原创 CAN总线通信线试验

本篇文章源自于我在实际应用过程中遇到的问题，正常情况下CAN总线通信距离可以达到5000-10000米（通信波特率5K），可是客户现场在几百米情况下就已经不能正常通信了（通信电缆使用的是市场随意采购的网线）。于是对产品做了详细的测试。产品是使用一款PIC18F的单片机通过SPI总线控制CAN协议芯片MCP2551，总线驱动芯片使用PCA82C251，通信波特率5K。（因为CAN总线有许多驱动芯片，所以原理图我就不再贴出了，有朋友想看的话可以回复我）

试验名称：引导控制器CAN总线通信距离测试

实验器材：引导控制器2台，市场买的“次品”网线一箱 ≈ 300米，5000米仿真线（具体制作方法可参考周立功）

试验过程：

1、使用0.3mm²的通信线20cm连接CAN总线通信正常（确保产品正常工作）

2、使用5000米仿真线，CAN总线通信成功。示波器测量结果：

a)        发送端CAN_H – CAN_L = 2.5V

b)        接收端CAN_H – CAN_L = 1.1V

3、使用次品网线的“棕白、棕”配对颜色线，加上120欧的匹配电阻。CAN总线通信不成功。示波器测量结果：

a)        发送端CAN_H – CAN_L = 2.5V

b)        接收端CAN_H – CAN_L = 0.4V

CAN总线要求接收端CAN_H – CAN_L ≥ 0.9V。故通信未能成功

4、使用次品网线的“橙白、橙”配对颜色线，加上120欧的匹配电阻。CAN总线通信成功。示波器测量结果：

a)        发送端CAN_H – CAN_L = 2.5V

b)        接收端CAN_H – CAN_L = 0.8V

CAN总线要求接收端CAN_H – CAN_L ≥ 0.9V。故通信成功，也在临界状态。

5、测量网线电阻值：

a)        橙白、橙、绿白、绿 ≈ 300米的电阻值约为 120欧姆棕白、棕、兰白、兰 ≈ 300米的电阻值约为 370欧姆

试验计算：

CAN总线通信纯电阻直流通路：

通过实际测量可知：发送端压差2.5V，为保证正常接收，接收端压差大于0.9V（这里选取1.0V）

可得出Rx = 90欧姆。

试验结论：

1、次品网线电阻值列表（按网线标准线序排列，整箱网线长度 ≈ 300米）：

故：现场施工尽量不选用网线作为长距离的传输线使用，在特殊情况必须使用时：

    应选用：橙白、橙、绿白、绿4种颜色

      不应选用：兰白、兰、棕白、棕4种颜色

1、CAN总线现场施工的通信线要求：实际线上阻抗≤90欧姆，匹配电阻120欧姆

试验附录：CAN-bus网络电缆的选择

1、最低要求

通常，CAN-bus总线采用差分信号传输方式，以双绞线作为物理层，需要有2根线作为差分信号线（CAN_H、CAN_L）。如果使用屏蔽双绞线，屏蔽层应被连接到CAN_Shield或外壳。

2、电缆有效电阻

特别提醒：在实际通信组网过程中需要对施工方进行通信电缆的培训或要求。而且告诉了大家，市场上的网线厂家可谓是用心良苦（大家参见我的实验数据，当我们布TCP网线的时候只要橙白、橙、绿白、绿这4根线工作正常即可而不使用兰白、兰、棕白、棕这4种颜色所以厂家就会对这4根线使用不合格产品一般都是使用多次回收铜制作）实际生产生活中一定要细心，对自己使用的产品要做到全面把握。