CAN总线现在已广泛应用于各类车辆及工业现场上,在部分行业场景的隔离CAN应用中,对于节点的低功耗需求越来越明显,这也是硬件工程师们比较头疼的问题,下面介绍一下如何实现CAN节点的休眠?
工具/原料
CTM1044KAT休眠型隔离CAN模块
ZDS4054示波器
引脚定义
1、CTM1044KAT隔离收发器引脚定义及封装尺寸如图1所示。
功能说明
1、正常模式当STB引脚输入高电平时,模块进入正常工作模式。在此模式下,模块可以通过CAN总线发送和接收数据。模块内部驱动器将TXD引脚的数字信号转换为CANH、CANL引脚的差分信号。模块内部接收器将CANH、CANL引脚的差分信号转换为RXD的数字信号。
2、待机模式当STB引脚输入低电平或处于悬空状态张虢咆噘时,模块进入低功耗待机模式。在此模式下,模块无法通过TXD引脚将数据发送至CAN总线上,而且无法准确返回CAN总线上的信息。模块R淌捌釜集XD会始终保持高电平,直到模块检测到有效的总线唤醒信号。模块检测到唤醒信号唤醒后,RXD引脚返回总线上持续时间大于tWK_FT的显性电平,直至重新由正常模式切换至待机模式。在待机模式下,模块的CANH、CANL引脚通过内部输入电阻下拉到参考地CANG。检测到唤醒信号后,将STB引脚置高,产品重新进入正常模式。
3、远程唤醒CTM1044KA哌囿亡噱T内部具有唤醒滤波器,目的是为了过滤总线异常、噪声、浪涌等造成的非真实唤醒信号。当模块检测到总线上的有效唤醒信号后,模块才会唤醒并在RXD返回总缏堋垌胯线上的信号。总线唤醒的显性或隐性信号持续时间必须大于tWK_FT,该信号才会被识别。由于tWK_FT有一定的范围,对于不同唤醒时序,可能会出现以下几种情况:唤醒信号持续时间小于tWK_FT(MIN),不会被识别;唤醒信号持续时间大于tWK_FT(MIN),小于tWK_FT(MAX),可能会被识别;唤醒信号持续时间大于tWK_FT(MAX),一定会被识别。因此为了模块被有效唤醒,一个完整的唤醒信号应包含一个显性电平,一个隐性电平,最后一个显性电平结束,三个电平持续时间均应大于tWK_FT(MAX),一旦模块接收到唤醒信号的第一个显性电平,模块将继续等待接收第二个隐性电平,之后继续等待接收第三个显性电平,模块等待期间出现的不符合要求的信号将会被过滤掉,待唤醒时序全部接收完成后,模块会将RXD引脚置低以接收总线上持续时间大于tWK_FT的显性电平。CAN控制器检测到模块RXD引脚信号后将被唤醒,此时可置STB引脚为高,产品将进入正常模式。具体如下图2所示。
4、显性超时当TXD被置为低时,模块内部的“显性超时”定时器即会启动。如果TXD引脚的低电平持续时间大于tto(dom)TXD,内部发送将被禁止,并释放总线至隐性电平。这个功能是为了防止硬件或软件错误导致总线持续保持显性电平,避免总线瘫痪。当TXD引脚被置为高后,“显性超时”定时器重置。如下图3所示是显性超时功能的时序图。
硬件设计典型连接电路
1、节点典蕞瞀洒疸型连接电路图在使用环境优良的简单应用中,如收发器测试、产品短距离通信测试等。模块接上电源,端口和MCU及CAN网络总线连接,无需外加器件便可直接使用,如下图2所示。其他场合使用时,请参考下文的“推荐组网方式”进行组网接线。若总线使用环境恶劣,需户外布线等,请参考下文的“端口保护推荐电路”,适当地增加外围保护器件,如下图4所示。
2、组网典型连接电路图单个CAN总线网络推荐组网方式如下图4所示,每个网络可接入110个CAN节点。使用CTM1044KAT系列产品时,最长通讯距离为1km。如果需要接入更多节点或通讯距离更长时,可通过CAN中继器等设备进行扩展。