CAN总线协议揭秘通讯接口差异解锁总线设备的无限优势

  • 科研进展
  • 2025年01月14日
  • 在PC机与智能设备的通信中,RS232作为最广泛应用的串行接口,被设计用于低速率串行通讯,以扩大通信距离。其为点对点通讯而设,驱动器负载为3~7kΩ,采用单端信号传送,但存在共地噪声和共模干扰问题,因此通常适用于20米以内的通信。一个完整的RS232接口含有22根线,采用标准25芯插头座。逻辑电平设置为逻辑“1”:−5V~-15V,逻辑“0”:+5V~+15V。

CAN总线协议揭秘通讯接口差异解锁总线设备的无限优势

在PC机与智能设备的通信中,RS232作为最广泛应用的串行接口,被设计用于低速率串行通讯,以扩大通信距离。其为点对点通讯而设,驱动器负载为3~7kΩ,采用单端信号传送,但存在共地噪声和共模干扰问题,因此通常适用于20米以内的通信。一个完整的RS232接口含有22根线,采用标准25芯插头座。逻辑电平设置为逻辑“1”:−5V~-15V,逻辑“0”:+5V~+15V。

当要求通信距离达到几十米到上千米时,我们倾向于使用RS485串行总线标准。这项技术采用平衡发送和差分接收,从而具备抑制共模干扰能力,并且由于总线收发器具有高灵敏度,可以检测低至200mV的电压,使得传输信号能够在千米以外得到恢复。RS485工作方式为半双工,即任何时间只有一个点处于发送状态,因此发送电路需由使能信号进行控制。在多点互连时非常便利,可省去许多信号线,并允许构建分布式系统,最多可并联32台驱动器和32台接收器。

相比之下,RS422通过双端线传送信号,将逻辑电平转换成电位差完成信息传输,而通过接收器将电位差转变成逻辑电平实现信息接收。尽管RS485和RS422原理相同,都以差动方式发送和接受,不需要数字地线,但它们之间最根本区别在于工作模式——一方面是全双工工作,如同两对双绞线无缝连接;另一方面则只能半双工工作,每次发或收不能同时进行,但只需一对双绞线即可完成任务。

此外,在实际应用中,我们常见RJ45型网卡接口,它用于数据传输,有着不同类型的网络设备间网线连接需求。而RJ45插头与水晶头均有八芯结构,其排列顺序可以根据橙白、橙、绿白、蓝、蓝白、绿、棕白、棕或绿白、绿、橙白等两种法来确定,对应不同类型的直通或交叉引脚配置。此外,这些网卡不仅支持局域网络,还适用于ADSL宽带上网用户间网络设备连接。

然而,在现实世界中,由于PC与智能设备之间沟通往往涉及不同的物理介质层(如USB)以及链路层(如TCP/IP),我们发现基于ISO/OSI模型规范编写程序变得必要,以确保程序跨平台兼容性。但如果我们使用的是专门针对某种特定硬件设计的协议,那么这些程序就缺乏普遍性的问题解决方案。此外,如果要实现更复杂的手段,比如自动化网络管理,那么现场总線技術提供了更好的解决方案,它们具有完整软件支持系统,可以处理总線控制冲突检测维护等问题,让各种不同品牌产品能够协同工作,无论是在同一水平还是跨越不同的厂商界限都能保持互操作性。

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