【技術分享】CAN和RS-485，哪個更適合你？

CAN通信和RS-485通信都是工業(yè)自動化領域常用的兩種通信方式。但應用場景的不同，通信方式的選擇也會不同。故選擇合適的通信方式，是決定一款產(chǎn)品是否得到市場認可的關鍵因素之一。

? CAN通信

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

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)傳輸是通過兩根線之間的電壓差實現(xiàn)的（差分傳輸），這兩根線分別為CANH和CANL。根據(jù)標準定義，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)先級高于隱性電平，具體表現(xiàn)在多主機仲裁CAN總線）

圖3?CAN電平標準定義

??RS-485通信

圖4?RS-485工作框圖

RS-485通信實現(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)傳輸是通過兩根線之間的電壓差實現(xiàn)的（差分傳輸），這兩根線分別為485A和485B。根據(jù)標準定義：

RS-485作驅動器時，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，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電平標準定義

收發(fā)器的輸入阻抗、單位負載和節(jié)點數(shù)存在密切關系，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，導致通信異常）；避免總線受到電磁干擾問題。

表1 接收器輸入阻抗、單位負載和節(jié)點數(shù)的關系

? 行業(yè)應用

CAN屬于串行通信協(xié)議，具有高可靠性、高實時性和高靈活度的特性。支持高安全等級的分布式實時控制場合，主要應用于高速數(shù)據(jù)傳輸和實時控制系統(tǒng)。例如CAN在智慧工廠應用如圖6所示，將?USBCAN-4E-U?通訊盒與PC監(jiān)控機連接，進而將PC監(jiān)控機接入工廠的CAN總線中。每條生產(chǎn)線中的每個工作站通過CAN總線將監(jiān)測數(shù)據(jù)反饋至PC監(jiān)控機，便于監(jiān)控人員對每條生產(chǎn)線中的每個工作站實時監(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（距離>200m），推薦在CAN總線中增加 CANFDBridge ，保證足夠的通訊距離和實現(xiàn)網(wǎng)絡繼擴容的功能。

圖6?CAN總線在智慧工廠的應用實例

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，適用于汽車電子、BMS、充電樁、石油化工、電力監(jiān)控等領域。

RS-485屬于串行通信協(xié)議，具有良好的抗噪聲干擾性強、數(shù)據(jù)傳輸距離長和設備節(jié)點數(shù)多的特性，適用于長距離低速數(shù)據(jù)傳輸?shù)膱鼍?。例如RS-485在交通信號燈故障檢測應用如圖7所示，ZLG面向交通信號燈故障檢測應用提供主控、無線通訊及通信接口防護產(chǎn)品方案。M6Y2C核心板 有豐富外設接口資源，與各類傳感器和監(jiān)控設備進行連接，便于工作人員對數(shù)據(jù)進行采集和分析，精準定位到故障區(qū)域并進行解決。

圖7?RS-485總線交通信號燈故障檢測應用實例

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、舞臺燈光等領域。