TJA1043 CanTrcv

目录

一、概述

二、功能和优势

2.1 基本功能

2.2 低功耗管理

2.3 保护和诊断（检测和信号传输）

三、 引脚信息

四、 功能描述

4.1 五种工作模式

4.1.1 正常模式

4.1.2 仅监听模式

4.1.3 待机模式

4.1.4 进入睡眠模式

4.1.5 睡眠模式

4.2 内部标志位

4.2.1 Wake flag

4.2.2 Wake-up source flag

4.2.3 Bus failure flag

4.2.4 Local failure flag

4.3 VIO supply pin

4.4 WAKE Pin

五、睡眠唤醒应用

5.1 睡眠

5.2 唤醒

5.3 注意事项

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NXP TJA1043 CAN收发器整理

一、概述

        TJA1043是一种高速CAN收发器，它提供了控制器局域网（CAN）协议控制器和物理双线CAN总线之间的接口。该收发器专为汽车工业中的高速（高达1 Mbit/s）CAN应用而设计，为（一个带有CAN协议控制器的微控制器）提供差分传输和接收能力。

        TJA1043属于NXP半导体公司的第三代高速CAN收发器，比TJA1041A等第一代和第二代设备提供了显著的改进。它提供了改进的电磁兼容性（EMC）和电磁放电（ESD）性能，非常低的功耗，以及当电源电压关闭时的无源行为。高级功能包括：

• 低功耗管理控制整个节点的电源，同时支持具有唤醒源识别的本地和远程唤醒。
• 几种保护和诊断功能，包括总线短路检测和电池连接检测。
• 可直接接入电源电压从3V到5V的微控制器。

        这些特性使TJA1043成为高速CAN网络的理想选择，这些网络包含的节点需要随时可用，即使内部VIO和VCC电源被关闭。

二、功能和优势

2.1 基本功能

• 完全符合ISO 11898-2和ISO 11898-5标准
• 适用于12 V和24 V系统
• 低电磁发射（EME）和高电磁免疫力（EMI）
• VIO输入允许与3V和5V微控制器的直接接口
• SPLIT电压输出，以稳定隐性母线电平
• 仅侦听模式下得节点诊断和故障控制
• 可在SO14和HVSON14软件包中获得
• 无导线HVSON14封装（3.0 mm4.5 mm），具有改进的自动光学检查（AOI）能力
• 深绿色产品（符合无卤素和有害物质限制性（RoHS）标准）

2.2 低功耗管理

• 非常低功耗的待机和睡眠模式，本地和远程唤醒
• 能够关闭整个节点，同时支持本地、远程和主机唤醒
• 唤醒源识别
• 当VBAT不存在时，收发器脱离总线（零负载）
• 在所有供应条件下都有可预测的功能行为

2.3 保护和诊断（检测和信号传输）

• 母线引脚上的高ESD处理能力
• 总线引脚和VBAT在汽车环境中防止瞬变
• 传输数据（TXD）主要超时功能与诊断
• TXD-to-RXD短路处理程序与诊断
• 保温保护与诊断
• 在VCC、VIO和VBAT引脚上的低电压检测和恢复
• 母线短路诊断
• 总线显性夹紧诊断
• 冷启动诊断（第一次电池连接）

三、 引脚信息

引脚编号	引脚名称	功能描述
1	TXD	传输数据输入
2	GDN	数据电压地线
3	Vcc	收发器电源电压
4	RXD	接收数据输出；从总线线路中读出数据
5	Vio	I/O电平适配器的电源电压
6	EN	启用控制输入
7	INH	预制输出的外部电压开关
8	ERR_N	错误和通电指示输出（有效值：低电平）
9	WAKE	本地唤醒输入
10	Vbat	电池供电电压
11	SPLIT	共模稳定输出
12	CANL	CAN总线低压线
13	CANH	CAN总线高压线
14	STB_N	备用控制输入（有效值：低电平）

四、 功能描述

        TJA1043是一款独立的高速CAN收发器，具有多种操作模式、故障安全功能和诊断功能，提供了增强的系统可靠性和先进的电源管理。该收发器将TJA1041A的功能与改进的EMC和ESD功能以及静态电流性能相结合。改进的坡度控制和高直流处理能力提供了额外的应用灵活性。

4.1 五种工作模式

（1）NORMAL MODE：EN = H 、STB_N = H；(硬件初始化时STB_N ：L->H，确保硬件清空wake标志)

（2）GO-TO-SLEEP MODE：EN = H 、STB_N = L；

（3）SLEEP MODE：引脚INH设置为浮动

（4）STANDBY MODE：

（5）LISTEN-ONLY MODE：EN = L 、STB_N = H；

内部标志			控制引脚		操作模式	INH输出
UVnom	UVbat	Wake	STB_N	EN
设置	X	X	X	X	Sleep	浮空
清空	设置	X	高电平	X	Standby	高电平
清空	X	清空	低电平	X	Sleep	浮空
清空	X	设置	低电平	X	Standby	高电平
清空	X	清空	低电平	低电平	Standby	高电平
清空	X	清空	低电平	高电平	Go-to-Sleep	高电平
清空	清空	X	高电平	低电平	Listen-only	高电平
清空	清空	X	高电平	高电平	Normal

备注：

1. 设置UVNOM标志将清除WAKE标志。
2. 设置唤醒标志将清除UVNOM标志。
3. 在针脚STB_N上的一个低到高的转变将清除UVNOM 标志
4. 在最小保持时间后，在进入睡眠模式中，收发器将进入睡眠模式，引脚INH将设置为浮动。

4.1.1 正常模式

        在正常模式下，收发器可以通过总线CANH和CANL进行传输和接收数据。差分接收机将总线上的模拟数据转换为数字数据，然后输出到引脚RXD。总线上输出信号的斜率被控制和优化，以保证最低的EME。总线引脚偏向于0.5VCC（通过Ri )。引脚INH是活跃的，因此由引脚INH控制的电压调节器也将是活跃的。

4.1.2 仅监听模式

        在仅监听模式下，收发器的发射器被禁用，有效地提供了收发器的只听功能。接收器仍将将引脚CANH和CANL上的模拟总线信号转换为数字数据，可在引脚RXD上输出。通正常模式一样，引脚INH保持活跃态。

4.1.3 待机模式

        待机模式是TJA1043的一级节电模式，提供减少电流消耗。在待机模式下，收发器无法发送或接收数据，低功率接收器被激活以监控总线活动。引脚INH仍然是活跃的，所以由这个引脚控制的电压调节器也将是活跃的。

        引脚RXD和ERR_N将反映任何活动的唤醒请求（前提是VIO和VBAT存在）。

4.1.4 进入睡眠模式

        进入睡眠模式是进入睡眠模式的受控路径。在进入睡眠模式下，收发器表现为在待机模式下，并附加了一个向收发器发出进入睡眠的命令。在进入睡眠模式之前，收发器将保持在最短的保持时间（th（min））进入模式下。如果针脚STB_N或针脚EN的状态发生改变，或者在th（min）过去之前设置了唤醒标志，则收发器将不会进入休眠模式。

4.1.5 睡眠模式

        睡眠模式是TJA1043的二级节电模式。睡眠模式通过进入睡眠模式进入，当VCC或VIO上的欠压检测时间在相关电压水平恢复之前经过时也会进入。在睡眠模式下，收发器按照待机模式的描述行为，除了引脚INH设置为浮动。由此引脚控制的调压器将关闭，进入引脚VBAT的电流将减少到最小。引脚STB_N、EN和Wake标志从睡眠模式唤醒节点。

4.2 内部标志位

        TJA1043使用了7个内部标志，作为其故障安全回退模式控制和系统诊断支持。其中的5个标志可以由控制器通过引脚ERR_N进行轮询。在ERR_N上可用的标志取决于活动操作模式和许多其他条件。

ERR_N访问内部标志
内部标志	标志可用条件	标志清空
UVnom	不可访问	通过设置Pwon或Wake标志，在STB_N上通过一个低到高的转换，或当VIO和VBAT都恢复时。
UVvat	不可访问	当VBAT恢复时
Pwon	仅监听模式，且之前的模式不能为正常模式	进入正常模式
Wake	待机模式、进入睡眠模式、睡眠模式	在进入正常模式时，或通过设置UVNOM标志时
Wake-up source	正常模式（在TXD上的第四个显性隐形边缘之前？）	在离开正常模式时自动清空
Bus failure	正常模式（在TXD上的第四个显性隐形边缘之后？）	在重新进入正常模式或通过设置Pwon标志时
Local failure	仅监听模式，且之前模式为正常模式	在进入正常模式或当RXD是显性的，而TXD是隐性的（提供所有本地故障被解决）或通过设置Pwon标志

备注：

1. ERR_N低电平标志标志位置位，高电平标识对应标志位已清空，该引脚电压跳变至少需要8us时间电平稳定。
2. 允许每个显性-隐性周期至少有4个us的TXD显性时间

4.2.1 Wake flag

        当收发器检测到本地或远程唤醒请求时，将设置唤醒标志。当引脚WAKE上的逻辑级别改变时，会检测到本地唤醒请求，并且新级别至少保持稳定。远程唤醒请求由至少twake（busdom）的两个总线主导状态触发，第一个显性状态之后是至少twake的隐性状态（busrec）（只要在区域（唤醒）总线内完成完全的显性-隐性-显性模式）。

        唤醒标志可以设置在待机模式，进入睡眠模式或睡眠模式。设置唤醒标志将清除UVNOM标志和计时器。一旦设置，在引脚ERR_N和RXD上的唤醒标志状态立即可用（提供VIO和VBAT存在）。此标志也被设置为开机，并在设置UVNOM标志或收发器进入正常模式时被清除。

4.2.2 Wake-up source flag

        唤醒源识别通过唤醒源标志提供，当唤醒源标志在通过Wake引脚的本地唤醒请求设置唤醒标志时设置。正常模式下通过ERR_N引脚进行轮询。此标志也被设置为开机，并在收发器离开正常模式时被清除。

4.2.3 Bus failure flag

        如果收发器在尝试驱动总线主导时，在引脚TXD上连续四个显性-隐性循环中检测到总线短路条件为VBAT、VCC或GND，则设置总线故障标志。总线故障标志可以在正常模式下通过ERR_N引脚进行轮询。此标志在开机或收发器重新进入正常模式时被清除

4.2.4 Local failure flag

        在“正常”和“仅监听”模式下，收发器可以区分四种不同的本地故障事件，其中任何一种事件都将导致设置本地故障标志。四个局部故障事件分别是：TXD主导夹紧、TXD-to-RXD短路、总线主导夹紧和超温事件。在第7.3节中描述了这些局部故障的性质和检测方法。当进入正常模式时，或RXD模式为显性，而TXD模式为隐性时，只要所有本地故障都已解决，即可清除此标志。

4.3 VIO supply pin

        引脚VIO应连接到微控制器的电源电压。这将导致引脚TXD、RXD、STB_N、EN和ERR_N的信号电平被调整到微控制器的I/O电平，促进直接接口，而不需要多余逻辑。

4.4 WAKE Pin

        局部唤醒事件由唤醒引脚的从低到高或从高到低的转换触发，允许在设计局部唤醒电路时具有最大的灵活性。为了最小化电流消耗，内部偏置电压将在一次地震延迟后遵循引脚上的逻辑状态。在针芯上的高水平之后是一个内部上拉到VBAT。针芯上的低水平之后是指向GND的内部下拉。在不使用本地唤醒设备的应用程序中，建议将WAKE引脚连接到VBAT或GND，以确保最佳的EMI性能。

五、睡眠唤醒应用

5.1 睡眠

进入睡眠模式：EN = H 、STB_N = L，此时将进入go-to-sleep模式。delay(20~50us),收发器将进入sleep模式。（wake标记在normal模式已自动清除）

睡眠后，6-8、11-14引脚均为低电平，9、10为高电平。若此时MCU未睡眠，1-5引脚状态同睡眠前，否则均为低电平。

5.2 唤醒

唤醒：收到总线报文后，INH引脚状态将由低变高，并且为此一定时间（由总线报文持续时间决定）

（1）假如INH连接到MCU，可以使用处于低功耗模式的MCU唤醒（睡眠前需要将对应的管脚配置成可唤醒）

（2）另一种做法就是通过INH控制MCU的BAT，这种情况下MCU休眠后是被断电的。同事供电回路需要一个自持电，由MCU来控制，一旦唤醒后，MCU需要保持该供电，否则将重新进入休眠状态（断电）。

5.3 注意事项

（1）上电后，TJA1043默认进入NORMAL模式（wake标志在该模式下自动清除）

（2）为了保证休眠和唤醒状态能够正确切换，在启动的时候需要设置 STB_N脚，由 LOW-to-HIGH，来清除 WAKE flag；如果WAKE flag没有正确清除的，会影响下次的休眠唤醒；

（3）SLEEP模式下，INH硬件变成floating状态，可以用于掉电处理；

（4）此外，在接收到一个局部或远程唤醒请求后，wake标记会被置位，收发器会进入STANDBY模式，INH又恢复至高电平。

（5）TJA1043上一次运行过程中进入睡眠模式，再次上电依然在睡眠模式。