【技术分享】CAN和RS-485，哪个更适合你？

CAN通信和RS-485通信都是工业自动化领域常用的两种通信方式。但应用场景的不同，通信方式的选择也会不同。故选择合适的通信方式，是决定一款产品是否得到市场认可的关键因素之一。

  CAN通信

CAN协议经过ISO标准化后，根据传输速度的不同分成两类：ISO11898-2（高速）和ISO11898-3（低速）。CAN通信实现需要CAN控制器和CAN收发器。目前市场有两种主流的方案：

将MCU和CAN控制器集成在一起，外接CAN收发器；CAN控制器和CAN收发器都采用外接的形式，其工作框图如图1、图2所示。

图1 CAN控制器和MCU集成在一起

图2 CAN控制器和收发器都采用外接方式

CAN数据传输是通过两根线之间的电压差实现的（差分传输），这两根线分别为CANH和CANL。根据标准定义，CANH=CANL=2.5V（CANH-CANL=0V）为隐形电平，“逻辑1”；CANH=3.5V，CANL=1.5V（CANH- CANL=2V）为显性电平，“逻辑0”，如图3所示。（显性电平的优先级高于隐性电平，具体表现在多主机仲裁CAN总线）

图3 CAN电平标准定义

  RS-485通信

图4 RS-485工作框图

RS-485通信实现需要用到485收发器，具体工作框图如图4所示。RS-485数据传输是通过两根线之间的电压差实现的（差分传输），这两根线分别为485A和485B。根据标准定义：

RS-485作驱动器时，V485A-V485B=+(2~6)V，为高电平，逻辑为1；V485A-V485B=-(2~6)V，为低电平，逻辑为0；

RS-485作接收器时，V485A-V485B≥+200mV，为高电平，逻辑为1；V485A-V485B≤-200mV，为低电平，逻辑为0。

图5 RS-485电平标准定义

收发器的输入阻抗、单位负载和节点数存在密切关系，具体如表1所示。RS-485总线还需要增加上下拉电阻（485A接上拉电阻，485B接下拉电阻），其目的：

避免485A和485B差分电压处于-200mV~+200mV范围（总线处于不确定状态）；避免总线输出低电平（UART协议起始位为低电平，导致通信异常）；避免总线受到电磁干扰问题。

表1 接收器输入阻抗、单位负载和节点数的关系

  行业应用

CAN属于串行通信协议，具有高可靠性、高实时性和高灵活度的特性。支持高安全等级的分布式实时控制场合，主要应用于高速数据传输和实时控制系统。例如CAN在智慧工厂应用如图6所示，将 USBCAN-4E-U 通讯盒与PC监控机连接，进而将PC监控机接入工厂的CAN总线中。每条生产线中的每个工作站通过CAN总线将监测数据反馈至PC监控机，便于监控人员对每条生产线中的每个工作站实时监控，有效防止生产事故的发生。若一条生产线中的相邻工作站距离较远（距离>200m），推荐在CAN总线中增加 CANFDBridge ，保证足够的通讯距离和实现网络继扩容的功能。

图6 CAN总线在智慧工厂的应用实例

我司推出全隔离CAN收发芯片SM1500，采用DFN封装，其体积仅为12.45mm*9.85mm*3.00mm，可以在-40°~+125°环境下正常工作，适用于汽车电子、BMS、充电桩、石油化工、电力监控等领域。

RS-485属于串行通信协议，具有良好的抗噪声干扰性强、数据传输距离长和设备节点数多的特性，适用于长距离低速数据传输的场景。例如RS-485在交通信号灯故障检测应用如图7所示，ZLG面向交通信号灯故障检测应用提供主控、无线通讯及通信接口防护产品方案。M6Y2C核心板 有丰富外设接口资源，与各类传感器和监控设备进行连接，便于工作人员对数据进行采集和分析，精准定位到故障区域并进行解决。

图7 RS-485总线交通信号灯故障检测应用实例

我司推出全隔离RS-485收发芯片SM4500，采用DFN封装，其体积仅为12.45mm*9.85mm*3.00mm，可以正常工作在-40°~+125°环境下，适用于石油化工、电力监控、轨道交通、舞台灯光等领域。