第五章CAN收发器_精品文档.ppt
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第五章第五章常用常用CAN总线收发器总线收发器CAN总线驱动器提供了总线驱动器提供了CAN控制器与物理总线之间的接控制器与物理总线之间的接口,对总线提供差动发送能力并对口,对总线提供差动发送能力并对CAN控制器提供差动控制器提供差动接收能力,是影响接收能力,是影响CAN网络通信的一个重要因素。
网络通信的一个重要因素。
CAN总线收发器总线收发器PCA82C250PCA82C250是是Philips公司生产的公司生产的CAN收发器。
汽车收发器。
汽车中高速领域。
它是目前世界使用最广泛的中高速领域。
它是目前世界使用最广泛的CAN收发器。
收发器。
特性:
特性:
u符合和符合和“ISO11898”标准标准u高速率(最高达高速率(最高达1Mbps)u总线保护能力,具有抗汽车环境中的瞬间干扰总线保护能力,具有抗汽车环境中的瞬间干扰u斜率控制,降低射频干扰(斜率控制,降低射频干扰(RFI)u差分接收器,抗宽范围的共模干扰,抗电磁干扰(差分接收器,抗宽范围的共模干扰,抗电磁干扰(EMI)u热保护热保护u防止电池和地之间的发生短路防止电池和地之间的发生短路u低电流待机模式低电流待机模式u未上电节点对总线无影响未上电节点对总线无影响u可连接可连接110个节点个节点功能框图功能框图引脚信息引脚信息符号符号管脚管脚功能描述功能描述TXD1发送数据送数据输入入GND2地地VCC3电源源电压RXD4接收数据接收数据输出出Vref5参考参考电压输出出CANL6低低电平平CAN电压输入入或或输出出CANH7高高电平平CAN电压输入入或或输出出Rs8斜率斜率电阻阻输入入PCA82C250引脚图引脚图器件参考数据器件参考数据标记参数参数条件条件最小最小最大最大单位位Vcc提供提供电压4.55.5VIcc提供提供电流流待机待机模式模式-170uA1/tbit最大最大发送速度送速度非非归零零码-1MbaudVcanCANL、CANH输入入/输出出电压-8+18VVdiff差差动总线电压1.53.0Vtpd传输延延迟时间高速高速模式模式-50nsT工作工作环境温度境温度-40+125RS选择的三种不同工作模式的三种不同工作模式在在Rs管脚上管脚上强强制条件制条件模式模式在在Rs管脚上管脚上电压和和电流流VRS0.75Vcc待机待机IRS|10uA|-10uAIRS-200uA斜率控制斜率控制0.3VccVRS0.6VccVRS0.3Vcc高速高速IRS-500uA1.高速模式高速模式:
管脚管脚8接地。
发送器延时是影响发送速度的一个接地。
发送器延时是影响发送速度的一个重要因素,高速工作模式下,发送器输出级晶体管最大限度重要因素,高速工作模式下,发送器输出级晶体管最大限度的快速打开和关闭。
在这种模式下,没有任何措施用于限制的快速打开和关闭。
在这种模式下,没有任何措施用于限制上升斜率和下降斜率。
使用屏蔽电缆以避免射频干扰上升斜率和下降斜率。
使用屏蔽电缆以避免射频干扰RFI问题。
问题。
2.斜率模式:
斜率模式:
管脚管脚8和地之间串入电阻。
对于较低速度或较短和地之间串入电阻。
对于较低速度或较短总线长度的应用场合,可使用非屏蔽双绞线或平行线作为总线。
总线长度的应用场合,可使用非屏蔽双绞线或平行线作为总线。
此时,为降低射频干扰此时,为降低射频干扰RFI,应限制发送器晶体管的上升斜率,应限制发送器晶体管的上升斜率和下降斜率。
上升斜率和下降斜率可通过由管脚和下降斜率。
上升斜率和下降斜率可通过由管脚8接至地的连接至地的连接电阻进行控制,斜率正比于管脚接电阻进行控制,斜率正比于管脚8的电流输出。
的电流输出。
3.待机模式:
待机模式:
管脚管脚8接至高电平。
在此模式下,关闭发送器,接至高电平。
在此模式下,关闭发送器,接收器转至低电流。
若在总线上检测到显性位(差动总线电压接收器转至低电流。
若在总线上检测到显性位(差动总线电压0.9V),),RXD将变为低电平。
微控制器应将收发器转回至将变为低电平。
微控制器应将收发器转回至正常工作状态(通过管脚正常工作状态(通过管脚8),以对此信号作出响应。
由于处),以对此信号作出响应。
由于处在待机方式下,接收器是慢速的,因此,第一个报文将被丢失。
在待机方式下,接收器是慢速的,因此,第一个报文将被丢失。
应用举例应用举例基基本本收收发发电电路路有有电电气气隔隔离离的的CAN收收发发电电路路在在CAN控制器和收发器之间使用光耦,通常会增加控制器和收发器之间使用光耦,通常会增加总线节点的循环延迟。
信号要从每个节点发送和接收电总线节点的循环延迟。
信号要从每个节点发送和接收电路上通过两次,这将降低位速率,或者说减少位速率一路上通过两次,这将降低位速率,或者说减少位速率一定时可使用的最大的总线长度。
这在计算由于定时可使用的最大的总线长度。
这在计算由于CAN网络网络中的传播延迟而造成限制可以使用的最大总线长度时要中的传播延迟而造成限制可以使用的最大总线长度时要考虑。
如果位速率很高,例如高于考虑。
如果位速率很高,例如高于500kbit/s则应考虑使则应考虑使用延迟小于用延迟小于40ns的高速光耦,比如的高速光耦,比如HCPL-7101、TLP113等。
等。
CAN总线收发器总线收发器TJA1050主要特性主要特性:
uCANH和和CANL理想配合,降低电磁辐射。
理想配合,降低电磁辐射。
u网络中有不上电节点时,性能有所改进。
网络中有不上电节点时,性能有所改进。
u完全符合完全符合ISO11898标准。
标准。
u速率高达速率高达1Mbit/s。
u电磁抗干扰电磁抗干扰EMI性极高。
性极高。
u不上电的节点不会对总线造成扰动。
不上电的节点不会对总线造成扰动。
uTxD引脚有防止箝位在显性总线电平的超时检测功能。
引脚有防止箝位在显性总线电平的超时检测功能。
u静音模式中提供了只听模式和静音模式中提供了只听模式和BabblingIdiot保护。
保护。
u保护总线引脚,防止汽车环境中的瞬态干扰。
保护总线引脚,防止汽车环境中的瞬态干扰。
u输入级兼容输入级兼容3.3V和和5V器件。
器件。
u输出驱动器具有温度保护。
输出驱动器具有温度保护。
u防止电池对地的短路。
防止电池对地的短路。
u至少可以连接至少可以连接110个节点。
个节点。
功能框图功能框图uTJA1050设计有一个电流限制电路,保护发送器的输出级,设计有一个电流限制电路,保护发送器的输出级,当电源意外短路时不会对当电源意外短路时不会对TJA1050造成损坏(此时的功率消耗造成损坏(此时的功率消耗增加)。
增加)。
uTJA1050有一个温度保护电路,当与发送器的连接点的温度有一个温度保护电路,当与发送器的连接点的温度超过大约超过大约165时,会断开与发送器的连接。
芯片工作时,发时,会断开与发送器的连接。
芯片工作时,发送器消耗了大部分的功率,断开发送器使电路的功率消耗和温送器消耗了大部分的功率,断开发送器使电路的功率消耗和温度会变低。
此时芯片的其他功能仍继续工作。
当引脚度会变低。
此时芯片的其他功能仍继续工作。
当引脚TXD变高变高(电平),发送器由关闭状态复位。
当总线短路时,温度保护(电平),发送器由关闭状态复位。
当总线短路时,温度保护电路尤其重要。
电路尤其重要。
TJA1050引脚信息引脚信息助助记符符引脚引脚描述描述TXD1发送数据送数据输入入GND2接地接地Vcc3电源源RXD4接收数据接收数据输入入Vref5参考参考电压输出出CANL6低低电平平CAN总线CANH7高高电平平CAN总线S8选择进入高速模式入高速模式还是是静音模式静音模式工作模式:
工作模式:
1.高速模式:
高速模式:
高速模式就是普通的工作模式,将引脚高速模式就是普通的工作模式,将引脚S接接地可以进入这种模式。
如果引脚地可以进入这种模式。
如果引脚S没有连接,则默认为高没有连接,则默认为高速模式。
速模式。
总线输出信号有固定的斜率,并且以尽量快的速度切总线输出信号有固定的斜率,并且以尽量快的速度切换。
这种模式适合用于最大的位速率和换。
这种模式适合用于最大的位速率和/或最大的总线长或最大的总线长度,而且此时它的收发器循环延迟最小度,而且此时它的收发器循环延迟最小。
2.静音模式:
静音模式:
将将S引脚连接到引脚连接到VCC可以进入静音模式。
在可以进入静音模式。
在静音模式中,发送器是禁止的。
但芯片的其他功能可以继静音模式中,发送器是禁止的。
但芯片的其他功能可以继续使用。
静音模式可以防止在续使用。
静音模式可以防止在CAN控制器不受控制时对网控制器不受控制时对网络通讯造成堵塞。
络通讯造成堵塞。
CAN高速收高速收发器的典型器的典型应用用总线长度及节点确定总线长度及节点确定
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