Device Net 硬件特性概述
■ 我們知道Devicenet架構(gòu)于CAN基本之上,也就是說(shuō),DeviceNet的物理層與數(shù)據(jù)鏈路層完全就是CAN,只是對(duì)其做了一些特殊的規(guī)定。有關(guān)DeviceNet的特性如下:
它利用CAN技術(shù);
最大可連接64個(gè)節(jié)點(diǎn)(包括掃描節(jié)點(diǎn)MASTER);
可以支持的傳輸速率為125K,250K,500K;
主干電纜的最大距離為500M;
網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淇梢杂卸喾N形態(tài),如分支,菊花鏈等;
分支電纜的最大長(zhǎng)度為6M;
節(jié)點(diǎn)之間相對(duì)獨(dú)立,互不產(chǎn)生影響;
內(nèi)置保護(hù)回路;
可支持隔離型與非隔離型的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn);
節(jié)點(diǎn)可以直接用網(wǎng)絡(luò)電源供電;
■ Devicenet支持的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淙缦聢D所示:
如圖中所示,網(wǎng)絡(luò)支持多種連接方式,而且還有如下的特點(diǎn):
可以在不斷開(kāi)主干線(xiàn)的情況下裝拆節(jié)點(diǎn);
可以用分支實(shí)現(xiàn)菊花鏈,樹(shù)形分支的結(jié)構(gòu);
最大支持64個(gè)節(jié)點(diǎn);
采用主干線(xiàn)/分支線(xiàn)的結(jié)構(gòu);
■ 接線(xiàn)距離的規(guī)格
■ 通常的硬件構(gòu)成如下圖所示:
如圖中所示:現(xiàn)在大多使用專(zhuān)門(mén)的CAN芯片來(lái)代替圖中由CAN,CPU,ROM,RAM組成的塊,而CAN在各領(lǐng)域中的大量運(yùn)用也使得CAN芯片的價(jià)格非常低。圖中的*表示為可選項(xiàng),如EEPROM,隔離光耦,用于設(shè)定的SW撥碼開(kāi)關(guān)等。
■ 收發(fā)器是設(shè)計(jì)DevieNet節(jié)點(diǎn)乃至CAN必須的一個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口,它負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)包的發(fā)送與接收,并做相應(yīng)的處理,如加上或去掉填充位等。通常收發(fā)器與CAN芯片有兩種連接方式,一種為非隔離型,就是不需要光耦,另一種需要隔離光耦,稱(chēng)為隔離型。兩種設(shè)計(jì)方式如下圖所示:
圖中采用HP的光耦HCPL710來(lái)進(jìn)行隔離,這是推薦使用的光耦,因?yàn)镈evicenet協(xié)議對(duì)光耦的要求是Tp<=40ns,以免由于過(guò)和的延遲會(huì)造成網(wǎng)絡(luò)錯(cuò)誤。
■ 推薦使用的收發(fā)器
過(guò)去的常用收發(fā)器為PHILIPS 82C250,由于其具有優(yōu)良的特性及在歐洲車(chē)載用的LAN中有較廣泛的使用,所以一致成為設(shè)計(jì)時(shí)的首選收發(fā)器。但現(xiàn)在卻推薦使用其改進(jìn)版本PHILIPS 82C251,這個(gè)版本與250有著相同的管腳特性,但改進(jìn)了共模電壓。詳細(xì)信息如下表所示:
■ 這里列舉一些常見(jiàn)的CAN芯片:
* Hitachi(H8/300H,SuperH,HCAN-1)-Integrated and Stand Alone CAN;
* Intel(196CA & 196CB,82527)-Integrated and Stand Alone CAN;
* Interbbbbll(CCU 3010E)-Integrated CAN;
* Mitsubishi(M37630)-Integrated CAN;
* Motorola(68HC05XX,65HC08AZ,MC912D60,MC68376)-Integrated CAN;
* National Semiconductor(COP684BC,COP884BC)-Integrated CAN and SLIO;
* NEC(780948)-Integrated CAN;
* Philips(P8xCE598/98,XA-C3,P82C150,SJA 1000)-Integrated CAN,SLIO,and Stand Alone CAN;
* SGS Thomson(ST6/7,St10F167)-Integrated CAN;
* Siemens(80C167CR,80C505C & 515C,81C90/91)-Integrated CAN and Stand Alone;
* Temic(TSC8051A11,TSC80251A3)-Integrated CAN;
* ASIC Integrated CAN Controllers;
* Texas Instrument(TMS 370E08D55)-Integrated CAN;
選用時(shí)請(qǐng)查閱相關(guān)技術(shù)手冊(cè).
■ 電路設(shè)計(jì)時(shí)的注意點(diǎn):
* 收發(fā)器采用指定的元器件是最好的,如82C251;
* 選用隔離光耦時(shí)注意要滿(mǎn)足40ns的延遲,可用HP的HCPL7101;
* 如是隔離型節(jié)點(diǎn),則要有檢測(cè)通信電源的手段;
* 必須要有接線(xiàn)錯(cuò)誤的保護(hù)回路;
* 考慮到通信電源的波動(dòng)范圍(DC11-25V);
■ 通常的保護(hù)回路如下圖所示:
詳細(xì)的要求及指標(biāo)請(qǐng)查閱協(xié)議中的相關(guān)規(guī)定。
■ 通信電源的分配
Devicenet采用DC24V給網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行供電,由于設(shè)備和距離的增加會(huì)導(dǎo)致電源供給的衰減,所以有時(shí)會(huì)增加電源數(shù)量,如下圖采用了兩個(gè)電源:
■ 電源分接頭的結(jié)構(gòu)如下圖所示:
■ 電源分配簡(jiǎn)易計(jì)算表:
■ 開(kāi)放型連接器
另外關(guān)于一些技術(shù)規(guī)格,還有迷你型連接器,微型連接器等請(qǐng)查閱協(xié)議V1 App C里的描述。
■ 常用的五芯電纜

它利用CAN技術(shù);
最大可連接64個(gè)節(jié)點(diǎn)(包括掃描節(jié)點(diǎn)MASTER);
可以支持的傳輸速率為125K,250K,500K;
主干電纜的最大距離為500M;
網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淇梢杂卸喾N形態(tài),如分支,菊花鏈等;
分支電纜的最大長(zhǎng)度為6M;
節(jié)點(diǎn)之間相對(duì)獨(dú)立,互不產(chǎn)生影響;
內(nèi)置保護(hù)回路;
可支持隔離型與非隔離型的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn);
節(jié)點(diǎn)可以直接用網(wǎng)絡(luò)電源供電;
■ Devicenet支持的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淙缦聢D所示:
如圖中所示,網(wǎng)絡(luò)支持多種連接方式,而且還有如下的特點(diǎn):
可以在不斷開(kāi)主干線(xiàn)的情況下裝拆節(jié)點(diǎn);
可以用分支實(shí)現(xiàn)菊花鏈,樹(shù)形分支的結(jié)構(gòu);
最大支持64個(gè)節(jié)點(diǎn);
采用主干線(xiàn)/分支線(xiàn)的結(jié)構(gòu);
■ 接線(xiàn)距離的規(guī)格
| Data Rates | 125K | 250K | 500K |
| 干線(xiàn)長(zhǎng)度(粗) | 500m | 250m | 100m |
| 干線(xiàn)長(zhǎng)度(扁平) | 420m | 200m | 100m |
| 干線(xiàn)長(zhǎng)度(細(xì)) | 100m | 100m | 100m |
| 最大支線(xiàn)長(zhǎng)度 | 6m | 6m | 6m |
| 合計(jì)支線(xiàn)長(zhǎng)度 | 156m | 78m | 39m |
| 節(jié)點(diǎn)數(shù) | 64 | 64 | 64 |
如圖中所示:現(xiàn)在大多使用專(zhuān)門(mén)的CAN芯片來(lái)代替圖中由CAN,CPU,ROM,RAM組成的塊,而CAN在各領(lǐng)域中的大量運(yùn)用也使得CAN芯片的價(jià)格非常低。圖中的*表示為可選項(xiàng),如EEPROM,隔離光耦,用于設(shè)定的SW撥碼開(kāi)關(guān)等。
■ 收發(fā)器是設(shè)計(jì)DevieNet節(jié)點(diǎn)乃至CAN必須的一個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口,它負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)包的發(fā)送與接收,并做相應(yīng)的處理,如加上或去掉填充位等。通常收發(fā)器與CAN芯片有兩種連接方式,一種為非隔離型,就是不需要光耦,另一種需要隔離光耦,稱(chēng)為隔離型。兩種設(shè)計(jì)方式如下圖所示:
圖中采用HP的光耦HCPL710來(lái)進(jìn)行隔離,這是推薦使用的光耦,因?yàn)镈evicenet協(xié)議對(duì)光耦的要求是Tp<=40ns,以免由于過(guò)和的延遲會(huì)造成網(wǎng)絡(luò)錯(cuò)誤。
■ 推薦使用的收發(fā)器
過(guò)去的常用收發(fā)器為PHILIPS 82C250,由于其具有優(yōu)良的特性及在歐洲車(chē)載用的LAN中有較廣泛的使用,所以一致成為設(shè)計(jì)時(shí)的首選收發(fā)器。但現(xiàn)在卻推薦使用其改進(jìn)版本PHILIPS 82C251,這個(gè)版本與250有著相同的管腳特性,但改進(jìn)了共模電壓。詳細(xì)信息如下表所示:
| 82C250 | 82C251 | |
| 共模電壓 | -8V~+18V | -36V~+36V |
| CAN_L/CAN_H之間耐壓 | -150V~+100V | -200V~+200V |
| 消耗電流 | 70mA以下 | 85mA以下 |
| 待機(jī)電流 | 170uA以下 | 250uA以下 |
* Hitachi(H8/300H,SuperH,HCAN-1)-Integrated and Stand Alone CAN;
* Intel(196CA & 196CB,82527)-Integrated and Stand Alone CAN;
* Interbbbbll(CCU 3010E)-Integrated CAN;
* Mitsubishi(M37630)-Integrated CAN;
* Motorola(68HC05XX,65HC08AZ,MC912D60,MC68376)-Integrated CAN;
* National Semiconductor(COP684BC,COP884BC)-Integrated CAN and SLIO;
* NEC(780948)-Integrated CAN;
* Philips(P8xCE598/98,XA-C3,P82C150,SJA 1000)-Integrated CAN,SLIO,and Stand Alone CAN;
* SGS Thomson(ST6/7,St10F167)-Integrated CAN;
* Siemens(80C167CR,80C505C & 515C,81C90/91)-Integrated CAN and Stand Alone;
* Temic(TSC8051A11,TSC80251A3)-Integrated CAN;
* ASIC Integrated CAN Controllers;
* Texas Instrument(TMS 370E08D55)-Integrated CAN;
選用時(shí)請(qǐng)查閱相關(guān)技術(shù)手冊(cè).
■ 電路設(shè)計(jì)時(shí)的注意點(diǎn):
* 收發(fā)器采用指定的元器件是最好的,如82C251;
* 選用隔離光耦時(shí)注意要滿(mǎn)足40ns的延遲,可用HP的HCPL7101;
* 如是隔離型節(jié)點(diǎn),則要有檢測(cè)通信電源的手段;
* 必須要有接線(xiàn)錯(cuò)誤的保護(hù)回路;
* 考慮到通信電源的波動(dòng)范圍(DC11-25V);
■ 通常的保護(hù)回路如下圖所示:
詳細(xì)的要求及指標(biāo)請(qǐng)查閱協(xié)議中的相關(guān)規(guī)定。
■ 通信電源的分配
Devicenet采用DC24V給網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行供電,由于設(shè)備和距離的增加會(huì)導(dǎo)致電源供給的衰減,所以有時(shí)會(huì)增加電源數(shù)量,如下圖采用了兩個(gè)電源:
■ 電源分接頭的結(jié)構(gòu)如下圖所示:
■ 電源分配簡(jiǎn)易計(jì)算表:
| 距離 | 0 | 50 | 100 | 150 | 200 | 250 | 300 | 350 | 400 | 450 | 500 |
| 最大電流 | 8.0 | 4.0 | 2.5 | 1.8 | 1.4 | 1.2 | 1.0 | 0.87 | 0.77 | 0.67 | 0.65 |
另外關(guān)于一些技術(shù)規(guī)格,還有迷你型連接器,微型連接器等請(qǐng)查閱協(xié)議V1 App C里的描述。
■ 常用的五芯電纜

本文標(biāo)簽:Device Net 硬件特性概述
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