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1、CANCAN收发器解析收发器解析1. CAN收发器PCA82C250(1)PCA82C250的主要特点的主要特点(2)PCA82C250的结构的结构 (3)PCA82C250的工作原理的工作原理授人以鱼不如授人以渔授人以鱼不如授人以渔(1)PCA82C250的主要特点1)与与ISO 11898标准完全兼容。标准完全兼容。2)高速率高速率(1Mbit/s)。3)采用斜率控制，降低射频干扰采用斜率控制，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。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。低电流待机模式。6)在在24V系统中防止电池对搭铁短路。系统中
2、防止电池对搭铁短路。7)过热保护。过热保护。8)未上电时，节点不会干扰总线。未上电时，节点不会干扰总线。9)总线至少可连接总线至少可连接110个节点。个节点。授人以鱼不如授人以渔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基本性能参数参数参数条件条件最小值最小值典型值典型值最大值最大值电源电压电源电压（）（）/V4555电源电流电源电流（）（）/mA显性位，显性位，V1=1V70隐性位，隐性位，V1=4V14待机模式待机模式01017CANH、CANL
3、端子直流端子直流电压（）电压（）/V055V-818差动总线电压差动总线电压（V）/VV1=1V1530差动输入电压差动输入电压（隐性值）（隐性值）（）（）/V非待机模式非待机模式-1004授人以鱼不如授人以渔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差动输入电压（显性电压（显性值）（）值）（）/V非待机模式非待机模式1050传播延迟传播延迟（）（）/ ns高速模式高速模式50工作环境工作环境温度（）温度（）/40120授人以鱼不如授人以渔授人以鱼不如授人以渔(2)PCA82C250的结构表3-65PCA82C250端子功能符号符号端子端
4、子功能功能TXD1发送数据输入发送数据输入GND2搭铁搭铁3电源电压电源电压RXD4接收数据输入接收数据输入5参考电压输出参考电压输出CANL6低电平低电平CAN电压输入电压输入/输出输出CANH7高电平高电平CAN电压输入电压输入/输出输出8斜率电阻输入斜率电阻输入授人以鱼不如授人以渔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。若结温超过耗增加，可避免损坏输出级。若结温超过160，
5、则，则两个发送器输出端极限电流将减小。由于发送器是功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。部分将继续工作。PCA82C250采用双线差分驱动，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。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端子功能符号符号端子端子功能功能
6、符号符号端子端子功能功能TXD1发送数据发送数据输入输入SPLIT5共模稳压共模稳压输出输出GND2搭铁搭铁CANL6低电平低电平CAN电压电压输入输入/输出输出3电源电压电源电压CANH7高电平高电平CAN电压电压输入输入/输出输出RXD4接收数据接收数据输出输出STB8待机模式待机模式控制输入控制输入授人以鱼不如授人以渔授人以鱼不如授人以渔2. CAN收发器TJA1040n(1)正常模式收发器通过总线正常模式收发器通过总线CAN-H和和CAN-L发送和接收数据。发送和接收数据。n(2)待机模式发送器和接收器都关闭，只用低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。功耗的差
7、动收发器监控总线。 n(3)分解网络分解网络为分解网络分解网络为0.5VCC的直流稳压源，的直流稳压源，只在正常模式中接通。只在正常模式中接通。 n(4)唤醒在待机模式中，总线由低功耗的差动唤醒在待机模式中，总线由低功耗的差动比较器监控。比较器监控。授人以鱼不如授人以渔授人以鱼不如授人以渔n（5)过热检测收发器在过热时会受到保护。若实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际连接点温度超过了165，收发器会被禁止，直到，收发器会被禁止，直到实际连接点温度低于实际连接点温度低于165后，后，TXD才会再一次变成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隐性。因此，
8、收发器的振幅不会受到温度漂移的影响。响。n(6)TXD显性超时功能当端子显性超时功能当端子TXD由于硬件和由于硬件和/或或软件程序的错误而被持续地置为低电平时，软件程序的错误而被持续地置为低电平时，TXD显显性和斜率定时器电路可防止总线进入持续的显性状性和斜率定时器电路可防止总线进入持续的显性状态态(阻塞所有网络通信阻塞所有网络通信)。 (7)自动防故障功能端子自动防故障功能端子TXD提供了一个向提供了一个向VCC的上拉，当不使用端子的上拉，当不使用端子TXD时，保持隐性电平。端子时，保持隐性电平。端子STB提供了一个向提供了一个向VCC的上的上拉，当不使用端子拉，当不使用端子STB时，使收发
9、器进入待机模式。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与与TJA1040、TJA1050的比较的比较 (2)PCA82C250/251、TJA1050和和TJA1040插接器的端子布置插接器的端子布置授人以鱼不如授人以渔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。
10、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15A)。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工作模式特征特征端子端子8的信号电平的信号电平TJA1040PCA82C250/251TJA1050正常（高速）正常（高速） 发送功能发送功能接收功能接收功能低低低或
11、悬空低或悬空低或悬空低或悬空待机待机减小电流减小电流远程唤醒远程唤醒混串音保护混串音保护高或悬空高或悬空高高斜率控制斜率控制可变斜率可变斜率通过通过10k180k连连接接GND静音静音混串音保护混串音保护“只听只听”功能功能高高授人以鱼不如授人以渔授人以鱼不如授人以渔4.工作模式(1)正常正常(高速高速)模式模式 (2)待机模式待机模式 (3)斜率控制模式斜率控制模式 (4)静音模式静音模式授人以鱼不如授人以渔授人以鱼不如授人以渔(1)正常(高速)模式对于总线收发器，正常对于总线收发器，正常(高速高速)模式都相同。从模式都相同。从TXD输入的数字位流被转换成相应的模拟总线输入的数字位流被转换成
12、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，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信号转换成相应的数字位流从RXD输出。输出。授人以鱼不如授人以渔授人以鱼不如授人以渔(2)待机模式PCA82C250/251和和TJA1040提供了一个专用提供了一个专用的待机模式，电流消耗减到最低的待机模式，电流消耗减到最低(如如TJA1040最最大为大为15A，PCA82C250最大为最大为170A)。在。在待机模式中，待机模式中，TJA1040和和PCA82C250/251发发送器完全禁能，送器完全禁能，TJA1040和和PCA82C250/251提供了与提供了与Bab
13、bling Idiot节点一致的静音功能。节点一致的静音功能。授人以鱼不如授人以渔授人以鱼不如授人以渔(3)斜率控制模式只有只有PCA82C250/251提供斜率控制模式。通提供斜率控制模式。通过过RS端子和端子和GND之间的电平连接电阻调整斜率。之间的电平连接电阻调整斜率。TJA1050和和TJA1040的抗电磁干扰性比的抗电磁干扰性比PCA82C250/251提高了提高了20dB，可摆脱共模，可摆脱共模扼流。扼流。授人以鱼不如授人以渔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全禁能，以确保没有信
14、号能从TXD发送至总线。发送至总线。如同如同TJA1040待机模式，该静音模式可建立一待机模式，该静音模式可建立一个个Babbling Idiot保护。静音模式中，接收器保护。静音模式中，接收器保持激活状态，可执行保持激活状态，可执行“只听只听”功能。功能。授人以鱼不如授人以渔授人以鱼不如授人以渔5.互操作性(1)TJA1040和和PCA82C250/C251、TJA1050混合使用混合使用(2)TJA1040和和TJA1041节点混合使用节点混合使用授人以鱼不如授人以渔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收发器条件条件PCA82C250/251
15、TJA1050TJA1040模式模式总线偏总线偏压压模式模式总线偏总线偏压压模式模式总线偏总线偏压压低（端低（端子子8）正常正常Vcc/2正常正常Vcc/2正常正常Vcc/2高（端高（端子子8）待机待机Vcc/2静音静音Vcc/2待机待机GND悬空悬空（端子（端子8）正常正常Vcc/2正常正常Vcc/2待机待机GND不上电不上电GNDGND悬空悬空授人以鱼不如授人以渔授人以鱼不如授人以渔5.互操作性图3-55TJA1040和PCA82 C250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授人以鱼不如授人以渔(1)TJA1040和PCA82C250/C251、TJA1050混合使用表3-7
16、2不同的总线偏压和补偿电流PCAC250/251和和TJA1050TJA1040所所 有有 模模 式式不上电不上电普通普通/高速高速待机待机不上电不上电授人以鱼不如授人以渔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 普通普通/高速高速Pwon待机待机休眠休眠不上电不上电普通普通/高速高速待机待机不上电不上电授人以鱼不如授人以渔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授人以鱼不如授人以渔6.硬件问题图3-57TJA1050的典型
17、应用电路授人以鱼不如授人以渔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授人以鱼不如授人以渔第五节第五节CAN设计基础设计基础一、一、CAN智能节点设计智能节点设计二、二、CAN网桥设计网桥设计授人以鱼不如授人以渔授人以鱼不如授人以渔一、CAN智能节点设计1. CAN智能节点硬件设计智能节点硬件设计2. CAN智能节点软件设计智能节点软件设计授人以鱼不如授人以渔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)初始化过程初始化过程(2)发
18、送过程发送过程 (3)接收过程接收过程授人以鱼不如授人以渔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、接收屏蔽寄要包括工作方式、接收滤波方式、接收屏蔽寄存器存器(AMR)和接收代码寄存器和接收代码寄存器(ACR)、波特率、波特率参数和中断允许寄存器参数和中断允许寄存器(IER)的设置等。的设置等。授人以鱼不如授人以渔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，送入将待发送的数据按特定格式组合
19、帧报文，送入SJA1000发送缓存区中，然后启动发送缓存区中，然后启动SJA1000发发送即可。在向送即可。在向SJA1000发送缓存区送报文之前，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。远程帧两种，远程帧无数据场。授人以鱼不如授人以渔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。报警、接收溢出等情况进行处理。SJA1000报报文的接收主要有中断接收方式和查询接收方式，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。二者编程思路基本相同。授人以鱼不如授人以渔授人以鱼不如授人以渔
