高速CAN收發(fā)器MCP2551

概述：MCP2551是MACROSHIP生產(chǎn)的一款高速CAN收發(fā)器?？勺鳛镃AN協(xié)議控制器和物理總線接口。MCP2551可為CAN協(xié)議控制器提供差分收發(fā)能力，它完全符合ISO-11898標準，包括能滿足24V電壓要求。它的工作速率高達1Mb/s。 典型情況下，CAN系統(tǒng)上的每個節(jié)點都必須有一個器件，把CAN控制器生成的數(shù)字信號轉(zhuǎn)化成為適合總線傳輸（差分輸出）的信號。它也為CAN控制器和CAN總線上的高壓尖峰信號之間加入了緩沖器，這些高壓尖峰信號可能是由外部器件產(chǎn)生（EMI、ESD和電氣瞬態(tài)等）。它采用雙列8腳封裝，適合12V和24V系統(tǒng)。

一、MCP2551引腳功能

二、MCP2551功能和特性
* 支持1Mb/s的運行速率
* 滿足ISO-11898標準物理層要求?適合12V和24V系統(tǒng)?斜率外部控制，減少RFI
* 自動檢測TXD輸入端的接地錯誤（恒顯性）?上電復位和電壓事件欠壓保護
* 未上電節(jié)點或欠壓不會影響CAN總線?低電流待機操作
* 短路保護（正負電池電壓）?高壓瞬態(tài)保護?自動熱關(guān)斷保護
* 可連接節(jié)點高達112個
* 采用差分總線，具有很強的抗噪特性? 溫度范圍：-工業(yè)級（I）： -40°C 至 +85°C-擴展級（E）： -40°C 至 +125°C

三、MCP2551內(nèi)部方框圖

四、MCP2551原理分析
1.0 器件概述 MCP2551是一個可容錯的高速CAN器件，可作為CAN協(xié)議控制器和物理總線接口。MCP2551可為CAN協(xié)議控制器提供差分收發(fā)能力，它完全符合ISO-11898標準，包括能滿足24V電壓要求。它的工作速率高達1Mb/s。 典型情況下，CAN系統(tǒng)上的每個節(jié)點都必須有一個器件，把CAN控制器生成的數(shù)字信號轉(zhuǎn)化成為適合總線傳輸（差分輸出）的信號。它也為CAN控制器和CAN總線上的高壓尖峰信號之間加入了緩沖器，這些高壓尖峰信號可能是由外部器件產(chǎn)生（EMI、ESD和電氣瞬態(tài)等）。

1.1發(fā)送器功能
CAN總線有兩個狀態(tài)：顯性狀態(tài)和隱性狀態(tài)。顯性狀態(tài)發(fā)生在CANH和CANL之間的差分電壓高于定義值（如1.2V）的時候。隱性狀態(tài)發(fā)生在該差分電壓低于某個定義值（典型值為0V）的時候。顯性狀態(tài)和隱性狀態(tài)分別對應于TXD輸入引腳的低電平和高電平。但是， 一個由別的CAN節(jié)點觸發(fā)的顯性狀態(tài)將會改寫CAN總線上的隱性狀態(tài)。

1.1.1最大節(jié)點數(shù)
MCP2551的CAN輸出可以驅(qū)動最小為45?的負載，最多允許連接112個節(jié)點（假設(shè)最小差分輸入阻抗為20k?和標稱終端電阻為120?）。

1.2接收器功能
RXD輸出引腳反映的是CANH和CANL之間的差分總線電壓值。RXD輸出引腳的低狀態(tài)和高狀態(tài)分別對應于CAN總線的顯性和隱性狀態(tài)。

1.3內(nèi)部保護
CANH和CANL可以免受CAN總線上電池短路和電氣瞬態(tài)的影響。這一特性可以防止發(fā)送器的輸出級在這樣的錯誤條件下受到破壞。 熱關(guān)斷電路在結(jié)點溫度超過通常的標定值165°C的時候使輸出驅(qū)動器停止工作，這樣就進一步保護器件免受過多負載電流的影響。芯片其他部分仍然保持工作，但是由于發(fā)送器輸出的功耗降低，芯片的溫度也隨之降低。這一保護措施對于由短路引起的總線損壞是必需的。

1.4 操作模式
RS引腳可選擇三種操作模式：•高速 •斜率控制•待機
三種模式的總結(jié)參見表1-1。
在高速和斜率控制兩種模式下， CANH和CANL信號驅(qū)動器通過內(nèi)部控制來提供可控的對稱性，以盡可能地減小EMI。 此外，CANH和CANL上的信號傳輸斜率可以通過在引腳8（RS）與地之間連接的一個電阻來控制。斜率的大小與RS上的輸出電流成正比，這樣可以進一步減小EMI。

1.4.1高速模式 高速模式可以通過把RS 引腳與VSS相連來實現(xiàn)。在這個模式下，發(fā)送器的輸出驅(qū)動具有快速的輸出上升和下降時間，可以滿足高速CAN總線的速率要求。

1.4.2斜率控制模式 斜率控制模式可以通過限制CANH和CANL的上升下降 時間來進一步減少EMI。斜率，也稱為轉(zhuǎn)換率（slewrate，SR），受RS和VOL（通常接地）之間的外接電阻（REXT）控制。斜率與RS引腳的輸出電流成正比。由于電流主要取決于斜率控制電阻REXT阻值，所以可以選用不同的阻值來實現(xiàn)不同的轉(zhuǎn)換率。圖1-1 顯示了在不同斜率控制電阻的作用下，轉(zhuǎn)換率的典型值。

1.4.3待機模式 如果把RS與高電平相連，器件就被置為待機模式，即休眠模式。在休眠模式下，發(fā)送器關(guān)斷，接收器工作在更低電流狀態(tài)下?？刂破鱾?cè)的接收引腳（RXD）仍然可以工作，但是工作在低速率狀態(tài)下。與之相連的單片機可以通過監(jiān)測RXD來了解CAN總線情況，并且通過RS引腳把收發(fā)器設(shè)為正常工作狀態(tài)（在更高的總線速率下，CAN 的靠前條消息可能會丟失）.