CAN总线隔离方案基于adum1201

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CAN(Controller Area Network)总线又称控制局域网络，最早由德国BOSCH公司推出，用于汽车内部测量与执行部件之间的数据通信，CAN已被公认为几种最有前途的现场总线之一。其总线规范已被ISO国际标准组织制订为国际标准。CAN的主要优点：1、为多主工作方式，可以很方便地构成多机备份系统，2、可以点对点、点对多点及广播方式收发数据，通信速率最高可达到1Mb/s(此时通信数据最长为40m)，实际节点数可达110个，直接通信距离最远可达10km(速率5kB/s以下)，3、CAN网络上的节点可分为不同的优先级，以满足不同的实时要求，4、采用非破坏性仲裁技术，能够有效地避免总线冲冲突;5、用短帧结构，每一帧的有效字节数为8个(短帧传输时间短、受干扰概率小、重发时间短，每帧信息都有CRC校验及其他验错措施，可保证数据的低出错率;6、通信介质可为双绞线、同轴电缆或光纤，选择灵活;7、总线节点在错误严重的情况下，具有自动关闭输出功能，以使总线上其他节点的操作不受影响。
　　基于CAN总线的智能节点的设计有经典的电路，本文介绍一种新的思路，可应用在煤矿等场合。
　　1、系统概述
　　如图1所示，本系统由单片机、电源隔离、信号隔离、CAN控制器组成.
　　2、隔离器---ADUM1201
　　ADuM1201是ADI公司推出的新产品，它采用的iCoupler技术是基于芯片尺寸的变压器，而不是基于光电耦合器所采用的LED与光电二极管的组合，这种技术由于取消了光电耦合器中的光电转换过程，并且采用了iCoupler变压器专利技术集成变压器驱动和接收电路，从而实现了光电隔离器无法比拟的性能优势。由于使用晶片级制造工艺直接在芯片上制造iCouple变压器，所以iCoupler通道比光电耦合器有效地实现通道之间的集成，以及比较容易地实现其他半导体功能。
 

 
　　ADuM1201具有诸多优于光电隔离器的优点：
　　1、速度更高--最高速率可以达到25Mbps;
　　2、功耗更低--功耗低于同数据传输率时传统光电隔离器的1/10，最小工作电流为0.8mA;
　　3、性能更高--时序精度，瞬态共模抑制力，通道间匹配程度均优于传统光电隔离器;
　　4、体积更小--集成度更高，印制电路板(PCB)面积为传统光电隔离器的40%;
　　5、应用更灵活--与传统光电耦合器不同的是，多通道iCoupler数字隔离器能在同一芯片内提供正向和反向通信通道。
　　ADuM1201所隔离的两端有各自的电源和参考地，电源电压为2.7-5.5V，这样可以实现低电压供电，从而进一步降低系统功耗，系统中使用的电源是5V，电源和参考地之间接入0.01-0.1μF电容，以滤除高频干扰，电容和电源之间的距离应在20mm以内，这样可以达到更好的滤波效果，由于两个隔离通道高度匹配，通道间串扰很小，并且采用两通道输入/输出反向设计，非常适合CAN总线双向收发的特性，大大简化可隔离器与所隔离两端的硬件连接。需要注意的是：GND1与GND2是两个不同的参考地，否则将达不到隔离的效果，ADuM1201正常工作时，两端的供电源需要同时上电才能保证ADuM1201两通道都能正常工作，如果有一个没有上电就能导致整个芯片无法正常工作，相关电路连接如图3所示，其中两个IN4148为防雷击管，用来防止总线上的瞬变干扰。
3、电源隔离---JY0505BS-1W
      电源隔离选用的是晶圆公司的JY0505BS-1W，JY0505BS-1W是晶圆公司与业内DC-DC电源知名企业共同合作，开发DC-DC隔离模块。可更方便与磁隔离芯片共同作用，来实现系统间的完全隔离。晶圆公司的JY系列DC-DC隔离电源模块采用与市面通用的DC-DC模块相兼容的封装，可用于工业控制、仪器仪表、总线隔离、通信设备、智能楼宇、电力电子等各个行业，并且在磁隔离用户的方案中，已得到大量应用。
　　结语
　　本节点的设计利用传统的经典电路，并且用ADuM1201代替传统的光电隔离器件，降低了系统功耗，简化了系统结构，增强了系统稳定性，提高了系统的性能，成板之后调试效果良好，并且为基于CAN总线的智能节点的应用设计提供了一定的参考价值
 
更多资料和数据手册，请浏览晶圆技术网站 www.adum.com.cn   技术咨询 13716758638  QQ 274433368  张工程师

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