Интерфейсы CAN и LIN в настоящее время широко применяются в автомобильных и промышленных системах управления (см. [1]). В этом материале приводятся данные о микросхемах отечественного производства, с помощью которых организуются эти интерфейсы.
Приемопередатчики интерфейса CAN 5559ИН14АУ/БУ/ВУ и К5559ИН14АУ/БУ/ВУ
Микросхемы представляют собой приемопередатчики интерфейса CAN и предназначены для организации полудуплексного канала связи с максимальной скоростью передачи данных до 1 Мбит/с для применения в автомобильных и промышленных системах управления.
Примечаие: CAN (Control Area Network) - последовательная магистраль, обеспечивающая обмен между "интеллектуальным" устройством ввода-вывода. Протокол интерфейса обеспечивает возможность нахождения на магистрали нескольких ведущих устройств, передачу данных в реальном масштабе времени, коррекцию ошибок и высокую помехоустойчивость. Стандарт - ISO11898, скорость передачи - до 1 Мбит/с, расстояние - до 1000 м, количество приемников - 64, сигнал и тип линии - дифференциальный, витая пара.
Особенности микросхем:
- соответствуют стандарту ISO11898-2;
- высоковольтная защита выходов передатчика (до ±40 В) от короткого замыкания и перегрева для применения в сетях (12/24 В) в автомобильных и промышленных системах;
- быстродействующий дифференциальный приемник с диапазоном входного синфазного напряжения ±10 В;
- 4 режима работы: нормальный режим с максимальной скоростью передачи данных до 1 Мбит/с; режим контроля скорости нарастания/спада выходного дифференциального напряжения передатчика (для улучшения электромагнитной совместимости со скоростью передачи данных 40...500 кбит/с); режим "ожидание" с пониженным потреблением; режим "выключено".
Входы TXD, SHDN и SHDN совместимы с логическими уровнями 3,3 В.
Микросхемы К5559ИН14ГУ, К5559ИН14ДУ К5559ИН14ЕУ являются, соответственно, аналогами К5559ИН14АУ, К5559ИН14БУ и К5559ИН14ВУ, но работающие в другом температурном диапазоне окружающей среды (см. ниже).
Микросхемы выпускаются в металлокерамическом корпусе Н02.8-1В (см. рис. 1) и имеют исполнения: с выходом опорного напряжения UREF, с входами управления режимом "выключено" SHDN. Структурная схема микросхем приведена на рис. 2.
Рис. 1. Расположение выводов в корнпусе H02.8-1B
Рис. 2. Структурная схема микросхем К5559ИН14АУ (а) и К5559ИН14БУ/ВУ (б)
Назначение выводов микросхем приведено в табл. 1.
Таблица 1. Назначение выводов микросхем 5559ИН14АУ/БУ/ВУ, К5559ИН14 АУ/БУ/ВУ
Вывод | Обозначение | Описание |
1 | TXD | Вход передатчика |
2 | GND | Общий |
3 | Ucc | Питание |
4 | RXD | Выход приемника |
Для микросхемы 5559ИН14АУ | ||
5* | UREF | Выход источника опорного напряжения |
Для микросхемы 5559ИН14БУ | ||
5* | SHDN | Вход управления режимом "выключено" |
Для микросхемы 5559ИН14ВУ | ||
5* | /SHDN | Вход управления режимом "выключено" |
6 | CANL | Вход приемника/выход передатчика низкого уровня |
7 | CANH | Вход приемника/выход передатчика высокого уровня |
8 | RS | Вход управления режимом работы "нормальный"/"ожидание"/"контроль скорости" |
* - в зависимости от модификации схемы назначение вывода 5 меняется (см. блок-схему).
Электрические параметры
Выходное напряжение высокого уровня приемника при Iо = -1 мА, В 0,8Ucc...Ucc
Выходное напряжение низкого уровня приемника при Iо= 1 мА, В 0...0,2Ucc
Входное напряжение "режима контроля скорости нарастания/спада выходного дифференциального напряжения передатчика при RRS = 24...180 кОм, В 0,4...0,6Uсс
Выходное напряжение передатчика, рецессивное состояние, без нагрузки, В 2...3
Выходное напряжение передатчика, доминантное состяние:
- CANH, В 2,75...4,5
- CANL, В 0,5...2,25
Выходное состояние при Ucc = 5 В ±10%, RL = 45 и 600 м, В 1,5...3
Выходное дифференциальное напряжение передатчика: рецессивное состояние, без нагрузки, мВ -500...+50
Ток потребления, рецессивное состояние при UTXD = Uсс, URS = 0, мА 15
Входной ток высокого уровня передатчика, мкА -10...+10
Входной ток низкого уровня передатчика, мкА -150...+10
Ток короткого замыкания выхода приемника при 0<Uо<Ucc -35...+35
Ток короткого замыкания выхода передатчика, доминантное состояние:
при Uо_CANH = -10 В, мА -(200...50);
при Uо_CANHL = -18 В, мА 50...200
Ток потребления, режим "выключено" при USHDN = Ucc и U = 0, мкА ≤10
Предельно допустимые и предельные режимы эксплуатации
Напряжение питания, В 4,5...5,5
Входное напряжение высокого уровня на выводах: TXD (5559ИН14АУ); TXD, SHDN (5559ИН14БУ); TXD, 5559ИН14ВУ, В 2...Ucc
Входное напряжение низкого уровня на выводах:
TXD, 5559ИН14А; TXD, SHDN 5559ИН14Б; TXD, 5559ИН14В, В 0...0,8
Входное напряжение нормального режима, В 0...0,3Uсс
Температура окружающей среды:
5559ИН14 (АУ, БУ, ВУ), °С -60...+125
К5559ИН14 (АУ, БУ, ВУ), С -60...+85
К5559ИН14 (ГУ, ДУ, ЕУ), °С 0...+85
Функциональным аналогом является зарубежный прибор АТА6660.
Приемопередатчики интерфейса LIN К5559ИН15У, К5559ИН15АУ, 5559ИН15У
Микросхемы представляют собой приемопередатчики интерфейса LIN, служащий для организации интерфейса ведущим/ведомым между микроконтроллером, поддерживающим протокол LIN и физической линии передачи спецификации LIN2.1, и предназначены для использования на транспорте в сетях стандарта LIN со скоростями передачи данных от 2,4 кбит/с до 20 кбит/с для приемника в автомобильных бортовых системах напряжением 12 или 24 В.
Примечание: LIN (local Interconnect Network) - стандарт промышленной сети, разработанный европейскими автопроизводителями. Протокол LIN предназначен для создания дешевых локальных сетей обмена данными на коротких расстояниях. В частности, сеть LIN объединяет автомобильные подсистемы и узлы (дверные замки, стеклоподъемники, управление радио, климат-контроль и т.д.) в единую электронную систему.
Особенности микросхем:
- соответствуют спецификациям LIN1.3 и LIN2.1;
- передатчик с ограничением скорости изменения выходного сигнала, скорость передачи данных до 20 кбит/с, пониженный уровень электромагнитного излучения (ЕМЕ);
- низкоскоростной режим работы передатчика со скоростью передачи данных до 10,4 кбит/с;
- защита от короткого замыкания и перегрева выхода передатчика, функция ограничения времени доминантного состояния выхода передатчика;
- высокий уровень стойкости к электромагнитным помехам;
- низкое потребление в режиме "выключено" с возможностью удаленного и локального включения схемы;
- распознавание источника сигнала включения;
- отсутствие влияния на линию передачи в режиме "выключено"; интегрированный согласующий резистор для использования в роли ведомого узла LIN сети;
- входные уровни совместимы с логическими уровнями 3,3 и 5 В.
Микросхемы выпускаются в металлокерамическом корпусе типа Н02.8-1В (рис. 3). Структурная схема микросхем приведена на рис. 4.
Рис. 3. Расположение выводов в корпусе H02.8-1B
Рис. 4. Структурная схема микросхем К5559ИН15У, К5559ИН15АУ и 5559ИН15У
Назначение выводов микросхем (К)5559ИН15У приведено в табл. 2.
Таблица 2. Назначение выводов микросхем 5559ИН15У, К5559ИН15У
Вывод | Обозначение | Описание |
1 | RXD | Выход приемника (открытый сток) |
2 | NSLP | Вход управления режимом "выключено" |
3 | NWAKE | Вход локального включения |
4 | TXD | Вход передатчика |
5 | GND | Общий |
6 | LIN | Вход приемника/Выход передатчика |
7 | Ucc | Питание |
8 | INH | Выход для управления внешним регулятором напряжения, активный высокий уровень |
Электрические параметры
Выходное напряжение передатчика (LIN), рецессивное состояние при UTXD = 5 В, В 0,9UВАТ...UВАТ
Выходное напряжение передатчика (LIN) доминантное состояние при UTXD = 0 В:
при UBAT = 7 В, RL = 500 Ом, В ≤ 1,2;
при UBAT = 7 В, RL = 1 кОм, В ≥ 0,6
при UBAT = 18 В, RL = 500 Ом, В ≤ 2;
при UBAT = 18 В, RL = 1 кОм, В ≥ 0,8;
Пороговое напряжение приемника (LIN) при ULIN = 7...18, В 0,4UВАТ...0,6UВАТ
Ток потребления в режиме "выключено", рецессивное состояние при ULIN = UBAT, UNWAKE = UBAT, UTXD = UNSLP = 0, мкА 3...12
Ток потребления в режиме "ожидание", рецессивное состояние при ULIN = UBAT, UNWAKE = UBAT, UTXD = UNSLP = 0, UINH = UBAT, мА 0,1...1
Ток потребления в режиме "ожидание", доминантное состояние при UBAT = 12 В, UINH = 12 В, ULIN = 0 В, UNWAKE = 12 В, UTXD = UNSLP = 0, мА 0,3...2
Ток потребления в режиме "нормальный", рецессивное состояние при ULIN = UBAT, UNWAKE = UBAT, UTXD = UNSLP = 5 В, UINH = UBAT, мА 0,1...1
Ток потребления в режиме "низкоскоростной", доминантное состояние при UBAT = UINH = UNWAKE = 12 В, ULIN = UTXD = 0 В, UNSLP = 5 В, мА 1...8
Ток потребления в режиме "нормальный", доминантное состояние при UBAT = UINH = UNWAKE = 12 В, ULIN = UTXD = 0 В, UNSLP = 5 В, мА 1...8
Входной ток низкого уровня передатчика при UTXD = 0 В, мкА -5...+5
Входной ток низкого уровня (NSLP) при UNSLP = 0, мкА -5...+5
Выходной ток низкого уровня передатчика, локальное включение при UNWAKE = 0 В, ULIN = UBAT, UTXD = 0,4 В, мА ≥ 1,5
Выходной ток низкого уровня приемника при URXD = 0,4 В, мА ≥1,3
Ток короткого замыкания выхода передатчика при UTXD = 0:
при ULIN = UBAT = 12 В, мА 27...60
при ULIN = UBAT = 18 В, мА 40...100
при ULIN = UBAT = 27 В, мА 60...125
Предельно допустимые и предельные режимы эксплуатации
Напряжение питания, В 5...27
Входное напряжение высокого уровня по выводам NSLP, TXD, В 2...5,5
в предельном режиме, В ≤ 6
Входное напряжение низкого уровня по выводам NSLP, TXD, В 0...0,8
в предельном режиме, В ≤ |-0,3|
Скорость передачи данных:
нормальный режим, кбит/с ≤ 20
низкоскоростной режим, кбит/с ≤ 10,4
Температура окружающей среды:
5559ИН15У, °С 60...+125
К5559ИН15У, °С -40...+85
К5559ИН15АУ, °С 0...+85
Функциональным зарубежным аналогом является ИС типа ТJА1020.
Литература
1. В. Митин. Применение локальной шины LIN в современном автомобиле. Ремонт & Сервис, № 1,
2010.
2. Н. Пчелинцев. CAN-шина в современных автомобилях. Ремонт & Сервис, № 4, 2009.
Автор: Анатолий Нефедов (г. Москва)
Источник: Ремонт и сервис