PCA82C250(CAN总线收发器)
广州周立功单片机 PCA82C250 CAN收发器 说明书

5.1 总线电缆阻抗的影响 ........................................................................................................ 10 5.2 节点的最大数量 ................................................................................................................11 5.3 举例 ..................................................................................................................................11
y 物理信令
位编码 定时和同步
y 物理媒体连接 驱动器和接收器特性
y 媒体相关接口 总线连接器
本文档着重介绍如何使用 Philips 半导体的收发器 PCA82C250[1]和 PCA82C251[2]实现物理媒体连接子
层 物理信令子层和数据链路层之间的连接是通过集成的协议控制器实现的 这些产品有像 Philips 的
12V
最大的总线终端 DC 电压 0V<VCC<5.5V ;VCANL,H<+18V -150V<Vtr<+100V
扩展扇出应用时最小收发器电源电压 RL=45
多通道实时CAN总线模拟器设计

多通道实时CAN总线模拟器设计作者:王会敏张遂南来源:《现代电子技术》2009年第22期摘要:为了满足CAN总线在实际通信应用中高实时性和高可靠性的要求,通过对CAN总线通信协议的研究,提出并设计一种由单片机负责控制的多通道实时CAN总线模拟器的设计方案。
该方案在硬件设计上以可编程逻辑技术为基础,采用复杂可编程逻辑器件(CPLD),结合硬件描述语言VHDL,实现了单片机与CAN控制器之间逻辑控制单元的设计。
通过在Xilinx ISE平台下对该程序进行编译和综合,在Modelsim 环境下进行仿真测试,证实了该方案的可行性。
通过实际工程的验证和使用结果表明,该设计方案满足实际通信的要求。
着重阐述整个系统的设计过程,并给出了关键技术的设计思路与重要部分代码。
关键词:CAN;实时性;单片机中图分类号:TP274CAN总线与一般的串行通信总线相比,它的数据通信具有可靠性高,实时性高,灵活性强等优点,不仅广泛应用于汽车行业,而且扩展到了机械工业、机器人、数控机床等诸多领域。
尤其在大量数据通信处理中,高可靠性及实时响应的场合,单通道CAN总线不能满足实际通信的要求。
为此,介绍一种基于多通道实时CAN模拟器的设计方案。
1 CAN总线技术介绍1.1 CAN总线特性CAN(Controller Area Network)总线是一种串行多主站控制器局域网总线。
它具有很高的网络安全性、通信可靠性和实时性,并且简单实用,网络成本低。
它主要用于各种过程监测及控制的一种网络。
CAN最初是由德国BOSCH公司为汽车的监测、控制系统而设计的。
由于CAN 总线具有卓越的特性和极高的可靠性,特别适合于工业过程中监控设备的互连,具体来说,CAN具有如下特性(1) CAN可以多主方式工作,网络上任意一个节点均可以在任意时刻主动地向网络上的其他节点发送信息,而不分主从,通信方式灵活(2) CAN可以点对点、点对多点(成组)及全局广播方式传送接收数据(3) CAN网络上的节点信息可分成不同的优先级,可以满足不同的实时要求(4) CAN采用非破坏性总线仲载技术。
10CAN 总线收发器 82C250

Rs管脚上的强制条件
工作方式
Rs上的电压或电流
>0.75 Vcc
待机方式
<10μA
10μA< <200μA
斜率控制
0.4Vcc< <0.6Vcc
<0.3 Vcc
高速方式
— <500μA
在高速工作方式下,发送器输出晶体管以尽可能快的速度启闭,在这种方式下不采取任何措施限制上升和下降斜率。此时,建议采用屏蔽电缆以避免射频干扰问题的出现。选择高速工作方式时只需将图1 中的引脚8 接地即可。
则悬浮
若> 0. 75V则悬浮
隐性
X
对于CAN 控制器及带有CAN 总线接口的器件,82C250并不是必须使用的器件,因为多数CAN 控制器均具有配t 灵活的收发接口,并允许总线故障,只是驱动能力一般只允许20~30 个节点连接在一条总线上。而82C250 支持多达110 个节点,并能以1Mb / s 的速率工作于恶劣电气环境下。
• 具有抗汽车环境下的瞬间干扰,保护总线能力。
• 降低射频干扰的斜率控制。
• 热保护。
• 电源与地之间的短路保护。
• 低电流待机方式。
• 掉电自动关闭输出,不于扰总线的正常运作。
• 可支持多达110 个节点相连接。
图1 82C250的功能框图
表1 82C250基本参数
符号
参 数
条件
最小值
典型值
最大值
表3 82C250真值表
电源
TxD
CANH
CANL
总线状态
RxD
4.5 -5.5V
0
高电平
低电平
显性
CAN收发器解析讲课教案

8
输出
功能
共模稳压 输出
低电平CA N电压输 入/输出
高电平CA N电压输 入/输出
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。
— —
CAN⁃H、CAN ⁃L端子直流电压 ()/V
差动总线电压 (ΔV)/V
差动输入电压 (隐性值)()/ V
待机模式 0<<5.5V
V1=1V 非待机模式
— -8
1.5 -1.0
0.1 —
— —
授人以鱼不如授人以渔
最大值 5.5 70 14 0.17 18
3.0 0.4
(2)PCA82C250的结构
授人以鱼不如授人以渔
2. CAN收发器TJA1040
图3-53 TJA1040功能框图
授人以鱼不如授人以渔
符号 TXD
GND
2. CAN收发器TJA1040
表3-68 TJA1040端子功能
端子 1
2
功能
发送数据 输入
搭铁
符号 SPLIT
CAN⁃L
端子 5
6
3
电源电压 CΒιβλιοθήκη N⁃H 7RXD4
接收数据 STB
表3-64 PCA82C250基本性能参数
差动输入 非待机模式 1.0
—
电压(显性
值)()/V
传播延迟 高速模式
CAN控制器芯片介绍

SJA1000是一种I/O设备基于内存编址的微控制器,与其它控制器(CPU)之间的操作是通过象RAM一样的片内寄存器读写来实现的。
微处理器 (CPU)
CAN收发器
控制寄存器
SJA1000 CAN控制器
命令寄存器
状态寄存器
中断寄存器
验收代码寄存器
验收屏蔽寄存器
….
….
CAN BUS
收发器主要特性
完全符合ISO11898标准;高速率(最高达1Mbps);具有抗汽车环境中的瞬间干扰,保护总线能力;斜率控制,降低射频干扰(RFI);差分接收器,抗宽范围的共模干扰,抗电磁干扰(EMI)热保护;防止电池和地之间的发生短路;低电流待机模式;未上电的节点对总线无影响;可连接110个节点。
VSS3
15
输出驱动器接地
/INT
16
中断输出用于中断微控制器(CPU)/INT在内部中断寄存器各位都被置位时低电平有效/INT是开漏输出且与系统中的其它/INT是线或的此引脚上的低电平可以把IC从睡眠模式中激活
/RST
17
如C=1F;R=50k
VDD2
18
输入比较器的5V电压源
RX0,RX1Biblioteka 19,20从物理的CAN总线输入到SJA1000的输入比较器;支配控制电平将会唤醒SJA1000的睡眠模式;如果RX1比RX0的电平高,就读支配控制电平,反之读弱势电平,如果时钟分频寄存器的CBP位被置位就旁路CAN输入比较器以减少内部延时(此时连有外部收发电路)这种情况下只有RX0是激活的;弱势电平被认为是高,而支配电平被认为是低。
PCA82C250功能框图
硬件结构
PCA82C250管脚图
工作模式
PCA82C250T恩智浦CAN-bus收发器

1. General descriptionPCA82C250是CAN协议控制器和物理总线之间的接口。
该器件为总线提供差分传输功能,为CAN控制器提供差分接收功能。
它主要用于高速汽车应用(最大1 MBd)。
该设备为总线提供差分发送功能,为CAN控制器提供差分接收功能。
它与“ ISO 11898”标准完全兼容。
2. Features and benefits●完全兼容“ ISO 11898”标准●高速(高达1 MBd)●防止汽车环境中瞬变的总线●斜率控制以减少射频干扰(RFI)●具有宽共模范围的差分接收器具有很高的抗干扰能力●电磁干扰(EMI)●热保护●电池和接地短路保护●低电流待机模式●断电的节点不会干扰总线●至少可以连接110个节点3. Applications高速汽车应用(高达1 MBd)。
4. Quick reference dataTable 1. Quick reference dataSymbol Parameter Conditions Min Max UnitV CC supply voltage 4.5 5.5 VI CC supply current Standby mode - 170 A1/t bit maximum transmission speed non-return-to-zero 1 - MBdV CAN CANH, CANL input/output voltage 8 +18 VV diff differential bus voltage 1.5 3.0 Vt PD propagation delay High-speed mode - 50 nsT amb ambient temperature -40 +125 C5. Ordering informationTable 2. Ordering informationType number PackageName Description Version PCA82C250T SO8 plastic small outline package; 8 leads; body width 3.9 mm SOT96-1 6. Block diagram7. Pinning information7.1 Pinning7.2 Pin descriptionTable 3. Pin descriptionSymbol Pin DescriptionTXD 1 transmit data inputGND 2 groundV CC 3 supply voltageRXD 4 receive data outputV ref 5 reference voltage outputCANL 6 LOW-level CAN voltage input/outputCANH 7 HIGH-level CAN voltage input/outputRs 8 slope resistor input8. Functional descriptionP CA82C250是CAN协议控制器和物理总线之间的接口。
SIT82C250-datasheet_V1.3

图1 SIT82C250引脚分布图特点:完全兼容“ISO 11898-12V ”标准, 可应用于12V 电源系统;Rs 脚斜率控制以降低RFI ; 内置过温保护; 过流保护功能; 低电流待机模式未上电节点不干扰总线;至少允许110个节点连接到总线; 高速CAN ,传输速率可达到1Mbps ;高抗电磁干扰能力;产品外形:描述SIT82C250是一款应用于CAN 协议控制器和物理总线之间的接口芯片,可应用于小汽车、工业控制等领域,速率可达到1Mbps ,具有在总线与CAN 协议控制器之间进行差分信号传输的能力。
提供绿色环保无铅封装极限参数最大极限参数值是指超过这些值可能会使器件发生不可恢复的损坏。
在这些条件之下是不利于器件正常运作的,器件连续工作在最大允许额定值下可能影响器件可靠性,所有的电压的参考点为地。
引脚定义总线发送器直流特性(如无另外说明,V CC=5V±10% ,Temp=T MIN~T MAX,典型值在V CC=+5V,Temp=25℃)总线接收器直流特性高电平输出电压Pin4 I4=-100uA 0.8V CC V CC V(如无另外说明,V CC=5V±10% ,Temp=T MIN~T MAX,典型值在V CC=+5V,Temp=25℃,V1=4V;Pin6与Pin7由外部驱动,-2V<(V6,7)<7V)NOTE1:包括高速、斜率控制与待机模式。
参考电压输出(如无另外说明,V CC=5V±10% ,Temp=T MIN~T MAX,典型值在V CC=+5V,Temp=25℃)动态特性参数(如无另外说明,RL=60Ω;CL=100pF;见图2,图3)(如无另外说明,V CC=5V±10% ,Temp=T MIN~T MAX,典型值在V CC=+5V,Temp=25℃)待机与斜率控制(pin8)(如无另外说明,V CC=5V±10% ,Temp=T MIN~T MAX,典型值在V CC=+5V,Temp=25℃)供电电流(如无另外说明,VCC=5V±10% ,Temp=T MIN~T MAX,典型值在VCC=+5V,Temp=25℃)NOTE2:I1=I4=I5=0mA; 0V<V6,V7<V CC;V8=V CC;T amb<90℃功能表表1 CAN收发器真值表(1):不关心(2):如果总线上其它节点在传输显性位,则RXD=0。
82C250

82 90
V8=1V; VCC<5.5V Tamb<+125
90
tonRXD
延迟发送至接收 器活跃时
R8=47K R8=24K
390 260
toffRXD
延迟发送至接收 器不活跃时
R8=47K R8=24K
260 210
不同的输出电压
¦SR¦
转换率
R8=47K
广州周立功单片机发展有限公司 Tel:020)87535042 87583987 13808868685
PCA82C250 CAN 控制器
1. 特性 ! 完全和 ISO11898 标准兼容 ! 高速(高达 1Mbaud) ! 在自动化环境中 总线保护瞬变 ! 斜率控制降低射频干扰(RFI) ! 不同的接收器都具有宽共模范围 有很强的抗电磁干扰 EMI 的能力 ! 热保护 ! 对电池和地的短路保护 ! 低电流备用模式 ! 一个没有上电的节点不干扰总线 ! 至少可挂 110 个节点
7. 限定值 根据完全最大循环系统(IEC60134);所有的电压以管脚 2 为参考; 正极输入电流
-3-
广州周立功单片机发展有限公司 Tel:020)87535042 87583987 13808868685
标记
参数
条件
最小
最大
单位
VCC
提供电压
Vn
在 管 脚 1,4,5,8 上的 DC 电压
0.3VCC< VRS<0.6VCC IRS< 500 A
管脚 8 RS 有三种不同的工作模式可被选择: 高速 备用 斜率控制 对于高速工作模式 发送器输出级晶体管被尽可能地快启动和关闭 在这种模式下 没有措施用于限制上升和下降的斜度 建议使用屏蔽电缆可避免 RFI 这种问题 通过把 管脚 8 接地选择这个模式 对于低速或较短的总线长度 可使用一种没有屏蔽的双绞线或平行线 对于降低 RFI 上升和下降的斜率是个限定值 上升和下降的斜率能够被编程 通过从管脚 8 接 一个电阻至地 这个斜率和管脚 8 的电流输出成比例 如果高电平被接至管脚 8 电路进入低电流保护模式 在这种模式下 发送器被关 闭 接收器开至低电流 如果控制位被检测 (不同的总线电压<0.9V) RXD 将被开至 低电平 这个微型控制器应对这个条件有所反应 通过转换收发器至正常工作状态 (经过管 脚 8)因为这个接收器在备用模式下比较慢 第一条信息会丢失掉
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NXP Semiconductors
PCA82C250
CAN controller interface
5. Ordering information
Table 2. Ordering information Package Name PCA82C250T SO8 Description plastic small outline package; 8 leads; body width 3.9 mm Version SOT96-1 Type number
Table 3. Symbol TXD GND VCC RXD Vref CANL CANH Rs Pin description Pin 1 2 3 4 5 6 7 8 Description transmit data input ground supply voltage receive data output reference voltage output LOW-level CAN voltage input/output HIGH-level CAN voltage input/output slope resistor input
6. Block diagram
VCC 3
TXD
1
PROTECTION
Rs
8
SLOPE/ STANDBY
DRIVER HS 7 CANH
RXD
4
RECEIVER 6 CANL
Vref
5
REFERENCE VOLTAGE
PCA82C250
2 GND
mka669
Fig 1.
Block diagram
7. Pinning information
8. Functional description
The PCA82C250 is the interface between a CAN protocol controller and the physical bus. It is primarily intended for high-speed automotive applications (up to 1 MBd). The device provides differential transmit capability to the bus and differential receive capability to the CAN controller. It is fully compatible with the “ISO 11898” standard. A current limiting circuit protects the transmitter output stage against short-circuit to positive and negative battery voltage. Although the power dissipation is increased during this fault condition, this feature will prevent destruction of the transmitter output stage. If the junction temperature exceeds a value of approximately 160 C, the limiting current of both transmitter outputs is decreased. Because the transmitter is responsible for the major part of the power dissipation, this will result in reduced power dissipation and hence a lower chip temperature. All other parts of the PCA82C250 will remain in operation. The thermal protection is needed, in particular, when a bus line is short-circuited. The CANH and CANL lines are also protected against electrical transients which may occur in an automotive environment. Pin 8 (Rs) allows three different modes of operation to be selected: High-speed, Slope control and Standby. For high-speed operation, the transmitter output transistors are simply switched on and off as fast as possible. In this mode, no measures are taken to limit the rise and fall slope. Use of a shielded cable is recommended to avoid RFI problems. The High-speed mode is selected by connecting pin 8 to ground. For lower speeds or shorter bus length, an unshielded twisted pair or a parallel pair of wires can be used for the bus. To reduce RFI, the rise and fall slope should be limited. The rise and fall slope can be programmed with a resistor connected from pin 8 to ground. The slope is proportional to the current output at pin 8. If a HIGH level is applied to pin 8, the circuit enters a low-current Standby mode. In this mode, the transmitter is switched off and the receiver is switched to a low current. If dominant bits are detected (differential bus voltage >0.9 V), RXD will be switched to a
PCA82C250
CAN controller interface
Rev. 06 — 25 August 2011 Product data sheet
1. General description
The PCA82C250 is the interface between a CAN protocol controller and the physical bus. The device provides differential transmit capability to the bus and differential receive capability to the CAN controller.
2. Features and benefits
Fully compatible with the “ISO 11898” standard High speed (up to 1 MBd) Bus lines protected against transients in an automotive environment Slope control to reduce Radio Frequency Interference (RFI) Differential receiver with wide common-mode range for high immunity against ElectroMagnetic Interference (EMI) Thermally protected Short-circuit proof to battery and ground Low-current Standby mode An unpowered node does not disturb the bus lines At least 110 nodes can be connected
PCA89C250
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Product data sheet
Rev. 06 — 25 August 2011
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PCA82C250
CAN controller interface
7.2 Pin description
3. Applications
High-speed automotive applications (up to 1 MBd).
4. Quick reference data
Table 1. Symbol VCC ICC 1/tbit VCAN Vdiff tPD Tamb Quick reference data Parameter supply voltage supply current maximum transmission speed CANH, CANL input/output voltage differential bus voltage propagation delay ambient temperature High-speed mode Standby mode non-return-to-zero Conditions Min 4.5 1 8 1.5 40 Max 5.5 170 +18 3.0 50 +125 Unit V A MBd V V ns C