can终端电阻的作用

　　CAN，全称为“Controller Area Network”，即控制器局域网，是国际上应用最广泛的现场总线之一，一个由CAN总线构成的单一网络受到网络硬件电气特性的限制。CAN作为一种多主方式的串行通讯总线，其基本设计规范要求高位速率和较高的抗电磁干扰性能，而且要能够检测出通讯总线上产生的任何错误。当信号传输距离达10km时，CAN仍可提供高达50kbit/s的数据传输速率。表1为CAN总线上任意两个节点之间最大传输距离与其位速率之间的对应关系。

　　CAN总线终端电阻的作用有两个：

　　一、提高抗干扰能力，确保总线快速进入隐性状态。

　　二、提高信号质量。

　　提高抗干扰能力

　　CAN总线有“显性”和“隐性”两种状态，“显性”代表“0”，“隐性”代表“1”，由CAN决定。下图是一个CAN收发器的典型内部结构图，CANH、CANL连接总线。

　　总线显性时，收发器内部Q1、Q2导通，CANH、CANL之间压差；隐性时，Q1、Q2截止，CANH、CANL处于无源状态，压差为0。

　　总线若无负载，隐性时电阻阻值很大，外部的干扰只需要极小的能量即可令总线进入显性（一般的收发器显性门限最小电压仅500mV）。为提升总线隐性时的抗干扰能力，可以增加一个差分负载电阻，且阻值尽可能小，以杜绝大部分能量的影响。然而，为了避免需要过大的总线才能进入显性，阻值也不能过小。确保快速进入隐性状态

　　在显性状态期间，总线的寄生电容会被，而在恢复到隐性状态时，这些电容需要放电。如果CANH、CANL之间没有放置任何阻性负载，电容只能通过收发器内部的差分电阻放电。我们在收发器的CANH、CANL之间加入一个220PF的电容进行模拟试验，位速率为500kbit/s。波形如下图

　　从上图可以看出，显性恢复到隐性的时间长达1.44μS，在点较高的情况下勉强能够通信，若通信速率更高，或寄生电容更大，则很难保证通信正常。

　　为了让总线寄生电容快速放电，确保总线快速进入隐性状态，需要在CANH、CANL之间放置一个负载电阻。增加一个60Ω的电阻后，波形如下。从图中看出，显性恢复到隐性的时间缩减到128nS，与显性建立时间相当。

　　提高信号质量

　　信号在较高的转换速率情况下，信号边沿能量遇到不匹配时，会产生信号反射；传输线缆横截面的几何结构发生变化，线缆的特征阻抗会随之变化，也会造成反射。

　　在总线线缆的末端，阻抗急剧变化导致信号边沿能量反射，总线信号上会产生，若振铃幅度过大，就会影响通信质量。在线缆末端增加一个与线缆特征阻抗一致的终端电阻，可以将这部分能量吸收，避免振铃的产生。

　　我们进行了一个模拟试验，位速率为1Mbit/s，收发器CANH、CANL接一根10m左右的双绞线，收发器端接120Ω电阻保证隐性转换时间，末端不加负载。末端信号波形如下图，信号上升沿出现了振铃。

　　若双绞线末端增加一个120Ω的电阻，末端信号波形明显改善，振铃消失，如下图。

　　一般在直线型中，线缆两端即是发送端，也是接收端，故线缆两端需各加一个终端电阻。

　　为什么选120Ω

　　任何一根线缆的特征阻抗都可以通过实验的方式得出。线缆的一端接，另一端接一个电阻，并通过观察电阻上的波形。调整电阻阻值的大小，直到电阻上的信号是一个良好的无振铃的方波，此时的电阻值可以认为与线缆的特征阻抗一致。

　　大部分线缆都是单线的。如果你采用两根汽车使用的典型线缆，将它们扭制成双绞线，就可根据上述方法得到特征阻抗大约为120Ω，这也是CAN标准推荐的终端电阻阻值。

　　注意：

　　（1）CAN总线两端接有一个120Ω的电阻，其作用是匹配总线阻抗，提高数据通信的抗干扰性及可靠行。但实际上只需保证CAN网络中“CAN_H”和“CAN_L”之间的跨接电阻为60Ω即可。

　　（2）SJA1000的20引脚RX1在不使用时可接地（具体原因见软件设计），配合CDR.6的置位可使总线长度大大增加。

　　（3）引脚TX0、TX1的接法决定了串行输出的电平。具体关系可参考输出控制寄存器OCR的设置。

　　（4）AT82C250的RS引脚与地间接有一个斜率电阻。电阻大小可根据总线通信速度作适当调整，一般在16kΩ～140kΩ之间。

　　（5）MAX232外围需要四个电解电容C1、C2、C3、C4，这些电容也是内部电源转换所需电容，其取值均为1μF/25V，宜选用钽电容并且位置应用量靠近芯片，电源VCC和地之间要接一个0.1μF的去耦电容。