Freescale MC33897單總線CAN收發(fā)器：特性、參數(shù)與應(yīng)用解析

在汽車電子以及工業(yè)控制等領(lǐng)域，可靠的數(shù)據(jù)通信至關(guān)重要。Freescale的MC33897單總線CAN收發(fā)器為數(shù)字通信提供了一種高效的物理層解決方案，下面我們就來深入了解這款產(chǎn)品。

文件下載：MCZ33897TEFR2.pdf

一、產(chǎn)品概述

MC33897系列采用載波偵聽多路訪問/沖突解決（CSMA/CR）數(shù)據(jù)鏈路，在單總線介質(zhì)上實(shí)現(xiàn)數(shù)字通信，也就是我們常說的單總線控制器局域網(wǎng)（SWCAN）。它可直接連接車輛的12V電池系統(tǒng)或多種直流電源，支持33.33 kbps或83.33 kbps的高低兩種數(shù)據(jù)速率。其具備高壓喚醒功能，能控制為MCU和其他邏輯電路供電的穩(wěn)壓器，還設(shè)有控制引腳可使模塊穩(wěn)壓器進(jìn)入睡眠模式，當(dāng)總線上出現(xiàn)特定的喚醒電壓時(shí)，控制線路會(huì)重新激活，使穩(wěn)壓器和系統(tǒng)恢復(fù)工作。該產(chǎn)品符合通用汽車公司的GMW3089v2.4規(guī)范。

二、產(chǎn)品特性

2.1 低電磁干擾（EMI）

采用波形整形技術(shù)，有效降低了電磁干擾，這對(duì)于對(duì)電磁環(huán)境要求較高的應(yīng)用場景尤為重要，比如汽車電子系統(tǒng)中，眾多電子設(shè)備同時(shí)工作，降低EMI可以減少設(shè)備間的相互干擾，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

2.2 接地故障處理

能夠檢測并自動(dòng)處理接地丟失的情況，增強(qiáng)了系統(tǒng)的可靠性。在實(shí)際應(yīng)用中，接地故障可能會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)出現(xiàn)異常，MC33897的這一特性可以避免因接地問題引發(fā)的故障。

2.3 低睡眠模式電流

睡眠模式下的最大電流僅為60 μA，這對(duì)于需要長時(shí)間待機(jī)的設(shè)備來說，可以大大降低功耗，延長電池使用壽命。

2.4 過流保護(hù)

具備電流限制功能，可防止總線短路對(duì)設(shè)備造成損壞。在復(fù)雜的工業(yè)環(huán)境中，總線短路是常見的故障之一，該功能可以保護(hù)設(shè)備免受短路電流的沖擊。

2.5 熱關(guān)斷保護(hù)

總線輸出內(nèi)置熱關(guān)斷功能，當(dāng)溫度過高時(shí)，會(huì)自動(dòng)關(guān)閉輸出，保護(hù)設(shè)備安全。

2.6 電氣瞬態(tài)保護(hù)

能夠抵御車輛電氣瞬態(tài)干擾，保證設(shè)備在惡劣的電氣環(huán)境下正常工作。

2.7 欠壓鎖定

欠壓鎖定功能可防止電池電壓過低時(shí)產(chǎn)生錯(cuò)誤數(shù)據(jù)，確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

三、產(chǎn)品選型與封裝

3.1 選型

目前有MCZ33897TEF/R2和MC33897CTEF/R2兩種型號(hào)可供選擇，其中MC33897CTEF/R2是所有新設(shè)計(jì)的推薦型號(hào)。

3.2 封裝

采用14引腳的SOICN封裝，這種封裝形式便于安裝和焊接，適合大規(guī)模生產(chǎn)。

四、引腳定義與功能

4.1 接地引腳（GND）

引腳1、7、8、14為接地引腳，不僅用于電氣傳導(dǎo)，還能幫助芯片散熱。在PCB設(shè)計(jì)時(shí)，可在該區(qū)域增加大量銅箔，并通過鍍通孔連接到內(nèi)部接地層，以提高散熱效果。

4.2 發(fā)送數(shù)據(jù)引腳（TXD）

引腳2為TXD，數(shù)據(jù)輸入后會(huì)出現(xiàn)在總線引腳上。邏輯“0”會(huì)使總線處于驅(qū)動(dòng)狀態(tài)，邏輯“1”會(huì)使總線處于隱性狀態(tài)。

4.3 模式控制引腳（MODE0、MODE1）

引腳3、4為MODE0和MODE1，用于控制睡眠模式、傳輸電平以及速度。這兩個(gè)引腳具有弱下拉功能，當(dāng)未驅(qū)動(dòng)時(shí)，設(shè)備會(huì)進(jìn)入睡眠模式。

4.4 接收數(shù)據(jù)引腳（RXD）

引腳5為RXD，是總線數(shù)據(jù)的開漏輸出引腳?？偩€處于隱性狀態(tài)時(shí)為邏輯“1”，處于顯性狀態(tài)時(shí)為邏輯“0”，需要外接上拉電阻。

4.5 未連接引腳（NC）

引腳6、13為NC，內(nèi)部無連接，其中引腳13可連接到GND。

4.6 控制引腳（CNTL）

引腳9為CNTL，提供電池電平邏輯信號(hào)，用于控制VCC穩(wěn)壓器。

4.7 電池引腳（VBATT）

引腳10為VBATT，是電源輸入引腳，需要外接二極管進(jìn)行反接保護(hù)。

4.8 負(fù)載引腳（LOAD）

引腳11為LOAD，外部總線負(fù)載電阻連接在此，可防止模塊接地丟失時(shí)總線拉高。

4.9 總線引腳（BUS）

引腳12為BUS，通過外部組件連接到總線。

五、電氣特性

5.1 最大額定值

• 電源電壓：-0.3至40 V
• 輸入邏輯電壓：-0.3至7.0 V
• RXD引腳電壓：-0.3至7.0 V
• CNTL引腳電壓：-0.3至40 V
• ESD電壓：人體模型（除BUS引腳外）為±2000 V，BUS引腳為±4000 V；機(jī)器模型為±100 V
• 環(huán)境工作溫度：-40至125 °C
• 結(jié)溫：-40至150 °C
• 存儲(chǔ)溫度：-55至150 °C
• 結(jié)到環(huán)境熱阻：150 °C/W

5.2 靜態(tài)電氣特性

• 靜態(tài)電流：睡眠模式下最大為60 μA，發(fā)送器禁用時(shí)為4.0 mA，發(fā)送器啟用時(shí)為9.0 mA。
• 欠壓關(guān)斷：4.0至5.0 V
• 欠壓滯后：0.1至0.5 V
• 熱關(guān)斷：150至190 °C
• 熱關(guān)斷滯后：10至20 °C

5.3 動(dòng)態(tài)電氣特性

• 總線輸出延遲：正常速度上升輸出延遲為2.0至6.3 μs，下降輸出延遲為1.8至8.5 μs；高速上升輸出延遲為0.1至1.7 μs。
• 接收延遲時(shí)間：喚醒狀態(tài)下為0.2至1.0 μs，睡眠狀態(tài)下為10至70 μs。
• CNTL下降延遲時(shí)間：300至1000 ms

六、功能描述

6.1 模式控制

6.2 負(fù)載開關(guān)

在所有工作模式下，負(fù)載開關(guān)通常處于導(dǎo)通狀態(tài)，當(dāng)檢測到接地丟失時(shí)，開關(guān)會(huì)斷開，防止電流通過負(fù)載電阻拉高總線電平。

6.3 CNTL輸出

該引腳輸出邏輯信號(hào)用于控制VCC穩(wěn)壓器。設(shè)備處于睡眠模式時(shí)，CNTL輸出低電平，使穩(wěn)壓器關(guān)閉；當(dāng)總線上出現(xiàn)高于正常的電壓時(shí)，CNTL輸出高電平，穩(wěn)壓器恢復(fù)工作。

七、典型應(yīng)用

MC33897適用于模塊包含具有睡眠模式功能的穩(wěn)壓器的應(yīng)用場景。當(dāng)模塊穩(wěn)壓器進(jìn)入睡眠模式時(shí)，模塊關(guān)閉，等待總線上的喚醒電壓。喚醒電壓會(huì)激活CNTL線路，使穩(wěn)壓器重新開啟，模塊恢復(fù)工作。這種特性使得模塊在睡眠模式下功耗大幅降低，提高了能源效率。

八、總結(jié)

Freescale的MC33897單總線CAN收發(fā)器憑借其豐富的特性、可靠的電氣性能和靈活的應(yīng)用方式，為單總線CAN通信提供了一個(gè)優(yōu)秀的解決方案。在汽車電子、工業(yè)控制等領(lǐng)域，它能夠滿足對(duì)數(shù)據(jù)通信可靠性和低功耗的要求。電子工程師在設(shè)計(jì)相關(guān)系統(tǒng)時(shí)，可以充分考慮MC33897的優(yōu)勢(shì)，以實(shí)現(xiàn)高效、穩(wěn)定的通信。你在實(shí)際應(yīng)用中是否使用過類似的收發(fā)器呢？遇到過哪些問題？歡迎在評(píng)論區(qū)分享你的經(jīng)驗(yàn)。