概述:MCP2551是MACROSHIP生产的一款高速CAN收发器。可作为CAN协议控制器和物理总线接口。MCP2551可为CAN协议控制器提供差分收发能力,它完全符合ISO-11898标准,包括能满足24V电压要求。它的工作速率高达1Mb/s。 典型情况下,CAN系统上的每个节点都必须有一个器件,把CAN控制器生成的数字信号转化成为适合总线传输(差分输出)的信号。它也为CAN控制器和CAN总线上的高压尖峰信号之间加入了缓冲器,这些高压尖峰信号可能是由外部器件产生(EMI、ESD和电气瞬态等)。它采用双列8脚封装,适合12V和24V系统。
二、MCP2551功能和特性
* 支持1Mb/s的运行速率
* 满足ISO-11898标准物理层要求?适合12V和24V系统?斜率外部控制,减少RFI
* 自动检测TXD输入端的接地错误(恒显性)?上电复位和电压事件欠压保护
* 未上电节点或欠压不会影响CAN总线?低电流待机操作
* 短路保护(正负电池电压)?高压瞬态保护?自动热关断保护
* 可连接节点高达112个
* 采用差分总线,具有很强的抗噪特性? 温度范围:-工业级(I): -40°C 至 +85°C-扩展级(E): -40°C 至 +125°C
四、MCP2551原理分析
1.0 器件概述 MCP2551是一个可容错的高速CAN器件,可作为CAN协议控制器和物理总线接口。MCP2551可为CAN协议控制器提供差分收发能力,它完全符合ISO-11898标准,包括能满足24V电压要求。它的工作速率高达1Mb/s。 典型情况下,CAN系统上的每个节点都必须有一个器件,把CAN控制器生成的数字信号转化成为适合总线传输(差分输出)的信号。它也为CAN控制器和CAN总线上的高压尖峰信号之间加入了缓冲器,这些高压尖峰信号可能是由外部器件产生(EMI、ESD和电气瞬态等)。
1.1发送器功能
CAN总线有两个状态:显性状态和隐性状态。显性状态发生在CANH和CANL之间的差分电压高于定义值(如1.2V)的时候。隐性状态发生在该差分电压低于某个定义值(典型值为0V)的时候。显性状态和隐性状态分别对应于TXD输入引脚的低电平和高电平。但是, 一个由别的CAN节点触发的显性状态将会改写CAN总线上的隐性状态。
1.1.1最大节点数
MCP2551的CAN输出可以驱动最小为45?的负载,最多允许连接112个节点(假设最小差分输入阻抗为20k?和标称终端电阻为120?)。
1.2接收器功能
RXD输出引脚反映的是CANH和CANL之间的差分总线电压值。RXD输出引脚的低状态和高状态分别对应于CAN总线的显性和隐性状态。
1.3内部保护
CANH和CANL可以免受CAN总线上电池短路和电气瞬态的影响。这一特性可以防止发送器的输出级在这样的错误条件下受到破坏。 热关断电路在结点温度超过通常的标定值165°C的时候使输出驱动器停止工作,这样就进一步保护器件免受过多负载电流的影响。芯片其他部分仍然保持工作,但是由于发送器输出的功耗降低,芯片的温度也随之降低。这一保护措施对于由短路引起的总线损坏是必需的。
1.4 操作模式
RS引脚可选择三种操作模式:•高速 •斜率控制•待机
三种模式的总结参见表1-1。
在高速和斜率控制两种模式下, CANH和CANL信号驱动器通过内部控制来提供可控的对称性,以尽可能地减小EMI。 此外,CANH和CANL上的信号传输斜率可以通过在引脚8(RS)与地之间连接的一个电阻来控制。斜率的大小与RS上的输出电流成正比,这样可以进一步减小EMI。
1.4.1高速模式 高速模式可以通过把RS 引脚与VSS相连来实现。在这个模式下,发送器的输出驱动具有快速的输出上升和下降时间,可以满足高速CAN总线的速率要求。
1.4.2斜率控制模式 斜率控制模式可以通过限制CANH和CANL的上升下降 时间来进一步减少EMI。斜率,也称为转换率(slewrate,SR),受RS和VOL(通常接地)之间的外接电阻(REXT)控制。斜率与RS引脚的输出电流成正比。由于电流主要取决于斜率控制电阻REXT阻值,所以可以选用不同的阻值来实现不同的转换率。图1-1 显示了在不同斜率控制电阻的作用下,转换率的典型值。
1.4.3待机模式 如果把RS与高电平相连,器件就被置为待机模式,即休眠模式。在休眠模式下,发送器关断,接收器工作在更低电流状态下。控制器侧的接收引脚(RXD)仍然可以工作,但是工作在低速率状态下。与之相连的单片机可以通过监测RXD来了解CAN总线情况,并且通过RS引脚把收发器设为正常工作状态(在更高的总线速率下,CAN 的第一条消息可能会丢失).
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