MCP2515中文手册

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mcp2515 中文使用手册,告诉CAN通信控制器,和TJA1050通信
MCP2551 1.0器件概述 1.4操作模式 MCP2551是一个可容错的高速CAN器件,可作为CAN Rs引脚可选择二种操作模式: 协议控制器和物理总线接口。MCP2551可为CAN协 ·高速 议控制器湜供差分收发能力,它完全符合|SO-11898标 斜率掉制 准,包括能满足24V电压要求。它的工作速率高达 1 Mb/s 待机 典型情况下,CAN系统上的每个节点都必须有一个器 三种模式的总结参见表1-1。 件,把CAN控制器生成的数字信号转化成为适合总线 在高速和斜率控制两种模式卜,CANH和CANL信号驱 传输(差分输出)的信号。它也为CAN控制器和CAN 动器通过內部控制来提供可控的对称性,以尽可能地减 总线上的高压尖峰信号之间加入了缓冲器,这些高压尖 小EM 峰信号可能是由外部器件产生(EM、ESD和电气瞬态 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 1.1发送器功能 EM|。 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 1.4.1 高速模式 1.2V)的时候。隐性状态发生在该差分电压低于某个定 高速模式可以通过把Rs引脚与VSs相连来实现。在这 义值(典型值为0∨)的时侯。显性状态和隐性状态分 个模式下,发送器的输出驱动具有快速的输出上升和下 别对应于TXD输入引脚的低电平和高电平。但是 降时间,可以满足高速CAN总线的速率要求。 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。 1.4.2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 1.1.1最大节点数 时间来进一步减少EM。斜率,也称为转换率(slew MCP2551的CAN输出可以驱动最小为45g的负载,最 rate,SR),受RS和VoL(通常接地)之间的外接电 多允许连接112个节点(假设最小差分输入阻抗为20k 阻(REXT)控制。斜率与RS引脚的输岀电流成正比 和标称终端电阻为12092) 由于电流主要取决于斜率控制电阻REXT阻值,所以可 以选用不同的陧值来实现不同的转换率。图1-1显示 1.2接收器功能 在不同斜率控制电阻的作用下,转换率的典型值 RXD输出引脚反映的是CANH和CANL之间的差分总 1.4.3待机模式 线电压值。RXD输出引脚的低状态和高状态分别对应于 如果把Rs与高电≯相连,器件就被置为待机模式,即 CAN总线的显性和隐性状态 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 1.3内部保护 以工作,但是工作在低速率状态下。与之相连的单片机 CANH和CANL可以免受CAN总线上电池短路和电气 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 瞬态的影响。这一特性可以防止发送器的输出在这样 CAN的第一条消息可能会丢失)。 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 使输岀驱动器停止T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 由于发送器输岀的功耗降低,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。 O 2005 Microchip Technology Inc DS21667DCN第3贝 MCP2551 表11: 操作模式 模式 Rs引脚电流 Rs引脚上的电压 待机 -IRS<10 uA ⅤRs>075VD0 斜率控制 10uA<-lRs<200μA 0.4 VDD VRS<06VDD 高速 -IRS <610 HA 0<VRS <0.3VDD 表1-2: 收发器真值表 VDD VRS TXD CANH CANL总线状态(1Rxo(1 45VSVD≤55VRs<075VDD 0 显性 0 1或悬空 未驱动 未驱动 隐性 VRS>0.75VDD 未驱动 未驱动 隐性 VPOR< VDD<4.5V VRS <0.75 VDD 0 低 显性 0 (参见注3) 1或悬空 未驱动 未驱动 猿性 VRS >0.75 VDD 未驱动 未驱动 隐性 0<∨DD<VPOR 未驱动/ 未驱动 高阻态 无负载 无负载 注1:如果另一个总线节点在CAN总线上传送显性位,那么RXD是逻辑‘’。 2:X=“不确定 3:虽然输出不一定能满足lsO-11898规范,但是器件驱动器仍然能够工作。 图11: 转换率与斜率控制电阻阻值的关系曲线 25 05>将 15 102030404960707690100110120 阻值(k2) DS21667DCN第4页 C 2005 Microchip Technology Inc MCP2551 1.5TXD稳定显性检测 1.7.1发送器数据输入(TXD) 如果MCP2551检测到在TXD输入端的持续低电v,它 TXD是一个TTL兼容输入引脚。该引脚上的数据通过 将禁止CANH和CANL的输出驱动器功能,以避免CAN CANH和CANL差分输出引脚输出。它通常与CAN控 总线上数据混乱。如果TXD保持低电平超过1.25ms 制器的发送器数据输出相连。当TXD为低电半时, (最小值),就禁止驱动功能。这就意味着每比特的时间 CANH和CANL为显性状态。当TXD为高电平时, 最大是625μs(总线速率为16kb/s),允许在多个比 CANH和CANL为隐性状态,此时假设另外的CAN节 特错误和一系列帧错误的情况下传输髙达20个的连续 点没有以显性状态驱动CAN总线。TXD拥有一个内部 显性比特位。只要TXD保持为低电平状态,驱动器就保 的上拉电阻(通常为25k2,连接到VDD)。 持禁上。TXD的上升沿将复位定时器逻辑并使能CANH 和CANL输出驱动器。 1.7.2接地端(Vss) 接地引脚。 1.6上电复位 1.7.3电源端(VDD) 当器件上电时,CANH和CANL保持高阻态直到VDD 到达电压 VPORH。并且,如果当ⅤDD到达 VPORH时 正电源引脚。 TXD是低电平,CANH和CANL仍将保持高阻态。只有 1.7.4接收器数据输出(RXD) 在TXD被置为高电平时,CANH和CANL才被激活。 旦上电,如果VDD电压低于ⅤPORL,CANH和CA RXD是一个CMOs兼容输出引脚,它根据CANH和 将进入高阻态,提供正常操作中的欠压保护 CANL引脚上的差分信号决定驱动高电平还是低电平。 它通常与CAN控制器的接收器数据输入相连。当CAN 17引脚描述 总线为隐性时RXD处于高电平,当CAN总线为显性的 时候它为低电平。 表1-3为8个引脚信息。 1.7.5参考电压(VREF 表1-3: McP2551引脚 参考电压输出(定义为ⅤDD/2)。 引脚编号引脚名称 引脚功能 1.7.6cAN低电压端(CANL) TXD发送器数据输入 CANL输出驱动CAN差分总线的低端ε该引脚同时与接 2 Vs接地 收器输入比较器内部相连。 3 VD提供电压 1.77CAN高电压端(CANH) 4 RXD|接收器数据输出 5E参考输出电压 CANH输出驱动CAN差分总线的高端。该引脚同吋与 接收器输入比较器内部相连。 6 CANL CAN低电压U CANH CAN高电压O 1.78斜率电阻输入(RS) 8 Rs斜率控制输入 Rs引脚通过外部偏置电阻选择高速、斜率控制或待机 模式 O 2005 Microchip Technology Inc DS21667DCN第5贝 MCP2551 注: DS21667DCN第6页 C 2005 Microchip Technology Inc MCP2551 20电气特性 2.1.5 (CAN总线的)差分电压VDFF 双线CAN总线的差分电压,其值为VD|FF= VCANH- 21术语和定义 VCANL SO-11898中定义了许多术语来描述一个CAN收发器 2.1.6 (CAN节点)内部电容C|N 器件的电气特性。这些术话和定义现总结如下。 当CAN节点未与总线相连的时候(见图2-1),在隐性 2.1.1总线电压 状态下CANL(或CANH)与地之间的电容 VCANL和 VCANH表小总线上CANL和CANH相对于各 2.1.7 (CAN节点)内部电阻RN CAN节点地的电压 当CAN节点未与总线相连的时候(见图2-1),在隐性 2.1.2共模总线电压范围 状态下CANL(或CANH)与地之间的电阻 在 VcANL和 VCANH相对于地的边界电压范围之内,即 使连接的CAN节点数目达到最多,也可以正常运作 图2-1: 物理层定义 2.1.3 (CAN节点上的)内部差分电容CDFF ECU 当CAN节点未与总线相连的时候(见图2-1),在隐性 状态下CANL和CANH之间的电容。 RIN 1 CANI 2.1.4 (CAN节点上的)内部差分电阻RDFF RDIFF 当CAN的节点未与总线相连的时候(见图2-1),在隐 RIN CDIFF I 性状态下CANL和CANH之间的电阻。 CANH CIN CIN 工工_1 GROUND O 2005 Microchip Technology Inc DS21667DCN第7页 MCP2551 绝对最大额定值十 VDD 7.0V TXD、RXD、VREF和Vs上的直流电压 -0.3V至VDD+0.3V CANH和CANL上的直流电压(注1) -42V至+42V 引脚6和7上的瞬态电压(注2)… -250V至+250V 储存温度 -55°C至+150°C 工作坏境温度 40°C至+125°C 虚拟结温,TJ(注3) 40°C至+150°C 引脚焊接温度(10秒) 300°C CANH和CANL引却上的ESD保护(注4) 6 kV 其他引脚上的ESD保护(注4)… 4kV 注1:当TXD是高电平或低电平的时候,短路适用。 2:符合|SO-7637。 3:符合EC60747-1 4:A类:人休模型。 注:如果器件运行条件超过上述各项绝对最大额定值,可能对器件造成永久性损坏。上述参数仅是运行条件的极大 我们不建议器件运行在超过或在技术规范以外的条件下。器件长时间工作在绝对最大极限条件下,其稳定性可能 受刭影响。 DS21667DcN筼8页 C 2005 Microchip Technology Inc MCP2551 22Dc特性 电气特性 Dc说明 工业级(1):TAMB=-40°C至+85°CVDD=4.5V至55V 扩展级E):TAMB=-40C至+125cVDD=45V至5.5V 参数号 符号 特性 最小值最大值单位 条件 供电电源 D1 IDD 电源电流 75 mA显性;VTXD=0.8V;VDD 10 mA隐性:VTXD=+2 RS =47 kQ μA40°C≤TAMB≤+85°C, 待机;(注2) 465 uA|-40°c≤ TAMB S+125°C, 待机:(注2 PoRT 上电复位比较器高电平 3.8 4.3 V当vDD>VoRH时,CANH和 CANL输出激活 D5 VPORL 上电复位比较器低电平 34 4.0 V|当VD< VPORH时,CANH和 CANL输出未激活 VPORD 上电复位比较器滞后 0.3 0.8 注 总线(cANH;cANL)发送器 D7VANH0VCAN(CANH和CANL隐性总线电压2030 VVTXD=VDD:无负载 D8 o(CANH) reces)隐性输出电流 mA -2V<V(CAHL, CANH)<+7V lO(CANL (reces OV<VDD <5.5V 10 IA -5V V(CANL, CANH) OV<VDD<5.5V 匚D10 o(CANH)cANH显性输出电压 2.75 4.5 V VTXD=0.8V D11 VO(CANL)cANL显性输出电压 0.5 2.25 VVTXD =0.8V D12 VF()o)隐形差分输电压 500 +50 mVVTXD=2V;无负载 D13 VDF(d)()显性差分输出电压 1.5 3.0 VVTXD =0.8V: VDD=5V 4092<RL<609(注2) D141(sc(cMNH)cANH短路输出电流 200 mA VCANH=-5V D15 mA VCANH=-40V,+40∨ 典型值) (注1) lo(SC)( CANL ICANL短路输出电流 200 mAVCANL=-40V,+40V。 (注1) 总线(cANH;CANL)接收器:[TXD=2V;引脚6和7外部驱动 D17 VDF()()隐性差分输入电压 -1.0 0.5 V-2V<V(CANL,CANH)<+7V (注 +0.4 V-12V<V(CANL, CANH)<+12V (注3) D18 VDF(d)()显性差分输入电压 0.9 5.0 V-2V<V(CANL,CANH)<+7V 注3) 1.0 5.0 V-12V< V(CANL, CANH)<+12V (注3) LD19VoHf0差分输入滞后 100 20mV参看图24,(注1) D20 RIN CANH和CANL共模输入电阻 5 50 ko D21 RN(d)CANH和CANL共模输入电阻偏差3+3% VCANH=VcAN 注1:该参数未经100%测试,而是通过周期性采样。 2: ITXD =IRXD IVREF =0 ma: OV< VcANL < VDD: OV< VCANH <VDD VRS VDD. 3:对所有模式下的接收器有效:高返,斜率控制和待机 O 2005 Microchip Technology Inc DS21667DCN第9页 MCP2551 22DC特性(续) 电气特性 DC说明 工业级(1):TAMB=-40°C至+85°CVDD=4.5V至5.5V 扩展级(E):TAMB=-40°C至+125°CVDD=45V至55V 参数号 符号 特性 最小值最大值单位 条件 总线(cANH;CANL)接收器:[TXD=2V;引脚6和7外部驱动] D22 RDIFF 差分输入电阻 20 100 ko CANH和CANL输入泄漏电流 A|VDD<VP。R; VCANH VCANL=+5V 发主 送器数据输入(TXD) D25 VIH 高电平输入电压 2.0 VDD V|隐性输出 D26 低电平输入电压 +0.8 ∨|显性输出 高电平输入电流 A|VTxD=∨ D28 IIL 低电平输入电流 -100 -400 uA∨TxD=0V 接收器数据输出(RXD) D31 VOH 高电平输出电压 0.7 VDD V lOH=8 mA D32 voL低电平输出电压 0.8 ∨|oL=8mA 电压参考输出(vREF) D33 VREF 参考输出电压 0.45 VDD 0.55 VDD V-50 HA< IVREF <50 HA 待机/斜率控制(Rs引脚) D34VTE待机模武输入压 0.75VDD D35 SloPE 斜率控制模式电流 -10 200 A ∨ SLOPE 斜率控制模式电压 0. 4 VDD06 VDD 热关断 D37 T 关断结温 155 180 °C注1 D38 关断结温滞后 oC-12V< V(CANL, CANH)<+12V (注3) 注1:该参数未经100%测试,而是通过周期性采样。 2:|TXD=|RXD=Ⅳ∨REF=0mA:;0Vv< VCANL<VDD:0V< VCANH<VDD;VRS=VDD。 :对所有模式下的接收器有效:高速,斜率控制和待机 图22: 电器特性的测试电路 0.1pF DD CANH TXD VREF CAN 60g 100pF 收发器 RXD CANL GND RS Rext 注 Rs可以根据所需要的操作模式,通过一个负载电阻与ⅤDD或GND相连,具体描述 参见第17.8节“斜率电阻输入(Rs)”。 DS21667DcN筼10页 C 2005 Microchip Technology Inc

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