RS485与CAN总线的区别与故障

485总线和can总线的区别
张钧
CAN总线作为现场总线的后起之秀，却被众多领域认为是最有希望的总线，之所以会是这样，大部分原因是CAN总线和485总线之间存在着非常大的区别，接下来我们就一起来看一下两者之间有哪些区别。

1、485总线
485总线是一种半双工、全双工异步通信总线，是为了摆脱232总线的通信速率低和通信距离过短而产生的。

485总线仅仅规定了驱动器和接收器的电气特性，却没有规定接插件、传输电缆和应用层通信协议，所以对于当时来说，是一种非常实惠、而且传输的速率相对比较高的总线。

2、CAN总线
CAN总线是一种双绞线，具有高抗干扰性，高速率性，更重要的是能够检测出来任何的错误。

CAN总线具有通信能力的实时性、灵活性、传输距离远、可靠性成本低等优势，所以被认为是最有希望的现场总线。

3、CAN总线与485总线比较
两者之间有很多区别，这里简单说其中一条，因为两种总线不同，通信协议也不同，CAN总线为标准CAN-bus协议，485总线为标准Modbus总线，最重要的是485总线的后期维护成本非常的高。

正因为CAN总线有很多485总线不能攀比的地方，所以CAN总线被广泛的应用，甚至使用485总线通信的设备，也通过485转CAN模块，连接至CAN总线。

欢迎大家找我讨论更多CAN总线相关问题。

485与can协议的区别1．引言1986年2月，Robert Bosch公司在SAE 汽车工程协会大会上介绍了一种新型的串行总线CAN控制器局域网，那是CAN 诞生的时刻。

今天在欧洲几乎每一辆新客车均装配有CAN 局域网，同样CAN也用于其他类型的交通工具从火车到轮船或者用于工业控制。

CAN 已经成为全球范围内最重要的总线之一，甚至领导着串行总线，在1999年接近6 千万个CAN 控制器投入应用，2000年市场销售超过1 亿个CAN 器件。

但在国内，基于历史或者其他的原因，大多数的厂商工程师在设计产品工程立项时，第一想到的是应用RS-485总线系统。

但是，随着社会的发展，对计算机控制要求越来越高，现场应用的条件越来越复杂，所以，CAN网络总线替代RS-485网络总线将成为历史的必然趋势。

2．RS-485和CAN网络总线性能比较RS-485是一种半双工、全双工异步通信总线，是为弥补RS-232 通信距离短、速率低等缺点而产生的。

RS-485只规定了平衡驱动器和接收器的电气特性，而没有规定接插件、传输电缆和应用层通信协议，因而在当时看来是一种相对经济、具有相当高噪声抑制、相对高的传输速率、传输距离远和宽共模范围的平台。

RS-485总线上只能有一个主机，往往应用在集中控制枢纽与分散控制单元之间。

但是，CAN-bus 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、高抗电磁干扰性而且能够检测出产生的任何错误。

CAN- bus总线在通信能力可靠性、实时性、灵活性、易用性、传输距离远、成本低等方面有着明显的优势，成为业界最有前途的现场总线之一。

RS-485与CAN总线性能比较见表1：通过表1比较可知：RS-485 网络除了硬件成本开发难度比CAN-bus 网络稍具优势外，其他性能方面都没有可比性。

在产品更新速度特别快的今天，如果将产品的上市时间产品的后期维护、软件开发难度等计算在一起，RS-485 的硬件成本优势也变得不十分明显，因而用CAN 总线取代R S-485 总线是一种比较彻底的方案。

CAN 总线与485 总线比较分析
一、485 总线介绍
485 总线标准
rs-485 采用平衡发送和差分接收方式实现通信：发送端将串行口的ttl 电平信号转换成差分信号a，b 两路输出，经过线缆传输之后在接收端将差分
信号还原成ttl 电平信号。

由于传输线通常使用双绞线，又是差分传输，所以
又极强的抗共模干扰的能力，总线收发器灵敏度很高，可以检测到低至
200mv 电压。

故传输信号在千米之外都是可以恢复。

rs-485 最大的通信距离
约为1219m，最大传输速率为10mb/s，传输速率与传输距离成反比，在
100kb/s 的传输速率下，才可以达到最大的通信距离，如果需传输更长的距离，需要加485 中继器。

rs-485 采用半双工工作方式，支持多点数据通信。

rs-485 总线网络拓扑一般采用终端匹配的总线型结构。

即采用一条总线将各
个节点串接起来，不支持环形或星型网络。

如果需要使用星型结构，就必须
使用485 中继器或者485 集线器才可以。

rs-485 总线一般最大支持32 个节点，如果使用特制的485 芯片，可以达到128 个或者256 个节点，最大的可
以支持到400 个节点。

RS485 总线基本特性
根据RS485 工业总线标准，RS485 工业总线为特性阻抗120Ω 的半双工通讯总线，其最大负载能力为32 个有效负载（包括主控设备与被控。

485现场总线的实际问题和解决办法一、关于485总线的几个概念:1、485总线的通讯距离可以达到1200米。

根据485总线结构理论，在理想环境的前提下，485总线传输距离可以达到1200米。

其条件是通讯线材优质达标，波特率为9600，只负载一台485设备，才能使得通讯距离达到1200米，所以通常485总线实际的稳定的通讯距离往往达不到1200米。

如果负载485设备多，线材阻抗不合乎标准，线径过细，转换器品质不良，设备防雷保护复杂和波特率的提高等等因素都会降低通讯距离。

2、485总线可以带128台设备进行通讯。

其实并不是所有485转换器都能够带128台设备的，要根据485转换器内芯片的型号和485设备芯片的型号来判断，只能按照指标较低的芯片来确定其负载能力。

一般485芯片负载能力有三个级别――32台、128台和256台。

此外理论上的标称往往实际上是达不到的，通讯距离越长、波特率越高、线径越细、线材质量越差、转换器品质越差、转换器电能供应不足(无源转换器)、防雷保护越强，这些都会降低真实负载数量。

3、485总线是一种最简单、最稳定、最成熟的工业总线结构这种概念是错误的。

485总线是一种用于设备联网的、经济型的、传统的工业总线方式。

其通讯质量需要根据施工经验进行调试和测试采可以得到保证。

485总线虽然简单，但也必须严格按照安装施工规范进行布线。

二、必须严格按照施工规范施工在485总线系统施工时必须严格按照施工规范施工，特别应注意下面几点。

1、485+和485－数据线一定要互为双绞。

2、布线一定要布多股屏蔽双绞线。

多股是为了备用，屏蔽是为了便于出现特殊情况时调试，双绞是因为485通讯采用差模通讯原理，双绞的抗干扰性较好。

不采用双绞线是错误的。

3、485总线一定要用手牵手式的总线结构，坚决避免星型连接和分叉连接。

4、设备供电的交流电及机箱一定要真实接地，而且接地良好。

有很多地方表面上有三角插座，其实根本没有接地，接地良好可以防止设备被雷击、浪涌冲击。

以太网、CAN总线、RS485总线都属于现场总线范畴，用户根据不同的场合和应用需求而采用不同的现场总线方式，每种总线有不同的标准特性，通过下列描述了解各种总线的特性以及各种总线优缺点。

一、RS485接口标准✧RS-485的电气特性：逻辑"1"以两线间的电压差为+（2-6）V表示；逻辑"0"以两线间的电压差为-（2-6）V表示。

接口信号电平比RS-232-C降低了，就不易损坏接口电路的芯片，且该电平与✧✧✧个✧因✧二、CAN✧✧✧✧多主结构，各节点的地位平等，方便区域组网，总线利用率高；✧实时性高，非破坏总线仲裁技术，优先级高的节点无延时；✧出错的CAN节点会自动关闭并切断和总线的联系，不影响总线的通讯；✧报文为短帧结构并有硬件CRC校验，受干扰概率小，数据出错率极低；✧自动检测报文发送成功与否，可硬件自动重发，传输可靠性很高；✧硬件报文滤波功能，只接收必要信息，减轻cpu负担，简化软件编制；✧通讯介质可用普通的双绞线，同轴电缆或光纤等；✧CAN总线系统结构简单，有极高的性价比。

三、工业以太网的优势及存在问题基于TCP / IP的以太网是一种标准开放式的网络，由其组成的系统兼容性和互操作性好，资源共享能力强，可以很容易的实现将控制现场的数据与信息系统上的资源共享；数据的传输距离长、传输速率高；易与Internet连接，低成本、易组网，与计算机、服务器的接口十分方便，受到了要求,扩散，四、1、✧✧它没有下命令，下面的节点不能发送，而且要发完即答，受到答复后，主机才向下一个节点询问，这样是为了防止多个节点向总线发送数据，而造成数据错乱。

而CAN－bus和以太网是多主从结构，每个节点都有CAN控制器，多个节点发送时，以发送的ID号自动进行仲裁，这样就可以实现总线数据不错乱，而且一个节点发完，另一个节点可以探测到总线空闲，而马上发送，这样省去了主机的询问，提高了总线利用率，增强了快速性。

485、can和标准以太网总线比较485、can、以太网都是基于差分线路传输数据的方式，485传输的单位是字节，can传输的单位是can数据帧，以太网传输的单位是以太网帧，每种传输单位都有校验机制。

但是从应用层考虑则不一样了，一般应用层传输都是基于大于1个字节的数据包来传输的，所以这个时候485本身不能直接完成这个任务，而必须依赖用户组织485数据帧，并做数据校验、重发之类的工作；can 和以太网就基本依赖原始帧即可完成应用层任务，can最多可以传输8个字节的数据帧，以太网最多可以传输1500字节的数据帧。

可见can比较适合传输短的数据命令和状态，而以太网基本没有什么应用短板，什么数据都可以方便的传输。

总线占用冲突处理，485没有总线占用冲突处理方案，一般都是采用一主多从来保证没有两个节点同时占用总线，主节点定时轮询从节点从而更新各个从节点的数据状态。

can和以太网都采用总线载波侦听多路访问冲突避免方式来做总线占用冲突处理，但是can和以太网的区别在于can有优先级概念，如果两个节点同时发数据，高优先级的首先发，低优先级的后发，而以太网则不一样，如果有两个节点同时发数据，则两个节点都会暂停发送，等待一段随机时间后，两个节点再发数据，这样开来，can的数据发送是确定性的，而以太网本身不能保证发送时间的确定性，所以工业上对于小数据量节点控制是更喜欢用can来互联；如果多节点互联且传输数据量很大，最好还是采用以太网来传输，当然为了保证传输的确定性，一般会在应用层做个约定，避免总线冲突。

节点刷新时间，485可以做到10ms左右的单节点刷新时间，can和以太网都一样可以做到1ms级别的单节点刷新时间。

工业上的流行程度，485使用最为广泛，因为大部分的使用场合并不是非常在乎刷新周期，几秒刷新一次都可以接受，而且对成本比较敏感，这个时候485就非常合适，485可以传输大的。

485现场总线的实际问题和解决办法一、关于485总线的几个概念:1、485总线的通讯距离可以达到1200米。

根据485总线结构理论，在理想环境的前提下，485总线传输距离可以达到1200米。

其条件是通讯线材优质达标，波特率为9600，只负载一台485设备，才能使得通讯距离达到1200米，所以通常485总线实际的稳定的通讯距离往往达不到1200米。

如果负载485设备多，线材阻抗不合乎标准，线径过细，转换器品质不良，设备防雷保护复杂和波特率的提高等等因素都会降低通讯距离。

2、485总线可以带128台设备进行通讯。

其实并不是所有485转换器都能够带128台设备的，要根据485转换器内芯片的型号和485设备芯片的型号来判断，只能按照指标较低的芯片来确定其负载能力。

一般485芯片负载能力有三个级别――32台、128台和256台。

此外理论上的标称往往实际上是达不到的，通讯距离越长、波特率越高、线径越细、线材质量越差、转换器品质越差、转换器电能供应不足(无源转换器)、防雷保护越强，这些都会降低真实负载数量。

3、485总线是一种最简单、最稳定、最成熟的工业总线结构这种概念是错误的。

485总线是一种用于设备联网的、经济型的、传统的工业总线方式。

其通讯质量需要根据施工经验进行调试和测试采可以得到保证。

485总线虽然简单，但也必须严格按照安装施工规范进行布线。

二、必须严格按照施工规范施工在485总线系统施工时必须严格按照施工规范施工，特别应注意下面几点。

1、485+和485－数据线一定要互为双绞。

2、布线一定要布多股屏蔽双绞线。

多股是为了备用，屏蔽是为了便于出现特殊情况时调试，双绞是因为485通讯采用差模通讯原理，双绞的抗干扰性较好。

不采用双绞线是错误的。

3、485总线一定要用手牵手式的总线结构，坚决避免星型连接和分叉连接。

4、设备供电的交流电及机箱一定要真实接地，而且接地良好。

有很多地方表面上有三角插座，其实根本没有接地，接地良好可以防止设备被雷击、浪涌冲击。

RS232、RS485和CAN协议总结与对比RS232简单实用，缺陷是不支持多设备间的互连，缺少拓扑结构。

由此诞生了RS485。

RS485最重要的是采用两条差分线代替RS232的单线传输，支持拓扑结构。

RS485属于电气层的协议，物理上的实现大都在RS232基础上完成。

缺陷是主从轮询的方式导致系统的实时性与可靠性方面较差，没有标准物理层导致开发周期长。

CAN属于现场工业总线范畴（意思就是跟上两个根本不在一起玩儿），CAN、LIN、FlexRay并称三大汽车总线。

采用数据位仲裁的方式来替代传统的站地址轮询方式，因此可以支持多主多从的工作方式。

CAN底层协议比RS232/RS485复杂很多，但是好消息是STM32内部已经集成了CAN 协议控制器，方便了我们的使用。

一、RS232串口是计算机上一种非常通用的设备通信协议。

串口的电气特性：1、RS-232串口通信最远距离是50英尺；2、RS232可做到双向传输，全双工通讯，最高传输速率20kbps ；3、RS-232C上传送的数字量采用负逻辑，且与地对称逻辑1：-3 ～-15V 逻辑0：+3～+15V；缺点：1、RS-232-C的电气接口电路采取的是不平衡传输方式，即所谓单端通讯，其发送电平与接收电平的差只有2～3V，所以共模抑制能力较差，容易受到共地噪声和外部干扰的影响；2、接口电路的信号电平较高，容易损坏接口电路的芯片；3、与TTL电路的电平也不兼容，影响其通用性；二、RS485 是隶属于 OSI 模型物理层的电气特性规定为 2线，半双工多点通信的标准。

它电气特性和 RS -232 大不一样。

用缆线两端的电压差值来表示传递信号。

RS485 仅规定了接受端和发送的电气特性。

它没有规定或推荐任何数据协。

RS485特点：1、接口电平低，不易损坏器件。

逻辑“1”以两线间的电压差为+(2~6)V表示；逻辑“0”以两线间的电压差为-(2~6)V表示。

不易损坏接口电路的芯片，且该平与 TTL 电平兼容，可方便与TTL 电平兼容；2、传输速率高。

CAN总线与RS485总线优势对比分析近年来CAN总线逐渐被工程师认知，并以其突出特点，逐渐在取代RS485等总线，本文将以CAN与RS485为例总结各自优势，为您解疑“为什么CAN能取代RS485”。

现场总线是90年代初国际上发展形成的，目前广泛应用于现场总线技术过程自动化、制造自动化、楼宇自动化等领域的现场智能设备互连通讯网络。

图 1 点对点连接方式采用点对点通讯时，连线多，线路复杂，两两连线需要两两连线，需要根线图 2 总线连接方式信息在一条公共通道上传输，信息接收者从通道上接收所有信息，并根据规则过滤发送给自己的信息。

连线少，结构清晰，仅需≤n+1根线。

目前工业现场主流的总线方式包括RS232、RS485、CAN、Devicenet等，那么多总线类型，都有什么特点和应用呢？本文就以最常用的RS485和热门的CAN总线进行对比分析，帮助您选择更加合适的通讯方案。

图 3 目前主流的现场总线CAN是控制网络ControlAreaNetwork的简称，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。

图 4 CAN在汽车网络拓扑结构CAN总线特点：●国际标准的工业级现场总线，传输可靠，实时性高；●传输距离远（最远10Km），传输速率快（最高1MHz bps）；●单条总线最多可接110个节点，并可方便的扩充节点数；●多主结构，各节点的地位平等，方便区域组网，总线利用率高；●实时性高，非破坏总线仲裁技术，优先级高的节点无延时；●出错的CAN节点会自动关闭并切断和总线的联系，不影响总线的通讯；●报文为短帧结构并有硬件CRC校验，受干扰概率小，数据出错率极低；●自动检测报文发送成功与否，可硬件自动重发，传输可靠性很高；●硬件报文滤波功能，只接收必要信息，减轻cpu负担，简化软件编制；●通讯介质可用普通的双绞线，同轴电缆或光纤等；●CAN总线系统结构简单，有极高的性价比。

RS-485是从 RS-422基础上发展而来的，可以采用二线与四线两种不同的方式，二线制可实现真正的多点双向通信。

CAN总线和RS485总线的定义CAN是控制器局域网络（Controller Area Network， CAN）的简称，是由研发和生产汽车电子产品著称的德国BOSCH公司开发了的，并最终成为国际标准（ISO11898）。

是国际上应用最广泛的现场总线之一。

在北美和西欧，CAN总线协议已经成为汽车计算机控制系统和嵌入式工业控制局域网的标准总线，并且拥有以CAN为底层协议专为大型货车和重工机械车辆设计的J1939协议。

近年来，其所具有的高可靠性和良好的错误检测能力受到重视，被广泛应用于汽车计算机控制系统和环境温度恶劣、电磁辐射强和振动大的工业环境。

rs-485采用半双工工作方式，支持多点数据通信。

rs-485总线网络拓扑一般采用终端匹配的总线型结构。

即采用一条总线将各个节点串接起来，不支持环形或星型网络。

rs-485采用平衡发送和差分接收，因此具有抑制共模干扰的能力。

加上总线收发器具有高灵敏度，能检测低至200mv的电压，故传输信号能在千米以外得到恢复。

有些rs-485收发器修改输入阻抗以便允许将多达8倍以上的节点数连接到相同总线。

rs-485最常见的应用是在工业环境下可编程逻辑控制器内部之间的通信。

CAN总线和RS485总线应用概述以往，PC与智能设备通讯多借助RS232、RS485、以太网等方式，主要取决于设备的接口规范。

但RS232、RS485只能代表通讯的物理介质层和链路层，如果要实现数据的双向访问，就必须自己编写通讯应用程序，但这种程序多数都不能符合ISO/OSI的规范，只能实现较单一的功能，适用于单一设备类型，程序不具备通用性。

在RS232或RS485设备联成的设备网中，如果设备数量超过2台，就必须使用RS485做通讯介质，RS485网的设备间要想互通信息只有通过“主（Master）”设备中转才能实现，这个主设备通常是PC，而这种设备网中只允许存在一个主设备，其余全部是从（Slave）设备。