CAN总线与PROFIBUS总线比较

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1、CAN总线与PROFIBUS总线比较摘要：本文简单介绍了CAN总线与PROFIBUS总线，。从两种总线的特点，优缺点、工作原理及应用领域行了对比,并对两者的发展趋势进行简单阐述。关键词：CAN总线，PROFIBUS总线，发展趋势Abstract：ThispapersimplyintroducestheCANbusandthePROFIBUSfieldbus.Comparedthistwofieldbusfromthecharacteristicsoftwokindsofbus,characteristics,workingprincipleandapp

2、licationfieldline.Andstatethedevelopmenttendencyofthetwokindsofbus.Keywords:CANBUS,PROFIBUS,developmenttrend1两种总线简单介绍控制器局域网总线（CAN，ControllerAreaNetwork）是一种用于实时应用的串行通讯协议总线，它可以使用双绞线来传输信号，是世界上应用最广泛的现场总线之一。CAN协议由德国的RobertBosch公司开发，用于汽车中各种不同元件之间的通信[1]，以此取代昂贵而笨重的配电线束。该协议的健壮性使其用途延伸到其他自

3、动化和工业应用。CAN协议的特性包括完整性的串行数据通讯、提供实时支持、传输速率高达1Mb/s、同时具有11位的寻址以及检错能力[2]。CAN总线是一种多主方式的串行通讯总线，基本设计规范要求有高的位速率，高抗电子干扰性，并且能够检测出产生的任何错误[3]。CAN总线可以应用于汽车电控制系统、电梯控制系统、安全监测系统、医疗仪器、纺织机械、船舶运输等领域[4]。PROFIBUS是过程现场总线（ProcessFieldBus）的缩写，于1989年正式成为现场总线的国际标准。目前在多种自动化的领域中占据主导地位，全世界的设备节点数已经超过2000万[5]。

4、它由三个兼容部分组成，即PROFIBUS－DP（DecentralizedPeriphery）．PROFIBUS－PA（ProcessAutomation）．PROFIBUS-FMS(FieldbusMessageSpecification)。其中PROFIBUS－DP应用于现场级，它是一种高速低成本通信，用于设备级控制系统与分散式I/O之间的通讯[6]，总线周期一般小于10ms，使用协议第1、2层和用户接口，确保数据传输的快速和有效进行。；PROFIBUS－PA适用于过程自动化，可使传感器和执行器接在一根共用的总线上，可应用于本征安全领域；PROFI

5、BUS－FMS用于车间级监控网络[7]，它是令牌结构的实时多主网络，用来完成控制器和智能现场设备之间的通信以及控制器之间的信息交换。主要使用主-从方式，通常周期性地与传动装置进行数据交换[8]。2工作原理2.1CAN总线工作原理CAN总线使用串行数据传输方式，可以1Mb/s的速率在40m的双绞线上运行，也可以使用光缆连接，而且在这种总线上总线协议支持多主控制器。CAN与I2C总线的许多细节很类似，但也有一些明显的区别。当CAN总线上的一个节点(站)发送数据时，它以报文形式广播给网络中所有节点。对每个节点来说，无论数据是否是发给自己的，都对其进行接收[9

6、]。每组报文开头的11位字符为标识符，定义了报文的优先级，这种报文格式称为面向内容的编址方案。在同一系统中标识符是唯一的，不可能有两个站发送具有相同标识符的报文。当几个站同时竞争总线读取时，这种配置十分重要。当一个站要向其它站发送数据时，该站的CPU将要发送的数据和自己的标识符传送给本站的CAN芯片，并处于准备状态；当它收到总线分配时，转为发送报文状态[10]。CAN芯片将数据根据协议组织成一定的报文格式发出，这时网上的其它站处于接收状态。每个处于接收状态的站对接收到的报文进行检测，判断这些报文是否是发给自己的，以确定是否接收它。由于CAN总线是一种面

7、向内容的编址方案，因此很容易建立高水准的控制系统并灵活地进行配置[11]。我们可以很容易地在CAN总线中加进一些新站而无需在硬件或软件上进行修改。当所提供的新站是纯数据接收设备时，数据传输协议不要求独立的部分有物理目的地址。它允许分布过程同步化，即总线上控制器需要测量数据时，可由网上获得，而无须每个控制器都有自己独立的传感器[12]。2.2PROFIBUS总线工作原理PROFIBUS-DP使用了第1层(物理层)、第2层(数据链路层)和用户接口层,由于工业上的特殊需要省略了3～6层。模型的第1层相同,其主要功能是利用物理传输介质为数据链路层提供物理连接,

8、以透明地传送比特流。它采用RS-485协议,其传输技术为半双工通信方式,传输速率在9.6k～1