基于PCA82C250与MCU间的直连通信网络设计

摘要：在分析了RS-485总线与CAN部迟疑不决的异同点后，以PCA82C250型接口电路为例提出了用CAN总线通信物理层接口电路来替代RS- 485总线接口中电路与单片机直接连接进行通信网络设计，从而可形成一个高性能、低价格且数据通信安全、可靠的分布式测控系统。 关键词：通信物理接口 RS-485总线 CAN总线 MCU 1 概述 用于多机间数据通信的通信物理层接口是分布式测控系统数据共享的工作基础，传统的以单片机为核心的分布式多机测控系统为简化通信物理层大多采用电流环或 RS-485/RS-422总线。 电流环形式因较RS-485/RS-422总线形式连线复杂等原因已基本退出历史舞台。而RS-485总线接线形式较RS-422总线接线形式少了二极通信线且抗干扰能力增强，从而使接线形式更为简单、造价更低，因此，RS-485总线基本上独霸了以单片机为核心的分布式多机测控系统通信物理层的应用。但随着科技的发展，RS-485总线的总线效率低、系统实时性差、通讯可靠性低、后期维护成本高、网络工程调试复杂、传输距离不理想、单总线可挂接节点少、应用不灵活等缺点慢慢地暴露出来，因此，迫切需要寻找一种新型、简单有效的通信物理层接口芯片来替代RS-485总线物理层接口电路进行网络通信，这对提高多机互连的分布式测控系统的可靠性具有重大意义。 与其他现场总线相比，CAN部迟疑不决在通信能力、可靠性、实时性、灵活性、易用性、传输距离和成本等方面有着明显的优势，成为控制等领域最有前途的现场总线之一。对于CAN总线的物理层接口，现有大多是CAN总线物理层接口电路与CAN总线控制器连接构成的CAN总线通信网络。经笔者的深入分析和实践证明：CAN总线物理层接口电路(符合ISO11898标准)也可与单片机直接连接构成一个高可靠、低成本、简单实用、多机互连的分布式测控系统。

2 CAN与RS-485物理层特性比较 CAN总线在物理层个有专用接口电路，该类接口电路具有特色。 CAN总线与RS-485总线物理层特性的相同点有： %26;#183;二线制、半双工串行通信; %26;#183;差分传送、平衡接收; %26;#183;传输介质为双绞线; %26;#183;需终端匹配电阻器; %26;#183;通信电路可在5V电源条件下工作。 CAN总线与RS-485总线相比，CAN总线通信物理层接口电路(以PCA82C250为例)具有如下优点： %26;#183;完全符合ISO11898国际标准; %26;#183;数据传输距离长(长达10km/5kb/s); %26;#183;数据传输速率高(高达1Mb/s/40m); %26;#183;CAN总线中的总线数值为二种互补逻辑“显性”或“隐性”位数值; %26;#183;可实现多主式通信网络设计，信号在总线上通过“线与”可实现非破坏性总线仲裁; %26;#183;无发送、接收转换控制引脚; %26;#183;具有抗瞬间脉冲干扰(-150V