社会现场总线技术研究探究CAN总线采样点对通讯影响的机制
1 引言
在当今自动化领域，Controller Area Network（CAN）作为一种国际标准化的串行通信协议，因其高性能和可靠性而广泛应用于工业自动化、船舶、医疗设备等多个领域。现场总线技术是现代自动化系统中不可或缺的一部分，被誉为计算机局域网，它提供了强大的数据通信支持。CAN总线协议构成了现场总线技术的基础，实现了物理层、数据链路层和应用层功能。
2 CAN总线采样点的规则和原理
CAN协议将位时间分为同步段、传播段和相位缓冲段，其中相位缓冲段1结束处设定采样点。这一时刻，总线上的电平被锁存作为位值。通过设置点位时序，可以使得多个单元同时进行采样，从而实现数据通信。此外，采样点位置与波特率有关，其推荐值如表格所示。
3 CAN总线采样点对传输距离影响分析
虽然收发器改良和隔离器件引入提高了通信可靠性，但也可能导致额外延时问题，对传输距离产生影响。我们将以1Mbps波特率下的应用为例，对信号延时做简要分析。在这种情况下，应答间隙长度限制了信号传播延时上限，以保证发送节点在应答隙内接收到有效应答。
4 CAN网络延时理论分析
发送节点在发完CRC后会发出一位应答隙，在这一时间内，接收节点必须输出显式位作为回应。如果发送节点在应答隙内未检测到有效显式位，则判定为总线错误。因此，要满足根本条件，即确保发送节点在应答隙内接收到有效回复信号，我们需要限制信号传播延时，使其小于750ns，即整个信号传播延时需小于750ns，以确保所有环节的小数秒加起来不超过该百分比。
5 CAN网络实际操作中的设计考虑因素
为了提高传输距离，我们需要对每个环节的延迟进行详细分析。在实际设计中，每个环节都有固定的最大及最小循环延迟，这些参数由制造商提供，如TJA1051型收发器，其最大及最小循环延迟分别为220 ns及40 ns。在设计过程中，我们需要根据这些参数来调整各个环节以达到最佳效能，同时保持稳定性以避免误差发生。此外，还需考虑隔离器件以及整体系统架构等因素，以确保信息安全并适配不同场景需求。
