Приймачі для мереж CAN-bus. Довідкові дані

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Довідкові матеріали

 Коментарі до статті

Мережа промислового призначення CAN-bus (Controller Area Network) була створена фірмою Robert Bosch для застосування в розподілених системах керування, що працюють в режимі реального часу зі швидкістю передачі до 2 Мбіт/с і спочатку використовували виключно в автомобілебудуванні. Висока схибленість і надійність, а також великий вибір компонентів від найбільших виробників (Fujitsu, Maxim, Motorola, NEC, Siemens, Texas Instruments та ін.) перетворили САN на сукупність програмних, схемотехнічних та алгоритмічних рішень для широкого діапазону застосувань - на САN-технологію. Важливе місце в мережі САN відводиться приймачам (ПП), що зв'язує САN-контролер і реальні дроти САN-шини. Розглянемо ПП фірми MAXIM, які можуть зацікавити споживачів у силу традиційно високої якості всієї продукції компанії, невисокої вартості (близько 2,5 у.о.) та низки технологічних особливостей.

Приймачі МАХ3050/3057 (рис. 1) спочатку призначалися для автомобільної промисловості, де необхідні швидкість передачі даних до 2 Мбіт/с і захист від короткого замикання в системах з високою напругою живлення. ПП характеризуються однополярним харчуванням +5, струмом споживання 56 мА в активному і 3,6 мА в пасивному стані.

Прилади МАХ3050/3057 працюють у чотирьох режимах:

• високу швидкодію;
• регульована швидкодія;
• знижене споживання;
• вимкнення.

Режим визначається сигналом певного рівня виведення RS мікросхеми. Передавач при цьому перетворює однополярний сигнал від CAN-контролера на диференціальний сигнал для шини CAN (CANH, CANL). Режим високої швидкодії (виведення КБ з'єднаний із загальним проводом) дозволяє досягти при передачі швидкості 2 Мбіт / с. У цьому режимі присутній підвищений рівень електромагнітних перешкод, який можна знизити, застосувавши екрановану вігу пару.

Зменшити рівень перешкод без використання екранованої кручений пари можна в режимі швидкодії. У цьому режимі швидкість передачі (від 40 до 500 кбіт/с) визначається резистором, підключеним між виводом RS та загальним дротом. Опір резистора обчислюється за такою формулою:

Для переходу в режим зниженого енергоспоживання необхідно подати висновок RS мікросхеми високий рівень. При цьому передавачі відключаються, а приймачі перебувають у стані малого споживання. У цьому режимі можлива втрата першого повідомлення, яке надсилається на високій швидкості.

Відключення приймача МАХ3057 відбувається при подачі на виведення SHDN сигналу низького рівня. У ПП МАХ3050 реалізовано режим AutoShutdown, розроблений фірмою MAXIM, у якому мікросхема відключається за відсутності прийому чи передачі протягом заданого часу. Значення цього часу визначається зовнішнім конденсатором, що підключається до висновку SHDN, і визначається за формулою:

де V_SHDN - поріг спрацьовування SHDN.

Подача на висновок високого рівня SHDN переводить МАХ3050 в робочий режим.

Приймач зчитує диференціальний сигнал з шини (CANH, CANL) і перетворює його на однополярний (RXD) для CAN-контролера. Компаратор на вході приймача порівнює різницю напруг ΔV = (CANH-CANL) з внутрішнім порогом 0,7 В. Якщо різниця позитивна, то на виводі RXD формується сигнал низького рівня, якщо негативна, то високого.

У ПП МАХ3050/МАХ3057 для приймача реалізовано режим "луна", тобто. відбувається повтор даних, що передаються.

Діапазон синфазного сигналу для ліній CANH і CANL від ~7 до +12 В. У разі короткого замикання або обриву в ланцюзі CANH-CANL, а також якщо вхідна синфазна напруга не більше 0,5 В, на виводі RXD формується сигнал високого рівня. Якщо вхідна напруга більше 0,9, то на RXD - низький рівень.

Мікросхеми МАХ3050/3057 мають два типи зашиті. Перший тип - тепловий захист, який відключає мікросхему та встановлює лінії CANH та CANL у третій стан, якщо температура кристала перевищить +160°С. Таке можливе, наприклад, при короткому замиканні на шині. Гістерезис становить 20°З, тобто. зворотне включення відбудеться за зниження температури до +140°С. Другий тип захисту – обмеження струму вихідного каскаду при короткому замиканні.

Найбільш спрощеним варіантом мікросхеми МАХ3050 є МАХ3053, яка не має режим зниженого споживання. В іншому – це повний аналог МАХ3050.

Фірма MAXIM випускає також мікросхеми МАХ3054/3055/3056 (їх структурну схему наведено на рис. 2), призначені для застосування в автомобільних системах (у тому числі з напругою бортової мережі 42 В). Їх головна особливість - перехід у режим однопровідної передачі при виникненні різних відмов. Надійність мікросхем визначають тепловий і струмовий захист. Тепловий захист аналогічний МАХ3050 (гістерезис -15 ° С). Струмовий захист оберігає вихід передавача при короткому замиканні на шині. Додатково лінії CANH та CANL захищені від імпульсних перешкод, характерних для автомобільної електроніки.

Приймачі МАХ3054/3055/3056 працюють у трьох режимах, перехід у кожен з яких (і вихід теж) задається подачею керуючих сигналів на висновки STB і EN. Для вимкнення зовнішнього стабілізатора живлення використовується виведення INH.

Кожна з мікросхем даного сімейства розрахована на певну швидкість передачі: МАХ3054 - 250 кбайт/с, МАХЗО55 - 125 кбайт/с, МАХ3056 -40 кбайт/с. Висока помехозащищенность забезпечується фільтрами на вході приймачів, а вбудована схема регульованої швидкодії мікросхемах МАХ3055 і МАХ3056 дозволяє обійтися без екранованого кабелю.

Робота приймача та передавача у звичайному режимі аналогічна роботі МАХ3050/3057. Відзначимо лише їхні відмінності.

Для роботи від автомобільного акумулятора (у тому числі й 42-вольтового) у мікросхемі передбачено виведення ВАТ, через який і подається живлення (до +80 В).

З метою зниження споживання в режимі очікування у мікросхемах МАХ3054-МАХ3056 реалізовано функцію управління зовнішнім джерелом живлення. При переході в режим очікування потенціал на виході INH змінюється з низького на високий у трьох випадках: при "холодному" запуску, фронтом або спадом сигналу на виводі WAKE і якщо тривалість домінуючого сигналу більше 38 мкс при низьких рівнях на висновках EN і STB. Після включення живлення сигнал на виведення INH стає "високим" і встановлюється внутрішній прапор живлення. Значення цього прапора можна вважати в режимі очікування на виведенні ERR (STB = 1, EN = 0), а скидання відбувається під час переходу до нормального робочого режиму.

Щоб мати інформацію про стан мікросхем, у них передбачено виведення ERR. Сигнал на цьому висновку встановлюється в "0" при включенні живлення, виході з режиму очікування та при збійній ситуації. В інших випадках на виведенні ERR – високий рівень.

Відмови та що з ними робити

Схема виявлення відмов повністю задіяна у нормальному робочому режимі. При виявленні відмови вона переходить у відповідний стан, як показано в табл. 1. Типова гранична напруга становить -3,2 В (Vcc = 5 В), що забезпечує коректний прийом даних з граничною завадостійкістю в нормальному режимі або при відмовах 1, 2, 5 і 9.

Таблиця 1

Режими зниженого енергоспоживання

Приймачі МАХ3054-МАХ3056 можуть працювати в одному з трьох режимів зниженого споживання, які вибираються подачею сигналів на висновки STB і EN (табл. 2).

Таблиця 2

Черговий (сплячий) режим – це режим із мінімальним споживанням. У цьому режимі відключається зовнішній стабілізатор напруги переведенням виходу INH у третій стан, зміщення на вихід CANL від джерела живлення подається через вихід RTL. Якщо подається живлення, то на висновках RXD та ERR формується переривання на запуск системи.

Режим очікування може застосовуватися в тому випадку, коли потрібний зовнішній стабілізатор напруги для збереження активного стану при малому споживанні (аналогічний черговому режиму, але на виході INH встановлюється високий рівень).

Режим очікування живлення - при переході мікросхеми з режиму очікування в режим очікування живлення на виході INH встановлюється високий рівень, а з чергового - низький.

Особливості застосування у мережі

МАХ3054/3055/3056 можуть працювати в мережі із загальним числом приймачів до 32 на одній шині. Ці ПП спроектовані для роботи з сумарним опором резисторів, що узгоджують, 100 Ом (для кожної з ліній CANH і CANL). Значення узгоджувальних резисторів RTL та RTH змінюється відповідно до розмірів конкретної системи. Але якщо у вас немає бажання займатися розрахунками, то можна поставити однакові резистори, важливо, щоб їхній сумарний опір не перевищував 100 Ом.

Публікація: cxem.net

Дивіться інші статті розділу Довідкові матеріали.

Читайте та пишіть корисні коментарі до цієї статті.

<< Назад

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Машина для проріджування квітів у садах 02.05.2024

У сучасному сільському господарстві розвивається технологічний прогрес, спрямований на підвищення ефективності догляду за рослинами. В Італії було представлено інноваційну машину для проріджування квітів Florix, створену з метою оптимізації етапу збирання врожаю. Цей інструмент оснащений мобільними важелями, що дозволяють легко адаптувати його до особливостей саду. Оператор може регулювати швидкість тонких проводів, керуючи ним із кабіни трактора за допомогою джойстика. Такий підхід значно підвищує ефективність процесу проріджування квітів, забезпечуючи можливість індивідуального налаштування під конкретні умови саду, а також сорт та вид фруктів, що вирощуються на ньому. Після дворічних випробувань машини Florix на різних типах плодів результати виявились дуже обнадійливими. Фермери, такі як Філіберто Монтанарі, який використовував машину Florix протягом кількох років, відзначають значне скорочення часу та трудовитрат, необхідних для проріджування кольорів. ...>>

Удосконалений мікроскоп інфрачервоного діапазону 02.05.2024

Мікроскопи відіграють важливу роль у наукових дослідженнях, дозволяючи вченим занурюватися у світ невидимих ​​для ока структур та процесів. Однак різні методи мікроскопії мають обмеження, і серед них було обмеження дозволу при використанні інфрачервоного діапазону. Але останні досягнення японських дослідників із Токійського університету відкривають нові перспективи вивчення мікросвіту. Вчені з Токійського університету представили новий мікроскоп, який революціонізує можливості мікроскопії в інфрачервоному діапазоні. Цей удосконалений прилад дозволяє побачити внутрішні структури живих бактерій із дивовижною чіткістю в нанометровому масштабі. Зазвичай мікроскопи в середньому інфрачервоному діапазоні обмежені низьким дозволом, але нова розробка японських дослідників дозволяє подолати ці обмеження. За словами вчених, розроблений мікроскоп дозволяє створювати зображення з роздільною здатністю до 120 нанометрів, що в 30 разів перевищує дозвіл традиційних метрів. ...>>

Пастка для комах 01.05.2024

Сільське господарство - одна з ключових галузей економіки, і боротьба зі шкідниками є невід'ємною частиною цього процесу. Команда вчених з Індійської ради сільськогосподарських досліджень – Центрального науково-дослідного інституту картоплі (ICAR-CPRI) у Шимлі представила інноваційне вирішення цієї проблеми – повітряну пастку для комах, яка працює від вітру. Цей пристрій адресує недоліки традиційних методів боротьби зі шкідниками, надаючи дані про популяцію комах у реальному часі. Пастка повністю працює за рахунок енергії вітру, що робить її екологічно чистим рішенням, яке не вимагає електроживлення. Її унікальна конструкція дозволяє відстежувати як шкідливі, так і корисні комахи, забезпечуючи повний огляд популяції в будь-якій сільськогосподарській зоні. "Оцінюючи цільових шкідників у потрібний час, ми можемо вживати необхідних заходів для контролю як комах-шкідників, так і хвороб", - зазначає Капіл. ...>>

Випадкова новина з Архіву Гаджети провокують прискорене старіння 24.10.2019 Тривалий вплив блакитного світла, що випускають екрани гаджетів, ушкоджує сітківку очей і клітини мозку. Такого висновку дійшли вчені Університету штату Орегон у США. Фахівці перевірили, як організм плодових мушок Drosophila melanogaster зреагує на щоденну 12-годинну дію світла від синього світлодіода. Виявилося, що ті, хто зазнавав світлового випромінювання вдень чи вночі, помирали раніше комах у контрольній групі, що знаходилися в темряві або на світлі з відфільтрованими блакитними променями. У мушок у дослідній групі виявили пошкодження сітківки та нейронів головного мозку, а також порушення у руховій активності. Деякі комахи були мутантами, які не розвивалися очі. Проте навіть у безоких мушок виникали порушення у мозку. В цілому блакитне світло прискорювало процеси старіння, впливаючи на активність деяких генів, що беруть участь у розвитку захисної реакції на стрес.

Інші цікаві новини:

▪ Африка годує Бразилію

▪ MAX86140/MAX86141 - оптичний пульсоксиметр та датчик серцевого ритму

▪ Механічний скелет, керований нейронами людини

▪ 60-ГГц приймач з вбудованим самокалібруванням

▪ Органічні матриці для фотокамер

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ розділ сайту Паліндроми. Добірка статей

▪ стаття Хімічне забруднення атмосфери. Основи безпечної життєдіяльності

▪ стаття Що таке граніт? Детальна відповідь

▪ стаття Волошка. Легенди, вирощування, способи застосування

▪ стаття Великий семиелементний індикатор. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

▪ стаття Автоматичний зарядний пристрій для нікель-кадмієвих акумуляторів. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Залишіть свій коментар до цієї статті:

All languages ​​of this page

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт

www.diagram.com.ua
2000-2024