can收发器_can收发器工作原理 - CSDN
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  • CAN收发器TJA1040简介

    万次阅读 2017-05-09 19:51:39
    CAN收发器TJA1040简介


    收发器的作用是把数据按照ISO11898协议规定的要求发送到CAN总线上,物理层上分高/低速CAN,关于高速CAN和低速CAN的区别参见《高速CAN VS 低速CAN》。

    特征
    • 完全符合ISO 11898 标准 (支持高速CAN和低速CAN
    • 速度高高达1Mbaud
    • 电磁辐射EME 非常低
    • 差动接收器具有较宽的共模范围可抗电磁干扰EMI
    • 处于不上电状态的收发器会从总线脱离零负载
    • 输入级符合3.3V 和5V 的器件
    • 如果使用分裂终端电压源可以稳定隐性总线电平进一步改善EME
    • 至少可以连接110 个节点
    消耗电流极低的待机模式具有通过总线唤醒远程的功能
    • 发送数据TXD 显性超时功能
    • 在汽车的瞬态环境下对总线引脚进行保护
    • 防止总线引脚和引脚SPLIT 对电池和对地短路
    • 热保护

    总体描述
    TJA1040 是控制器局域网CAN 协议控制器和物理总线之间的接口它主要应用在客车的高速应用上
    速度可达1Mbaud TJA1040 为总线提供差动的发送功能为CAN 控制器提供差动的接收功能
    在引脚和功能上TJA1040 是PCA82C250/251 高速CAN 收发器的后继产品而且它的引脚和TJA1050
    一致TJA1040 有优秀的EMC 性能而且在不上电状态下有理想的无源性能它还提供低功耗管理支持远
    程唤醒

    框图:


    正常/待机模式选择:



    参考资料:

    http://product.dzsc.com/product/infomation/123460/201239172023117.html

    http://pdf1.alldatasheetcn.com/datasheet-pdf/view/82989/PHILIPS/TJA1040.html


    扩展阅读:

    http://blog.csdn.net/zhzht19861011/article/details/8234874


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  • CAN收发器资料

    2020-07-15 23:30:36
    详细介绍CAN收发器的应用及典型接口电路
  • CAN-bus(Controller Area Network)即控制局域网,是国际上应用最广泛的现场总线之一。起先,CAN-bus被设计作为汽车环境中的微控制之间通讯,在车载各电子控制装置ECU之间交换信息,形成汽车电子控制网络。它是...

    CAN-bus(Controller Area Network)即控制器局域网,是国际上应用最广泛的现场总线之一。起先,CAN-bus被设计作为汽车环境中的微控制器之间通讯,在车载各电子控制装置ECU之间交换信息,形成汽车电子控制网络。它是一种多主方式的串行通讯总线,基本设计规范要求有较高的位速率,高抗干扰性,而且能够检测出产生的任何错误。信号传输距离达到10Km时,仍然可提供高达5Kbps的数据传输速率。由于CAN串行通讯总线具有这些特性,它很自然的在汽车、制造业以及航空工业中受到广泛应用。
            我们致力于发展中国的CAN-bus产品与应用事业。到目前为止,我们已成功开发出一系列CAN-bus教学、接口、工具、应用等产品,能够为客户提供从芯片、工具、模块、软件、方案、教学等各个方面的专业服务,涉及CAN-bus多个行业与应用领域。我们自主开发的多个CAN-bus型号产品已经领先于国外技术水平,并已投入广泛的实际应用。

    类别 产品分类 描述
    CAN控制器 独立CAN控制器 SJA1000 是一款独立的CAN控制器,广泛应用于汽车和一般工业环境中的控制器局域网络
    集成CAN控制器的单片机 P87C591 是一个单片8 位高性能微控制器,具有片内CAN 控制器。它采用了强大的80C51 指令集并成功地包含了SJA1000 CAN 控制器强大的PeliCAN 功能
    NXP集成CAN控制器的ARM芯片 随着CAN-bus的广泛应用,NXP推出的很多32位的ARM7芯片都集成有CAN控制器,方便开发、设计,而且节约了系统设计的成本
    TI集成CAN控制器的ARM芯片 TI S2000系列和S8000系列ARM芯片都集成了CAN的控制器。广泛应用于汽车电子,运动控制,过程控制,以及医疗设备等要求低成本的嵌入式微控制器领域
    CAN收发器 CAN收发器 CAN收发器是CAN协议控制器和物理总线之间的接口。它可以为总线提供差动的发送功能,为控制器提供差动的接收功能,是CAN-Bus网络中的必须设备
    隔离CAN收发器 隔离CAN收发器是由广州致远电子有限公司研发的集成高速电气隔离、电源隔离、CAN收发器、总线保护器件于一身的收发器模块。是设计简单、稳定、可靠CAN-bus节点的理想选择

     
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  • 3.CANOpen系列教程03_CAN收发器功能、原理及作用 4.CANOpen系列教程04_CAN总线波特率、位时序、帧类型及格式说明 5.CANOpen系列教程05_CAN总线同步与位填充、优先级的决定 6.CANOpen系列教程06_结合代码...

    CANOpen最新全套教程:
    1.CANOpen系列教程01_初识CAN与CANOpen及相关内容
    2.CANOpen系列教程02_理解CAN总线协议
    3.CANOpen系列教程03_CAN收发器功能、原理及作用
    4.CANOpen系列教程04_CAN总线波特率、位时序、帧类型及格式说明
    5.CANOpen系列教程05_CAN总线同步与位填充、优先级的决定
    6.CANOpen系列教程06_结合代码理解CAN底层收发数据(含STM32例程)
    7.CANOpen系列教程07_CANOpen协议概述
    8.CANOpen系列教程08_CANOpen通信接口引导学习
    9.CANOpen系列教程09_CANOpen对象字典
    10.CANOpen系列教程10_关于Canfestival及对象字典生成工具环境搭建
    11.CANOpen系列教程11_深度分析CanFestival_3架构
    ······

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    一、写在前面

    前面文章是从大方向介绍了CAN网络,让大家对CAN网络有一定的认识。本文将范围缩小,讲述整个CAN网络其中的一个CAN收发器。如下图标记出来的部分:

    本文结合众多初学者容易产生的疑问来讲述CAN收发器相关的知识点,大概有如下几点:
      ·什么是CAN收发器?
      ·CAN总线差分信号
      ·CAN收发器芯片和485芯片差异

    二、什么是CAN收发器?

    CAN收发器在整个CAN网络中所处的位置如上图所示。CAN收发器就是一块类似232或485的转换芯片,它的主要功能是将CAN控制器的TTL信号转换成CAN总线的差分信号

    2.1 什么CAN控制器TTL信号?

    现在的CAN控制器一般都与MCU集成在一起,其发送和接收TTL信号就是MCU引脚(高或低)信号。

    以前还有独立的CAN控制器,一个CAN网络节点会包含三块芯片:MCU芯片、CAN控制器、CAN收发器。现在是将前两者集成在一起了(看文章开篇图片)。

    三、CAN总线差分信号

    CAN总线信号从CAN收发器出来,为**「两线」「差分」信号**,用隐形代表逻辑1,显性代表逻辑0。

    1.CAN收发器两线

    芯片引脚CAN_H、CAN_L

    2.CAN_H和CAN_L电压

    电压的大小根据芯片型号而定,一般常见的CAN收发芯片有3.3V和5V两种芯片。

    如上图,为5V CAN收发芯片,在逻辑0和逻辑1时电压情况:
    逻辑0时:显性,CAN_H=3.5V,CAN_L=1.5V;
    逻辑1时:隐性,CAN_H=2.5V,CAN_L=2.5V;

    当然,3.3V电压芯片的总线电压原理类似。而实际应用中,总线电压并非绝对的像上面说的3.5V、2.5V、1.5V这种电压,会受到导线电阻、外界干扰等影响。

    3.隐性和显性

    学过生物都知道,基因有隐性和显性,隐性的基因实际存在,但不会表现出来。有显性的基因就会变现出来。
    这里CAN总线隐性信号和显性信号道理一样,当总线两者信号都有时,总线表现出来的就是显性信号

    提示:我们这里说的显性和隐性信号,指的是总线传输的bit位信号。

    所以,CAN总线平时空闲表现为隐性状态。如果想要发送的信号为隐性位,那么总线才会呈现出来隐性。否则,只要其它有一个节点发送显性信号,你这个节点发送出来的隐性信号就无效。

    4.CAN收发器R引脚

    CAN收发器R引脚就是与CAN控制器接收相连的引脚。如下图:

    R引脚的信号是表示总线当前的信号,用于控制器实时监测总线信号。主要两个目的:
    A.监测其它节点发送出来的信号:别人给它发送数据;
    B.监测自身节点发送出去的信号:自己发送是否失败。就像上面说的,自己发送一个隐形信号,结果监测出来是显性信号,那就说明是别人在发送数据。

    四、CAN收发器芯片和485芯片差异

    CAN通信和485通信一样,属于半双工。但是,为什么CAN总线相比485通信不管在速度和稳定性上都具有明显优势呢?

    4.1 总线利用率

    CAN收发器工作原理与485具有较大差异。从上面的差分信号可以看得出来,两种芯片同时存在,只有显性信号有效,而不会影响总线传输。简单来说就是CAN总线具有自动仲裁功能,这样就提高了总线的利用率。

    RS485总线是一种常规的通信总线,它不能够做总线的自动仲裁,也就是不能够同时发送数据以避免总线竞争,所以整个系统的通信效率必然较低,数据冗余量较大,对于速度要求高的应用场所不适应用RS485总线。

    提示:
    CAN总线没有被发送出去的隐性信号,会由CAN控制器后续发送出去。这里牵涉到CAN总线优先级的问题,后续进一步讲述。
    当然,CAN相比485具有明显优势,主要原因还是在于CAN控制器

    4.2 可以不使用CAN收发器吗?

    UART可以直接通过TX连接对方的RX引脚,利用TTL信号进行通信,那么CAN也可以吗?

    答案:单向传输可以,双向传输就不行。
    原因很简单,上面说了,CAN控制器会实时监测发送出去的信号是否正确。也就是说TX要与RX信号一致才行,否则CAN控制器认为你发送失败。

    五、说明

    1.该文档部分文字来自网络,仅供个人学习使用,版权所有,禁止商用。

    2.本文由我一个人编辑并整理,难免存在一些错误。

    3.为了方便大家平时公交、地铁、外出办事也能用手机随时随地查看该教程,该系列教程已更新于微信公众号【strongerHuang】,关注微信公众号回复【CANOpen系列教程】即可查看全系列教程。

    六、最后

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  • CAN收发器PCA82C251与TJA1040的异同

    万次阅读 2016-11-25 13:46:25
    高速CAN收发器,都能达到1Mbaud 2.  都可以进入待机模式 3.  都具有较强的抗干扰性 4.  都具有热关断功能(过热保护) 5.  TXD(引脚1)为高电平时,输出总线为隐性(recessive)状态;TXD为低电平时,输出总线...

    一.相同点

    1.       高速CAN收发器,都能达到1Mbaud

    2.       都可以进入待机模式

    3.       都具有较强的抗干扰性

    4.       都具有热关断功能(过热保护)

    5.       TXD(引脚1)为高电平时,输出总线为隐性(recessive)状态;TXD为低电平时,输出总线为显性(dominant)状态

    6.       差分电压Vi(dif)=VCANH-VVANL,当Vi(dif)>0.9V时,总线为显性;Vi(dif)<0.5V时,总线为隐性。

    二.不同点

    1.       PCA82C251符合ISO 11898-24标准,而TJA1040符合ISO 11898标准

    2.       PCA82C251无源时不会妨碍(not disturb)总线,而TJA1040无源时可视为从总线上脱离(disengages from bus),为0负载。在无源状态下,TJA1040表现稍好。

    3.       PCA82C251具有斜率控制功能(不清楚什么是斜率控制的自己查),以降低电磁辐射,并且PCA82C251的斜率控制程度可根据接入引脚8(RS)上的电阻阻值的不同而不同。当PCA82C251的引脚8直接接地时,无斜率控制功能,处于高速模式。这个时候推荐使用屏蔽电缆来降低电磁辐射。如果PCA82C251的引脚8通过电阻接地时,会启用斜率控制功能(见图1红色部分)。这时可以使用非屏蔽的双绞线或平行线做线缆。接入的电阻值越大,斜率控制越程度越强,阻值一般大于等于10K。当第8引脚Rs直接接地时,Rs与地之间的电流Iext<500uA,当处于斜率控制模式下时,10uA<Iext<200uA,可以根据这个范围并结合你需要什么样的斜率控制来计算电阻Rext的阻值。


    1 动态特性测试电路图

             对于TJA1040,其斜率控制是固定的,厂商自己为速率和抑制电磁辐射做了一个平衡。用户无法自己设置斜率控制程度。

    4.       趁刚说完斜率控制,顺便说一下两个接口的第8引脚,跟斜率控制有关。

    • 对于PCA82C251,第8引脚名称为Rs,描述为:斜率电阻输入。当Rs直接接地,收发器处于高速模式,内部晶体管尽可能快的关断和打开,这样会引起较大的电磁辐射;当Rs通过电阻接地时,收发器处于斜率控制模式,第3条也讲到了这种情况下的细节;当Rs接高电平时,收发器进入待机模式。
    • 对于TJA1040,第8引脚名称为STB,描述为:待机模式控制输入。对比PCA82C251,就可以看出两个收发器第8引脚功能的侧重点时不同的。TJA1040的操作模式有两种:正常模式和待机模式。这两种模式正是由第8引脚所控制的。当STB接低电平时,收发器处于正常模式;当STB接高电平时,收发器进入待机模式。

    5.       既然说到两个收发器的第8引脚,那就接着说一下引脚内部的不同。

    • TJA1040具有故障自动保护特性(Fail-safe features)。这个看上去特牛叉的功能,你可以理解为TJA1040的TXD(第1引脚)和STB(第8引脚)内部具有上拉功能。所以当TXD引脚未被驱动时(unsupplied)可以保证收发器输出到总线上面的是隐形电平;当STB未被驱动时(unsupplied)可以使收发器进入待机模式
    • PCA82C251没有此功能。

    6.       TJA1040具有TXD显性超时保护功能,而PCA82C251不具备此功能。

          何为TXD显性超时保护功能?上面文字已经提及到,TXD为低电平时,收发器输出总线状态为显性的。TXD显性超时保护功能可以预防收发器一直向总线输出显性状态(这样会阻塞网络通讯),如果由于硬件或者软件失误,导致TXD引脚长时间为低电平,长到超过内部超时定时器值Tdom,则收发器的发送器被禁止,当TXD出现上升沿后,内部超时定时器复位。

          这里一个关键点是内部超时定时器值Tdom的范围是多少?这个可关系到可以传送的波特率。因为CAN传输数据的特性所在,连续5个显性位后,必定会插入一个隐性位,所以传输的5个显性位要小于Tdom的最小值的。不然,收发器判断超时会禁止发送的。

    TJA1040的内部超时定时器值Tdom最小为300us,最大为1000us,典型值为600us。这个数据对于波特率大于等于40Kbaud的收发应用场合是毫无压力的。然而,如果是波特率速度很低,发送5个显性位超过了300us,则会被禁止发送。

    7.       TJA1040的静电防护等级比PCA82C251要好上不少。TJA1040在人体模式下,静电防护可承受-6~6KV;而PCA82C251在同等条件下为-2.5~2.5KV。

    8.       两个收发器在正常工作模式下,收发功率相差不大。在待机模式下,TJA1040最大消耗15uA,PCA82C251最大消耗275uA。两者不是一个数量级上的。

    9.       输出的差分电压Vo(dif)= VCANH-VVANL。TJA1040为1.5V~3.0V;PCA82C251为1.0V~5V。

    10.   关于这两个收发器的第5引脚,跟典型电路有很大关系。

    • PCA82C251的第5引脚名称为Vref,描述为:参考电压输出。也就是输出一个电压值,这个值在正常模式下的范围是0.45VCC~0.55VCC,一般都不怎么用这个引脚。典型应用电路见图2:


    2  PCA82C251的典型电路

    • TJA1040的第5引脚名称为SPLIT,描述为:稳定共模输出(common-mode stabilization output)。它也输出一个电压值,在正常模式下的典型值为0.5VCC,在待机模式下浮空。该引脚可以辅助电路稳定隐性共模电压,使总线隐性电压稳定在0.5VCC,改善CAN差分波形,也能改善EME。典型应用电路见图3所示:


    3  TJA1040的典型电路

    展开全文
  • can收发器TJA1043

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  • CAN总线入门学习

    千次阅读 多人点赞 2020-04-29 22:23:50
    这篇博客讲述CAN总线入门知识。
  • can总线与485总线有什么区别?

    万次阅读 2014-03-11 13:38:57
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