些特点使得CAN总线构成的网络各节点之间的数据通信实时性强,并且容易构成冗余结构,提高系统的可靠性和系统的灵活性。而利用RS-485只能构成主从式结构系统,通信方式也只能以主站轮询的方式进行,系统的实时性、可靠性较差。


2)CAN总线通过CAN控制器接口芯片82C250的两个输出端CANH和CANL与物理总线相连,而CANH端的状态只能是高电平或悬浮状态,CANL端只能是低电平或悬浮状态。这就保证不会出现像在RS-485网络中,当系统有错误,出现多节点同时向总线发送数据时,导致总线呈现短路,从而损坏某些节点的现象。而且CAN节点在错误严重的情况下具有自动关闭输出功能,以使总线上其他节点的操作不受影响,从而保证不会出现象在网络中,因个别节点出现问题,使得总线处于“死锁”状态。


3)CAN具有完善的通信协议,可由CAN控制器芯片及其接口芯片来实现,从而大大降低了系统的开发难度,缩短了开发周期,这些是只仅仅有电气协议的RS-485所无法比拟的。


RS-485与CAN-bus的特性对比



一、支持通信方式不同

1、CAN总线:控制器局域网络,有效支持分布式控制或实时控制的串行通信网络。


CAN是控制器局域网络(Controller Area Network, CAN)的简称,是由研发和生产产品著称的德国BOSCH公司开发了的,并最终成为国际标准(ISO11898)。是国际上应用最广泛的现场总线之一。在北美和西欧,CAN总线协议已经成为汽车计算机控制系统和嵌入式局域网的标准总线,并且拥有以CAN为底层协议专为大型货车和重工机械车辆设计的J1939协议。近年来,其所具有的高可靠性和良好的错误检测能力受到重视,被广泛应用于汽车计算机控制系统和环境温度恶劣、电磁辐射强和振动大的工业环境。



2、RS485总线:采用半双工工作方式,支持多点数据通信。

RS485采用半双工工作方式,支持多点数据通信。RS485总线网络拓扑一般采用终端匹配的总线型结构。即采用一条总线将各个节点串接起来,不支持环形或星型网络。rs-485采用平衡发送和差分接收,因此具有抑制共模干扰的能力。加上总线收发器具有高灵敏度,能检测低至200mv的电压,故传输信号能在千米以外得到恢复。有些rs-485收发器修改输入阻抗以便允许将多达8倍以上的节点数连接到相同总线。rs-485最常见的应用是在工业环境下控制器内部之间的通信。



二、原理不同

1、CAN总线:过CAN收发器接口芯片82C250的两个输出端CANH和CANL与物理总线相连,而CANH端的状态只能是高电平或悬浮状态,CANL端只能是低电平或悬浮状态。

2、RS485总线:采用平衡发送和差分接收,因此具有抑制共模干扰的能力。加上总线收发器具有高灵敏度,能检测低至200mv的电压,故传输信号能在千米以外得到恢复。 


三、特点不同

1、CAN总线:
已经成为汽车计算机控制系统和嵌入式工业控制局域网的标准总线,并且拥有以CAN为底层协议专为大型货车和重工机械车辆设计的J1939协议。

CAN是一种用于实时应用的串行通讯协议总线,它可以使用双绞线来传输信号,是世界上应用最广泛的现场总线之一。


CAN控制器根据两根总线上的电位差来判断总线电平。总线电平分为显性电平和隐性电平。


显性电平对应逻辑电平为0,CAN-H与CAN-L之间的差为2.5V左右;隐性电平对应逻辑电平为1,CAN-H与CAN-L之间的差为0V左右;在总线上显性电平具有优先权。


CAN协议特点:

1、多主控制。

2、系统柔软性。

3、通讯速度快,通讯距离远。

4、具有错误检测、错误通知、错误恢复功能。

5、故障封闭功能。

6、连接节点多。


2、RS485总线:
采用终端匹配的总线型结构。即采用一条总线将各个节点串接起来,不支持环形或星型网络。

1、接口电平低,不易损坏器件。逻辑“1”以两线间的电压差为+(2~6)V表示;逻辑“0”以两线间的电压差为-(2~6)V表示。不易损坏接口电路的芯片,且该平与 TTL 电平兼容,可方便与TTL 电平兼容;


2、传输速率高。10 米时, RS485 的数据[敏感词]传输速率 的数据[敏感词]传输速率 可达 35Mbps,在 1200m时,传输速度100Kbps;


3、RS-485接口是采用平衡驱动器和差分接收器的组合,抗共模干能力增强,即抗噪声干扰性好;


4、传输距离远,支持节点多;

RS485要主站向只占发送报文时,从站才会响应;而CAN的从站可以不需主站的报文可以主动向主站发送报文,且CAN各子站之间也可以相互通讯,因此CAN通信尤其是子站(下位机)显得更易用和友好。CAN和RS485之间的差别类似于硬件底层的程序的区别,用于现场接线用的线没关系,虽然名字上说的某某总线的,每个子站CAN模块里有主动发送报文模块的功能。



常见的工业控制CAN总线与RS485组网应用设计实例

在工业控制领域中,往往是由一台主机控制多台从机,上位机和下位机的远距离通信通过串行通信实现。本设计综合实现了PC主机与DSP从机的RS-485远距离通信接口和DSP从机与CAN现场总线的数据传输接口设计,同时具备主从机的远距离通信和CAN现场总线设备的实时通信功能,具有广泛的应用前景。在设计中充分发挥了DSP的CAN模块和SCI模块的作用,使得接口设计简单,工作更加可靠。


延伸阅读


M-bus简称仪表总线, 它具有两总线无极性,布线无拓扑要求,总线自供电,抗干扰能力强、中继级数多、带终端级数多,简单、可靠等一 系列优点,是目前抄表系统应用的[敏感词]的总线。


M-BUS系统采用半双异步通信,传输速度为300Bps到9600Bps。 传输距离比较远,由超声波热量表的独立锂电池驱动。 外部停电不影响其独立运行。 M-BUS总线因其结构方便、运行可靠而被广泛应用于欧洲抄表系统。 






免责声明:本文转载自“大印蓝海科技”,本文仅代表作者个人观点,不代表萨科微及行业观点,只为转载与分享,支持保护知识产权,转载请注明原出处及作者,如有侵权请联系我们删除。

服务热线

0755-83044319

霍尔元件咨询

肖特基二极管咨询

TVS/ESD咨询

获取产品资料

客服微信

微信服务号