光纤CAN总线接口设计

光纤CAN总线接口设计

第!"卷第#期$%&&#年’月武汉大学学报（理学版）()*+,-./.01)（2-3)450)67)）89:)!"29)#$

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光纤!"#总线接口设计

吴友宇，秦神祖，张爱民，杨菊芳

（武汉理工大学信息工程学院，湖北武汉!#&&C&）

$$摘$要：基于BA2控制器4(A@&&&提出了光纤BA2（D0E;F?BA2）总线网络的设计方案)采用光纤作为传输介质提高电动汽车BA2通信网抗干扰能力)详细分析了双绞线BA2（*0F;?BA2）总线的接口协议，设计了基于此协议以及光纤BA2总线和双绞线BA2总线间转换接口)通过#个节点的D0E;F?BA2总线接口电路和相应的接口驱动，

的D0E;F?BA2总线组网，验证了接口协议和接口电路设计的正确性)

关$键$词：光纤；BA2总线网络；接口协议；接口电路中图分类号：G2"@<)&%$$$文献标识码：A

$%引%言

$$近年来，随着信息技术的发展，以及控制、计算机、通信、网络技术相互渗透，信息交换广泛应用到各个领域，传统的H4%#%等通信标准已经远远不能数满足工业现场的通信需要)现场总线以其开放性、字化、多点通信以及造价低廉的特性，越来越受到用

［@］

户的青睐)BA2（59.3F9::;F-F;-.;3I9FJ）总线是德

高的要求)

在现代通信网中，光导纤维由于其高速率和大容量受到广泛使用)尤其值得注意的是光导纤维具有优良的抗电磁干扰特性，即使在恶劣的工业环境中，光纤技术也能赢得用户信赖)目前光纤BA2网的文献资料较少，仅限于光纤BA2的实现方案研

［"］

究，并无实际组网的硬件协议及软件协议相关报

保证BA2网道)为提高BA2总线网络抗干扰能力，

络在电动汽车中正常运行，采用光纤BA2（D0E;F?总线网络，接口技术是组成D0E;F?BA2总线网BA2）

络的关键技术之一)下面首先分析传输介质为*0F;?然后给出D0E;F?BA2接口BA2总线接口转换技术，设计)

国K9L5,公司%&世纪>&年代初为解决汽车中众多数据交换而开发的一种串行数据通信协议)BA2总线上任一节点依据优先权均可在任一时刻主动向网络上的其它节点发送数据，这种总线多主站通信方式，保证通信的灵活性；数据采用短帧发送，保证了通信的实时性；BA2协议采用BHB（5M5:05F;7+.7-.5M5,;5J）检验并提供强大的错误处理功能，保证了数据通信的可靠性)BA2总线的传输介质可以是双绞线、光纤和同轴电缆)由于其卓越的特BA2总线成为目前公认的几种最有前途的现场性，

［@，%］

总线之一，双绞线的BA2（*0F;?BA2）总线分布

&%’()*+!"#总线接口协议

*0F;?BA2总线目前得到广泛应用，虽然其抗干扰能力尚不能非常令人满意，但该总线各项技术已

［#=’］

十分成熟)下面从*0F;?BA2总线接口技术入

式系统已得到了广泛应用，如汽车、电梯控制、电力

［#=>］

系统控制等)我国“>’#计划”关于电动汽车的

手，得出接口协议，然后移植到D0E;F?BA2总线接口)

@""#年颁布的国际标准N4O@@>">对基于双绞线的BA2总线媒体作出了建议：总线可具有两种逻辑状态，即隐性或显性)*0F;?BA2总线接口如图@所示)>%B%<&是BA2收发器，它是BA2控制器与物理总线之间的接口，它提供向总线（4(A@&&&）

说明中已明确提出，电动汽车开发项目必须采用BA2总线通信模式)由于电动车现场情况较为复杂，一旦*0F;?BA2网络装车由于车辆电力系统等产生强电磁干扰，有时导致*0F;?BA2不能正常工作)电动汽车对BA2数据传输和传输介质提出了更

$$收稿日期：%&&%?@@?@&$$$$

基金项目：国家>’#计划资助项目（%&&@AA<&@%@#）

，女，副教授，现从事电动汽车光纤BA2网络研究)作者简介：吴友宇（@"’#?）

光纤CAN总线接口设计

武汉大学学报（理学版）第!"卷

的差动发送能力和对#$%控制器的差动接受能力，#$%收发器的真值表见表&’图&中()#)*+中各管脚的功能分别是：,-.为发送数据输入端，!//为电源电压，0-.为接收数据输出端，!012为基准电压输#$%3为高电平#$%电压输入4输出端，出端，

#$%5为低电平#$%电压输入4输出端’图中67$&+++个管脚的功能分别是：,8+为#$%输出驱动器+输出’,8&为#$%输出驱动器&输出，08&为输入比较器输入端&，08+为输入比较器输入端

+’

反之，当某一67$&+++的,8+端输出&电平（隐性）时，所有67$&+++的08+端收到&电平，必有08&B08+，即所有67$&+++收到隐性位’这一原则就是2;C=<>#$%总线接口必须满足的接口协议’

’"*+,-./#$%总线

’0!"#$%控制器光纤接口

遵循前述接口协议而设计的#$%控制器与光纤的接口电路见图

)’

0-.

+

高电平

低电平显性+&（或悬浮）悬浮状态

悬浮状态

隐性

&

99由图&和表&可见，当67$&+++的,8+端输出+电平时，()#)*+的,-.端也为+电平，此信号经()#)*+差动发送后，使#$%3为高电平，#$%5为低电平，总线状态呈显性’在这种情况下，接在总线上其它节点的()#)*+进行差动接收，其0-.端输出+电平’由于67$&+++与()#)*+的连接关系是：08+接0-.，08&接!012（当!//?*@时，!012?)’*@）’此时对67$&+++而言，08&A08+，则67$&+++

读入显性电平［&+］

，或者说总线上的任一节点接收到

的都是显性位’反之，当67$&+++的,8+为&电平时，

()#)*+的08.?&，有08&B08+，总线上任一个节点接收到的都是隐性位’

综上所述，只要某一个67$&+++的,8+端输出+电平时，总线呈显性，总线上所有67$&+++将收到显性位；反之，若,8+端输出&电平时，总线呈隐性，其它67$&+++也将接收隐性位’

可见基于这一原则，即使去掉()#)*+，整个通讯仍然遵循#$%的通信协议’也就是说，当去掉()#)*+，而将所有67$&+++的08&端都接)’*@电压（!//?*@时），当某一个67$&+++的,8+端输出+电平（显性）时，所有67$&+++的08+端收到+电平，必有08&A08+，

即所有67$&+++收到显性位’

光纤CAN总线接口设计

第!期吴友宇等：光纤"#$总线接口设计

和%%&电平之间的转换’总线间发射模块和接收模块的作用有二：光电转换，以及实现双总线"#$之间的光电隔离’

图!()*+,-."#$和/*-,."#$

总线间接口电路图

光纤CAN总线接口设计

武汉大学学报（理学版）第!"

卷

光纤CAN总线接口设计

光纤CAN总线接口设计

作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：被引用次数：

吴友宇， 秦神祖， 张爱民， 杨菊芳

武汉理工大学,信息工程学院,湖北,武汉,430070

武汉大学学报(理学版)

JOURNAL OF WUHAN UNIVERSITY(NATURAL SCIENCE EDITION)2003，49(3)6次

参考文献(10条)

1.Yang Xian hui Field …… 此处隐藏：6441字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……