CAN收发器

授人以鱼不如授人以渔二、CAN收发器1.CAN收发器PCA82C2502.CAN收发器TJA10403.PCA82C250/251与TJA1040、TJA1050的比较和升级4.工作模式5.互操作性6.硬件问题授人以鱼不如授人以渔1.CAN收发器PCA82C250(1)PCA82C250的主要特点(2)PCA82C250的结构(3)PCA82C250的工作原理授人以鱼不如授人以渔(1)PCA82C250的主要特点1)与ISO11898标准完全兼容。2)高速率(1Mbit/s)。3)采用斜率控制，降低射频干扰(RFI)。4)具有抗汽车环境下的瞬间干扰和保护总线的能力。5)低电流待机模式。6)在24V系统中防止电池对搭铁短路。7)过热保护。8)未上电时，节点不会干扰总线。9)总线至少可连接110个节点。授人以鱼不如授人以渔(2)PCA82C250的结构图3-52CAN收发器PCA82C250授人以鱼不如授人以渔(2)PCA82C250的结构表3-64PCA82C250基本性能参数参数条件最小值典型值最大值电源电压（）/V4．5—5．5电源电流（）/mA显性位，V1=1V——70隐性位，V1=4V——14待机模式—0．10．17CAN⁃H、CAN⁃L端子直流电压（）/V0＜＜5．5V-8—18差动总线电压（ΔV）/VV1=1V1．5—3．0差动输入电压（隐性值）（）/V非待机模式-1．0—0．4授人以鱼不如授人以渔(2)PCA82C250的结构表3-64PCA82C250基本性能参数差动输入电压（显性值）（）/V非待机模式1．0—5．0传播延迟（）/ns高速模式—50工作环境温度（）/℃—40—120授人以鱼不如授人以渔(2)PCA82C250的结构表3-65PCA82C250端子功能符号端子功能TXD1发送数据输入GND2搭铁3电源电压RXD4接收数据输入5参考电压输出CAN⁃L6低电平CAN电压输入/输出CAN⁃H7高电平CAN电压输入/输出8斜率电阻输入授人以鱼不如授人以渔(3)PCA82C250的工作原理PCA82C250驱动电路内部具有限流电路，可防止发送输出级对电源、搭铁或负载短路。当短路出现时功耗增加，可避免损坏输出级。若结温超过160℃，则两个发送器输出端极限电流将减小。由于发送器是功耗的主要部分，因而限制了芯片的温升，器件的其他部分将继续工作。PCA82C250采用双线差分驱动，有助于抑止汽车在恶劣电气环境下受到的瞬变干扰。授人以鱼不如授人以渔2.CAN收发器TJA1040图3-53TJA1040功能框图授人以鱼不如授人以渔2.CAN收发器TJA1040表3-68TJA1040端子功能符号端子功能符号端子功能TXD1发送数据输入SPLIT5共模稳压输出GND2搭铁CAN⁃L6低电平CAN电压输入/输出3电源电压CAN⁃H7高电平CAN电压输入/输出RXD4接收数据输出STB8待机模式控制输入授人以鱼不如授人以渔2.CAN收发器TJA1040(1)正常模式收发器通过总线CAN-H和CAN-L发送和接收数据。(2)待机模式发送器和接收器都关闭，只用低功耗的差动收发器监控总线。(3)分解网络分解网络为0.5VCC的直流稳压源，只在正常模式中接通。(4)唤醒在待机模式中，总线由低功耗的差动比较器监控。授人以鱼不如授人以渔（5)过热检测收发器在过热时会受到保护。若实际连接点温度超过了165℃，收发器会被禁止，直到实际连接点温度低于165℃后，TXD才会再一次变成隐性。因此，收发器的振幅不会受到温度漂移的影响。(6)TXD显性超时功能当端子TXD由于硬件和/或软件程序的错误而被持续地置为低电平时，TXD显性和斜率定时器电路可防止总线进入持续的显性状态(阻塞所有网络通信)。(7)自动防故障功能端子TXD提供了一个向VCC的上拉，当不使用端子TXD时，保持隐性电平。端子STB提供了一个向VCC的上拉，当不使用端子STB时，使收发器进入待机模式。2.CAN收发器TJA1040授人以鱼不如授人以渔3.PCA82C250/251与TJA1040、TJA1050的比较和升级(1)PCA82C250/251与TJA1040、TJA1050的比较(2)PCA82C250/251、TJA1050和TJA1040插接器的端子布置授人以鱼不如授人以渔(1)PCA82C250/251与TJA1040、TJA1050的比较TJA1040比PCA82C250/251有以下改进：1)若不上电，则总线上完全无源。2)改良的抗电磁干扰(EMI)性能。3)改良的防电磁辐射性能。4)在待机模式时，电流消耗非常低(最大15μA)。5)SPLIT端子代替Vref端子，有利于对总线的直流稳压。授人以鱼不如授人以渔(2)PCA82C250/251、TJA1050和TJA1040插接器的端子布置图3-54PCA82C250/251、TJA1050和TJA1040插接器的端子布置授人以鱼不如授人以渔4.工作模式表3-70工作模式及端子8相应的设置工作模式特征端子8的信号电平TJA1040PCA82C250/251TJA1050正常（高速）发送功能接收功能低低或悬空低或悬空待机减小电流远程唤醒混串音保护高或悬空高—斜率控制可变斜率—通过10kΩ180kΩ连接GND—静音混串音保护“只听”功能——高授人以鱼不如授人以渔4.工作模式(1)正常(高速)模式(2)待机模式(3)斜率控制模式(4)静音模式授人以鱼不如授人以渔(1)正常(高速)模式对于总线收发器，正常(高速)模式都相同。从TXD输入的数字位流被转换成相应的模拟总线信号，同时总线收发器监控总线，将模拟总线信号转换成相应的数字位流从RXD输出。授人以鱼不如授人以渔(2)待机模式PCA82C250/251和TJA1040提供了一个专用的待机模式，电流消耗减到最低(如TJA1040最大为15μA，PCA82C250最大为170μA)。在待机模式中，TJA1040和PCA82C250/251发送器完全禁能，TJA1040和PCA82C250/251提供了与BabblingIdiot节点一致的静音功能。授人以鱼不如授人以渔(3)斜率控制模式只有PCA82C250/251提供斜率控制模式。通过RS端子和GND之间的电平连接电阻调整斜率。TJA1050和TJA1040的抗电磁干扰性比PCA82C250/251提高了20dB，可摆脱共模扼流。授人以鱼不如授人以渔(4)静音模式TJA1050提供一个专用的静音模式，发送器完全禁能，以确保没有信号能从TXD发送至总线。如同TJA1040待机模式，该静音模式可建立一个BabblingIdiot保护。静音模式中，接收器保持激活状态，可执行“只听”功能。授人以鱼不如授人以渔5.互操作性(1)TJA1040和PCA82C250/C251、TJA1050混合使用(2)TJA1040和TJA1041节点混合使用授人以鱼不如授人以渔5.互操作性表3-71不同工作模式和不上电情况下的总线偏压收发器条件PCA82C250/251TJA1050TJA1040模式总线偏压模式总线偏压模式总线偏压低（端子8）正常Vcc/2正常Vcc/2正常Vcc/2高（端子8）待机Vcc/2静音Vcc/2待机GND悬空（端子8）正常Vcc/2正常Vcc/2待机GND不上电—GND—GND—悬空授人以鱼不如授人以渔5.互操作性图3-55TJA1040和PCA82C250节点总线处于隐性状态的补偿电路授人以鱼不如授人以渔(1)TJA1040和PCA82C250/C251、TJA1050混合使用表3-72不同的总线偏压和补偿电流PCAC250/251和TJA1050TJA1040所有模式不上电普通/高速—×待机×—不上电——授人以鱼不如授人以渔(2)TJA1040和TJA1041节点混合使用表3-73TJA1040和TJA1041节点的混合模式TJA1041TJA1040普通/高速Pwon待机休眠不上电普通/高速——×××待机××———不上电—————授人以鱼不如授人以渔6.硬件问题图3-56PCA82C250/251的典型应用电路授人以鱼不如授人以渔6.硬件问题图3-57TJA1050的典型应用电路授人以鱼不如授人以渔6.硬件问题图3-58TJA1040的典型应用电路授人以鱼不如授人以渔第五节CAN设计基础一、CAN智能节点设计二、CAN网桥设计授人以鱼不如授人以渔一、CAN智能节点设计1.CAN智能节点硬件设计2.CAN智能节点软件设计授人以鱼不如授人以渔1.CAN智能节点硬件设计图3-59CAN总线系统智能节点硬件电路授人以鱼不如授人以渔2.CAN智能节点软件设计(1)初始化过程(2)发送过程(3)接收过程授人以鱼不如授人以渔(1)初始化过程SJA1000的初始化只能在复位模式下进行，主要包括工作方式、接收滤波方式、接收屏蔽寄存器(AMR)和接收代码寄存器(ACR)、波特率参数和中断允许寄存器(IER)的设置等。授人以鱼不如授人以渔(2)发送过程发送子程序负责节点报文的发送。发送时只需将待发送的数据按特定格式组合帧报文，送入SJA1000发送缓存区中，然后启动SJA1000发送即可。在向SJA1000发送缓存区送报文之前，必须先作一些判断。发送程序分发送数据帧和远程帧两种，远程帧无数据场。授人以鱼不如授人以渔(3)接收过程接收子程序负责节点报文的接收以及其他情况的处理，比发送子程序复杂，其原因是在处理接收报文的过程中，要对诸如总线关闭、错误报警、接收溢出等情况进行处理。SJA1000报文的接收主要有中断接收方式和查询接收方式，二者编程思路基本相同。