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2024年7月23日发(作者:)

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CAN 收发器 TJA1040与TJA1050对比报告

1. 简介

CAN总线,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。

与CAN协议相关的芯片主要有两类,一类是:CAN控制器芯片,一类是:CAN收发器

芯片,如TJA1040,TJA1050。

CAN控制器用于实现CAN总线的协议底层以及数据链路层,用于生成CAN帧并以二

进制码流的方式发送,在此过程中进行位填充、添加CRC校验、应答检测等操作;将接收

到的二进制码流进行解析并接收,在此过程中进行收发比对、去位填充、执行CRC校验等

操作。此外还需要进行冲突判断、错误处理等诸多任务。

图1 CAN收发器在CAN总线应用系统中的位置

CAN收发器是CAN协议控制器和物理总线(双绞线)之间的接口,用于将二进制码流

转换为差分信号发送,将差分信号转换为二进制码流接收,主要实现逻辑电平与“显性”,

“隐性”的转换。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。

常见的CAN控制器芯片与CAN收发器芯片型号参见第5部分。

目前还没有看到把CAN控制器和CAN收发器集成在一起的CAN协议芯片,目前主要

是独立的CAN控制器,独立的CAN接收器,集成CAN控制器的微处理器三类。因为CAN

收发器和CAN控制器之间有时需要添加隔离单元。

总结:

CAN通信协议主要有CAN控制器完成,CAN控制器主要有实现CAN协议的电路和实

现与微处理器接口的电路组成。

CAN收发器在CAN总线应用系统中的位置如下图所示。

图2 CAN收发器的典型应用电路

TJA1050 的设计采用了先进的绝缘硅SOI技术进行处理,以及最新的EMC技术,所以

TJA1050具有优良的EMC性能。TJA1050不提供待机模式。特别要注意的是器件在不上电

环境下的无源特性。

TJA1040 是以TJA1050的设计为基础,由于使用了相同的SOI技术,TJA1040具有和

TJA1050 一样出色的EMC特性。和TJA1050不同的是TJA1040有待机模式,可以通过总线

远程唤醒,TJA1040也提供在不上电环境下理想的无源特性。

2.主要特征对比

特征

电源电压范围

总线引脚(6、7)的最大DC电压

循环延迟(T*D→R*D)(dom.→rec.)

远程唤醒功能的待机模式

斜率控制

没上电的无源特性(Vcc=0V时的总线引脚漏电流)

工模电压的DC稳压 有

. z.

TJA1040

-27V ~+40V

250ns

支持

优化的EMC

<250uA

TJA1050

-27V ~+40V

250ns

不支持

优化的EMC

0uA

-

与“ISO 11898”标准完全兼容

速度可达1Mbps

极低的电磁辐射(EME)

至少可以连接110个节点

热保护

输入电平兼容3.3V设备

输入电平兼容5V设备

发送数据(T*D)显性超时

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对电池的对地短路

2.1 TJA1050与TJA1040的模块图对比

TJA1050模块图 TJA1040的模块图

3.引脚

TJA1050和TJA1040的引脚图,除了两个重新命名的引脚外,这两个收发器相同。

TJA1050 和 TJA1040 的引脚图

3.1模式控制引脚(引脚8)

收发器的引脚8是用于控制收发器的工作模式。这个引脚在 TJA1040 上的助记符是 STB是

指待机模式。在TJA1050上的助记符是S,是指静音模式。虽然它们有不同的助记符,但模

式控制是相同的,也就是说,普通模式或高速模式是通过在引脚8置低电平进入。如果将这

个引脚置高电平,收发器会进入待机(TJA1040)或静音模式(TJA1050)。

3.2 参考电压引脚(引脚5)

收发器的引脚5提供了一个Vcc/2的输出电压。TJA1050 的

V

ref

是为了给前面CAN 控制器的模

拟比较器提供一个参考电压使比较器能够准确地读出总线上的位值

TJA1040引脚5的助记符是SPLIT。这个引脚提供了V

CC

/2的电压,这个电源相关的低阻抗(典型值

60欧姆)可以将共模电压稳定到额定的V

CC

/2。所以引脚SPLIT 要被连接到分离终端的中间分接头,这样

即使由于未上电节点造成从总线到GND 有很大的漏电流共模电压仍能够维持在接近额定值的V

CC

/2.

3.3 CANL引脚(引脚6)与CANH(引脚7)

为了提供数据的可靠性,CAN数据总线系统的两条导线(双绞线)分别用于不同的数据传

送,这两条线分别称为CAN-High线(CANH 引脚)和CAN-low线(CANL 引脚)。

. z.

-

4.工作模式

工作模式 工作模式特征 引脚8的电平

TJA1040

正常(高速) 发送功能

接收功能

待机 减少电流

远程唤醒

Babbling idiot 保护

静音 只接收

Babbling idiot 保护

4.1 高速/正常模式

对于CAN收发器而言,正常(高速)模式是用于正常的CAN通讯。从T*D输入的数字位

流,被转换成相应的模拟总线信号。同时,收发器监控总线,将模拟的总线信号转换成相应

的数字位流,在R*D引脚输出。

4.2 待机模式

TJA1040 提供了一个专用的待机模式,在这种模式中,电流消耗减到最低(电流TJA1040

最大 < 15uA)。专用的低功耗接收器确保了通过总线进行远程唤醒的功能。在待机模式中

TJA1040发送器不管T*D引脚上的信号,完全禁能。这样TJA1040提供了静音功能来对付

Babbling Idiot节点。TJA1040 将总线拉到GND,则TJA1040在低功耗工作环境下的电流消

耗会非常低。

4.3 静音模式

TJA1050 提供一个专用的静音模式,这个模式中发送器完全禁能。这样就保证了没有信

号能够从T*D引脚发送到CAN总线上,像TJA1040在待机模式一样,这个静音模式可以建

立一个Babbling Idiot 保护。静音模式中接收器保持激活的状态因此可以执行只接收功能。

TJA1050

低或不连接 低

高或不连接

————

----- 高

5.常见的CAN总线协议芯片

5.1 常见的CAN相关芯片主要分为两大类:CAN控制器和CAN收发器

类别

CAN控制

集成CAN控制器的单

片机

产品分类

独立CAN控制器

环境中的控制器局域网络

描述

SJA1000 是一款独立的CAN控制器,广泛应用于汽车和一般工业

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

. z.

-

N*P集成CAN控制器

的ARM芯片

随着CAN-bus的广泛应用,N*P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

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

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

5.2 常用的CAN总线相关芯片型号如下表:

类别

高集成度的系统基

础芯片(SBC)

UJA1078TW

UJA1076TW

型号

UJA1075TW

描述

1路高速CAN收发器,兼容ISO 11898-2 和 ISO 11898-5标准;

1路LIN收发器:支持LIN 2.1, LIN2.0,SAE J2602, 并兼容LIN1.3;

2 路LDO:可供CAN收发器或输出给外部MCU及其他电路;

UJA1075/**/WD系列内置增强型独立的看门狗

1路高速CAN收发器,兼容ISO 11898-2 和 ISO 11898-5标准;

2路LDO:可供CAN收发器或输出给外部MCU及其他电路;

UJA1076/**/WD系列内置增强型独立的看门狗

1路高速CAN收发器,兼容ISO 11898-2 和 ISO 11898-5标准;

2路LIN收发器:支持LIN 2.1, LIN 2.0 , SAE J2602, 并兼容 LIN 1.3; 2 路

LDO:可供CAN收发器或输出给外部MCU及其他电路;UJA1078/**/WD

系列内置增强型独立的看门狗

UJA1079TW 1路LIN收发器:支持LIN 2.1, LIN 2.0 , SAE J2602, 并兼容 LIN 1.3;1路

LDO:可输出给外部MCU及其他电路;

UJA1079/**/WD系列内置增强型独立的看门狗

独立CAN控制器 SJA1000 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

新型CAN收发器

TJA1051

TJA1051T/3

TJA1042

兼容TJA1050,具有更低的EME和更高的EMI保护

允许直接和3 V ~5V的微控制器联接

兼容TJA1040,PCA82C250 和PCA82C251

待机模式功耗极低,可通过总线唤醒;改良的EMC和ESD保护

TJA1042T/3

通用CAN收发器

PCA82C250

PCA82C251

TJA1050

TJA1040

允许直接和3 V ~5V的微控制器联接

使用最广泛的CAN收发器

专为24V供电系统设计的CAN收发器

反向电流极低,无待机模式。可以为低档产品提供卓越功能

反向电流为零,待机模式功耗极低,可通过总线唤醒。适用于局部网络中

的供电与点火开关相连的节点

. z.

-

高速CAN收发器 TJA1041/104

1A

最先进的高速CAN收发器,提供待机和睡眠模式。具有失效保护、网络

诊断、本地/远程唤醒源识别、2.8~5V微控制器的逻辑电平转换。适用于

持续供电节点和局部网络

TJA1043

双路CAN收发器

容错CAN收发器

TJA1048

TJA1054A

TJA1041的升级版本,兼容TJA1041,改进了EMC与ESD特性

集成两个TJA1042,是在要求多于一路高速CAN网络的最佳选择

凭借其使用中表现出的卓越性能,被视为业界公认的容错CAN收发器“最

佳芯片”

TJA1055 替代TJA1054(A)的超小型升级版本,提升射频干扰效能和内置斜率控

制特性

TJA1055/3

LIN收发器 TJA1020

针对低压微控制器的接口专门设计的3V版本

LIN1.3标准。能够直接控制稳压器,内置从节点终端电阻,可在普通斜率

模式以及低斜率模式间进行切换

TJA1021

TJA1028

LIN2.0标准。失效保护特性易于设计,静态电流低,零反向电流

集成稳压器的LIN收发器,该稳压器可为车载电子控制装置供电,使得在

LIN总线系统中开发体积小巧但功能强大的从节点成为可能,在LIN总线

与稳压器关闭时,可总线唤醒,ESD与EMC性能优越

LIN IO从节点 UJA1023 完全整合的LIN IO从节点芯片,自适应波特率范围1Kbps~20Kbps。LIN2.0

收发器可以自动处理LIN数据,从机地址可编程

失效保护系统基础

芯片(SBC)

UJA1061 将容错CAN、LIN收发器、LDO稳压器、SPI接口、看门狗和诸多诊断特

性整合在一起。可以直接给各种微控制器(3.0、3.3与5V)供电

UJA1065 将高速CAN、LIN收发器、LDO稳压器、SPI接口、看门狗和诸多诊断特

性整合在一起。可以直接给各种微控制器(3.0、3.3与5V)供电

UJA1066 将高速CAN收发器、LDO稳压器、SPI接口、看门狗和诸多诊断特性整

合在一起。可以直接给各种微控制器(3.0、3.3与5V)供电

UJA1069 将LIN收发器、LDO稳压器、SPI接口、看门狗和诸多诊断特性整合在一

起。可以直接给各种微控制器(3.0、3.3与5V)供电。提供24脚封装芯

长期有大量N*P现货,价优需要请致电徐经理:

. z.

本文标签: 总线收发器模式控制器