導讀

無論是CAN總線還是485總線，實際應用中經常會出現各種異常，常因總線組網后，波形邊沿出現過緩、呈“鐮刀”狀的現象，導致數據丟失或出錯，那么這現象前因后果大家是否真正的了解呢？

?案例一

1. CAN總線異常現象

我司某工業機器人客戶反饋，使用SM1500的機器人控制板卡，在傳輸數據過程中出現丟幀的情況，如下圖1，客戶現場模擬的組網方式為31個節點的手拉手拓撲，通訊波特率為250kbps。

圖1現場組網環境若總線收發器在使用過程中出現異常，一般會先從總線波形著手去分析原因。如圖2，為客戶組網的簡要框圖，我司使用CAN分析儀抓取了第31個節點處總線波形，發現波形邊沿過緩，出現了“鐮刀”狀的現象，如下圖3。

圖2控制板卡組網簡要框圖

圖3CAN總線“鐮刀”波形總線波形出現“鐮刀”狀的現象通常是由于總線上存在過大電容起的，根據電容的充放電時間公式可知t=RC，其中R可看成總線接口內阻與終端電阻，C則是總線上的等效電容。如圖4，總線等效電容Cj包括總線引腳對地電容Cj1與總線之間的電容Cj2，當總線電平由高變低時（壓差變化），由于電容上的電壓不能突變，那么電容Cj會分別通過內阻R內和終端電阻R終端放電。收發器內阻和終端電阻一般固定，當電容過大時，則放電時間變長，從而導致了總線波形邊沿變緩。

圖4總線等效電容放電原理框圖

2. CAN接口電路原理與異常分析

SM1500 CAN接口電容一般只有幾皮法，即使31個節點組網最多也不過上百皮法，配合終端電阻使用一般不會出現“鐮刀”狀波形。我司在檢查客戶CAN接口電路后發現存在TVS管、氣體放電管等保護器件，如下圖5。TVS管本身存在較大的結電容，一般在幾百到上千皮法，當總線組網后結電容會累計增加，高速通訊的時候總線就有可能出現“鐮刀”狀波形。

圖5控制板卡CAN接口保護電路

將總線接口保護電路的TVS3和TVS4去掉后組網，并測試第31個節點處波形發現仍呈“鐮刀”狀，但波形邊沿遲緩程度減小，如圖6，同時也沒有再出現丟幀情況。最后再去掉TVS2后測試，“鐮刀”狀波形消失，如圖7。對比去掉TVS管前后波形，邊沿時間由1.3us減小至160ns，如圖8。

圖6去掉部分TVS管后總線波形

圖7去掉全部TVS管后總線波形

圖8去掉TVS管前后波形邊沿時間對比

CAN/CANFD轉CAN/CANFD網橋

CAN快速升級

加負載和增程

ID過濾數據轉換

參考價格：890元