■ 我们知道Devicenet架构于CAN基本之上,也就是说,DeviceNet的物理层与数据链路层完全就是CAN,只是对其做了一些特殊的规定。有关DeviceNet的特性如下:
它利用CAN技术;
最大可连接64个节点(包括扫描节点MASTER);
可以支持的传输速率为125K,250K,500K;
主干电缆的最大距离为500M;
网络拓扑可以有多种形态,如分支,菊花链等;
分支电缆的最大长度为6M;
节点之间相对独立,互不产生影响;
内置保护回路;
可支持隔离型与非隔离型的网络节点;
节点可以直接用网络电源供电;
■ Devicenet支持的网络拓扑如下图所示:
如图中所示,网络支持多种连接方式,而且还有如下的特点:
可以在不断开主干线的情况下装拆节点;
可以用分支实现菊花链,树形分支的结构;
最大支持64个节点;
采用主干线/分支线的结构;
■ 接线距离的规格 Data Rates 125K250K500K
干线长度(粗)500m250m100m
干线长度(扁平)420m200m100m
干线长度(细)100m100m100m
最大支线长度6m6m6m
合计支线长度156m78m39m
节点数646464
■ 通常的硬件构成如下图所示:
如图中所示:现在大多使用专门的CAN芯片来代替图中由CAN,CPU,ROM,RAM组成的块,而CAN在各领域中的大量运用也使得CAN芯片的价格非常低。图中的*表示为可选项,如EEPROM,隔离光耦,用于设定的SW拨码开关等。
■ 收发器是设计DevieNet节点乃至CAN必须的一个网络接口,它负责数据包的发送与接收,并做相应的处理,如加上或去掉填充位等。通常收发器与CAN芯片有两种连接方式,一种为非隔离型,就是不需要光耦,另一种需要隔离光耦,称为隔离型。两种设计方式如下图所示:
图中采用HP的光耦HCPL710来进行隔离,这是推荐使用的光耦,因为Devicenet协议对光耦的要求是Tp<=40ns,以免由于过和的延迟会造成网络错误。
■ 推荐使用的收发器
过去的常用收发器为PHILIPS 82C250,由于其具有优良的特性及在欧洲车载用的LAN中有较广泛的使用,所以一致成为设计时的首选收发器。但现在却推荐使用其改进版本PHILIPS 82C251,这个版本与250有着相同的管脚特性,但改进了共模电压。详细信息如下表所示: 82C25082C251
共模电压-8V~+18V-36V~+36V
CAN_L/CAN_H之间耐压-150V~+100V-200V~+200V
消耗电流70mA以下85mA以下
待机电流170uA以下250uA以下
■ 这里列举一些常见的CAN芯片:
* Hitachi(H8/300H,SuperH,HCAN-1)-Integrated and Stand Alone CAN;
* Intel(196CA & 196CB,82527)-Integrated and Stand Alone CAN;
* Intermetall(CCU 3010E)-Integrated CAN;
* Mitsubishi(M37630)-Integrated CAN;
* Motorola(68HC05XX,65HC08AZ,MC912D60,MC68376)-Integrated CAN;
* National Semiconductor(COP684BC,COP884BC)-Integrated CAN and SLIO;
* NEC(780948)-Integrated CAN;
* Philips(P8xCE598/98,XA-C3,P82C150,SJA 1000)-Integrated CAN,SLIO,and Stand Alone CAN;
* SGS Thomson(ST6/7,St10F167)-Integrated CAN;
* Siemens(80C167CR,80C505C & 515C,81C90/91)-Integrated CAN and Stand Alone;
* Temic(TSC8051A11,TSC80251A3)-Integrated CAN;
* ASIC Integrated CAN Controllers;
* Texas Instrument(TMS 370E08D55)-Integrated CAN;
选用时请查阅相关技术手册.
■ 电路设计时的注意点:
* 收发器采用指定的元器件是最好的,如82C251;
* 选用隔离光耦时注意要满足40ns的延迟,可用HP的HCPL7101;
* 如是隔离型节点,则要有检测通信电源的手段;
* 必须要有接线错误的保护回路;
* 考虑到通信电源的波动范围(DC11-25V);
■ 通常的保护回路如下图所示:
详细的要求及指标请查阅协议中的相关规定。
■ 通信电源的分配
Devicenet采用DC24V给网络进行供电,由于设备和距离的增加会导致电源供给的衰减,所以有时会增加电源数量,如下图采用了两个电源:
■ 电源分接头的结构如下图所示:
■ 电源分配简易计算表: 距离050100150200250300350400450500
最大电流8.04.02.51.81.41.21.00.870.770.670.65
■ 开放型连接器
另外关于一些技术规格,还有迷你型连接器,微型连接器等请查阅协议V1 App C里的描述。
■ 常用的五芯电缆
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