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CAN與RS485總線對比情況

印寧華|Indining China|

2022-03-18 02:49:09 29

CAN總線和RS485總線應用概述

之前，PC與智能設備之間的通信主要使用RS232、RS485、以太網等，這取決于設備的接口規格。但是，RS232和RS485只能代表通信的物理介質層和鏈路層。如果要實現對數據的雙向訪問，則需要編寫自己的通信應用程序，但這些程序大多不能滿足 ISO/OSI 規范，只能實現。該程序是適用于單一設備類型的單一功能，并不具有通用性。

在由 RS232 或 RS485 設備組成的設備網絡中，如果設備數量超過 2 個，則必須使用 RS485 作為通信介質。如果 RS485 網絡上的設備要相互通信，只能通過“主”設備的傳輸來實現。這個主設備通常是一臺PC，在這個設備網絡上只允許有一個主設備，其余的都是從設備。現場總線技術基于ISO/OSI模型，擁有完整的軟件支持系統，可以解決總線控制、沖突檢測和鏈路維護等問題。現場總線設備自動聯網，并且沒有主/從設備拆分或允許多個主設備。在同一層次上，可以更換不同廠家的產品，實現設備互通。

現在的總線格式很多，CAN相對于其他的總線有什么特點？首先，就比較一下大家耳熟能詳的485總線， 485總線只是一種電平標準，并不是什么新的協議，與232差不多，當然這么說不是很恰當，但是有助于大家理解。

CAN總線PK RS485總線

CAN（Controller Area Network）屬于現場總線的范疇，它是一種有效支持分布式控制或實時控制的串行通信網絡。較之目前RS-485基于R線構建的分布式控制系統而言，基于CAN總線的分布式控制系統在以下方面具有明顯的優越性：

1）CAN控制器工作于多主方式，網絡中的各節點都可根據總線訪問優先權（取決于報文標識符）采用無損結構的逐位仲裁方式競爭向總線發送數據，且CAN協議廢除了站地址編碼，而代之以對通信數據進行編碼，這可使不同的節點同時接收到相同的數據，這些特點使得CAN總線構成的網絡各節點之間的數據通信實時性強，并且容易構成冗余結構，提高系統的可靠性和系統的靈活性。而利用RS-485只能構成主從式結構系統，通信方式也只能以主站輪詢的方式進行，系統的實時性、可靠性較差。

2）CAN總線通過CAN控制器接口芯片82C250的兩個輸出端CANH和CANL與物理總線相連，而CANH端的狀態只能是高電平或懸浮狀態，CANL端只能是低電平或懸浮狀態。這就保證不會出現像在RS-485網絡中，當系統有錯誤，出現多節點同時向總線發送數據時，導致總線呈現短路，從而損壞某些節點的現象。而且CAN節點在錯誤嚴重的情況下具有自動關閉輸出功能，以使總線上其他節點的操作不受影響，從而保證不會出現象在網絡中，因個別節點出現問題，使得總線處于“死鎖”狀態。

3）CAN具有完善的通信協議，可由CAN控制器芯片及其接口芯片來實現，從而大大降低了系統的開發難度，縮短了開發周期，這些是只僅僅有電氣協議的RS-485所無法比擬的。

RS-485與CAN-bus的特性對比

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一、支持通信方式不同

1、CAN總線：控制器局域網絡，有效支持分布式控制或實時控制的串行通信網絡。

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CAN是控制器局域網絡（Controller Area Network， CAN）的簡稱，是由研發和生產產品著稱的德國BOSCH公司開發了的，并最終成為國際標準（ISO11898）。是國際上應用最廣泛的現場總線之一。在北美和西歐，CAN總線協議已經成為汽車計算機控制系統和嵌入式局域網的標準總線，并且擁有以CAN為底層協議專為大型貨車和重工機械車輛設計的J1939協議。近年來，其所具有的高可靠性和*的錯誤檢測能力受到重視，被廣泛應用于汽車計算機控制系統和環境溫度惡劣、電磁輻射強和振動大的工業環境。

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2、RS485總線：采用半雙工工作方式，支持多點數據通信。

RS485采用半雙工工作方式，支持多點數據通信。RS485總線網絡拓撲一般采用終端匹配的總線型結構。即采用一條總線將各個節點串接起來，不支持環形或星型網絡。rs-485采用平衡發送和差分接收，因此具有抑制共模干擾的能力。加上總線收發器具有高靈敏度，能檢測低至200mv的電壓，故傳輸信號能在千米以外得到恢復。有些rs-485收發器修改輸入阻抗以便允許將多達8倍以上的節點數連接到相同總線。rs-485最常見的應用是在工業環境下控制器內部之間的通信。

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二、原理不同

1、CAN總線：過CAN收發器接口芯片82C250的兩個輸出端CANH和CANL與物理總線相連，而CANH端的狀態只能是高電平或懸浮狀態，CANL端只能是低電平或懸浮狀態。

2、RS485總線：采用平衡發送和差分接收，因此具有抑制共模干擾的能力。加上總線收發器具有高靈敏度，能檢測低至200mv的電壓，故傳輸信號能在千米以外得到恢復。

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三、特點不同

1、CAN總線：
已經成為汽車計算機控制系統和嵌入式工業控制局域網的標準總線，并且擁有以CAN為底層協議專為大型貨車和重工機械車輛設計的J1939協議。

CAN是一種用于實時應用的串行通訊協議總線，它可以使用雙絞線來傳輸信號，是*上應用最廣泛的現場總線之一。

CAN控制器根據兩根總線上的電位差來判斷總線電平。總線電平分為顯性電平和隱性電平。

顯性電平對應邏輯電平為0，CAN-H與CAN-L之間的差為2.5V左右；隱性電平對應邏輯電平為1，CAN-H與CAN-L之間的差為0V左右；在總線上顯性電平具有優先權。

CAN協議特點：

1、多主控制。

2、系統柔軟性。

3、通訊速度快，通訊距離遠。

4、具有錯誤檢測、錯誤通知、錯誤恢復功能。

5、故障封閉功能。

6、連接節點多。

2、RS485總線：
采用終端匹配的總線型結構。即采用一條總線將各個節點串接起來，不支持環形或星型網絡。

1、接口電平低，不易損壞器件。邏輯“1”以兩線間的電壓差為+(2~6)V表示；邏輯“0”以兩線間的電壓差為-(2~6)V表示。不易損壞接口電路的芯片，且該平與 TTL 電平兼容，可方便與TTL 電平兼容；

2、傳輸速率高。10 米時， RS485 的數據最高傳輸速率的數據最高傳輸速率可達 35Mbps，在 1200m時，傳輸速度100Kbps；

3、RS-485接口是采用平衡驅動器和差分接收器的組合，抗共模干能力增強，即抗噪聲干擾性好；

4、傳輸距離遠，支持節點多；

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RS485要主站向只占發送報文時，從站才會響應；而CAN的從站可以不需主站的報文可以主動向主站發送報文，且CAN各子站之間也可以相互通訊，因此CAN通信尤其是子站(下位機)顯得更易用和友好。CAN和RS485之間的差別類似于硬件底層的程序的區別，用于現場接線用的線沒關系，雖然名字上說的某某總線的，每個子站CAN模塊里有主動發送報文模塊的功能。

常見的工業控制CAN總線與RS485組網應用設計實例

在工業控制領域中，往往是由一臺主機控制多臺從機，上位機和下位機的遠距離通信通過串行通信實現。本設計綜合實現了PC主機與DSP從機的RS-485遠距離通信接口和DSP從機與CAN現場總線的數據傳輸接口設計，同時具備主從機的遠距離通信和CAN現場總線設備的實時通信功能，具有廣泛的應用前景。在設計中充分發揮了DSP的CAN模塊和SCI模塊的作用,使得接口設計簡單，工作更加可靠。

延伸閱讀

M-bus簡稱儀表總線，它具有兩總線無極性，布線無拓撲要求,總線自供電，抗干擾能力強、中繼級數多、帶終端級數多，簡單、可靠等一系列優點，是目前抄表系統應用的最好的總線。

M-BUS系統采用半雙異步通信，傳輸速度為300Bps到9600Bps。傳輸距離比較遠，由超聲波熱量表的獨立鋰電池驅動。外部停電不影響其獨立運行。 M-BUS總線因其結構方便、運行可靠而被廣泛應用于歐洲抄表系統。

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