现在市场上的两款主流独立CAN协议控制芯片对比
从以上两者的性能上看,MCP510的各种性能都要优于SJA1000,
如:MCP510正常工作电压为3.5-5.5,而SJA1000的工作电压为4.5-5.5,MCP510的抗干扰性比SJA1000强
MCP510
- 两个接收缓冲器, 可优先储存报文
- 六个完全验收滤波器
- 两个完全验收屏蔽滤波器
- 三个发送缓冲器,具有优先级设定以及发送中
SJA1000
一个发送缓冲器,一个接收缓冲器和一个接收4位验收滤波
Mcp510采用的是SPI接口,而SJA1000采用的是8位并行数据传输(数据线和地址线分时复用)。
采用SPI串行传输比采用并行传输要节省8-11根线,也就是节省8-11个IO口
所以综上考虑选用MCP510
PCA82C250TJA1050 MCP2551
采用先进SOI技术
独特的防失效功能
收发器可连接110个节点
在未上电时以无源型态表现
产品线可满足各种应用与网络配置
完备的防失效功能则有助于安全运作
支持安全及高频数据传输,速率达到1Mbps
卓越的电磁发射(EME)与电磁干扰 (EMI) 效能
低反向电流以确保未加上电源的节点不会干扰网络
工作频率0-1M
工作电压:VCC 4.5~5.5V;
V CANH -8-18V
V CANL -8-18V
工作温度:-40~+150℃;
与“ISO 11898”标准完全兼容
速度高(最高可达1M 波特)
低电磁辐射(EME)
具带有宽输入范围的差动接收
器,可抗电磁干扰(EMI)
没有上电的节点不会对总线造成
干扰
发送数据(TXD)控制超时功能
发送禁能时的静音模式
在暂态时自动对总线引脚进行保
护
输入级与3.3V 装置兼容
热保护
对电源和地的防短路功能
可以连接至少110 个节点
工作频率60K-1M
工作电压:VCC 4.75~5.25V;
V CANH -27-40V
V CANL -27-40V
工作温度:-40~+150℃;
? Supports 1 Mb/s operation
? Implements ISO-11898
standard physical layer
requirements
? Suitable for 12V and 24V
systems
? Externally-controlled slope for
reduced RFI
emissions
? Detection of ground fault
(permanent dominant)
on TXD input
? Power-on reset and voltage
brown-out protection
? An unpowered node or
brown-out event will not
disturb the CAN bus
? Low current standby operation
? Protection against damage due
to short-circuit
conditions (positive or negative
battery voltage)
? Protection against h igh-voltage
transients
? Automatic thermal shutdown
protection
? Up to 112 nodes can be
connected
? High noise immunity due to
differential bus
implementation
? Temperature ranges:
- Industrial (I): -40°C to +85°C
- Extended (E): -40°C to +125°C
TJA1040 比C250/251 有几个优胜的地方
如果不上电在总线上完全无源如果V CC 关闭总线上看不到
在待机模式时电流消耗非常低最大15μA
改良的电磁辐射EME 性能
改良的电磁抗干扰EMI 性能
SPLIT 引脚代替V ref 引脚对总线的DC 稳压很有效
PCA82C250 是一款比较早的产品,TJA1050是前者的替代品,在性能上优于前者,尤其是在防电磁干扰方
面。
目前世界上使用最广泛的CAN收发器当属NXP(原飞利浦半导体)的各种收发器了。过去的一些PCA82C25 0/251就不说了,在很多场合都已经有很广泛的应用。通过工艺改造和技术创新,前些年,飞利浦推出了T JA1050和TJA1040两款升级的CAN收发器。也在各种场合得到了很广泛的使用。
MCP2551是微星公司生产的一款CAN收发器,在市面上也有一定的使用,但广泛程度远远低于TJA 1050。这两款芯片都是新的收发器,但为什么会发生一边倒的局面呢。下面从一些重要的方面进行比较(T JA1040性能远高于MCP2551,故不做对比):
1.最低波特率:新的CAN收发器为了防止MCU的TXD管脚长时间处于低电平,从而影响总线。所以都做了最大位限制,即最小波特率限制,稳定运行情况下,TJA1050通常支持是60K以上波特率(最低支持20K),而MCP2551是16K以上波特率(最低支持5K)。可以说TJA1050在总线错误时能更快地切断错误信号,保证正常通讯,这在汽车电子通讯中十分重要。(汽车中波特率一般是100K、125K、250K)
2.兼容性,TJA1050可以兼容过去的PCA82C250收发器,而MCP2551在PCA82C250系统中是不能工作的(我曾测试过,当8个左右节点时,混用MCP2551和PCA82C250,是不能通讯的)。不过,TJA1050却是可以兼容MCP2551系统。故使用TJA1050的兼容性很好。
3.EMC性能:TJA1050采用自动斜率控制,即使输出的电平拥有极低的电磁辐射,而MCP2551却是和以前P CA82C251一样,需要用户通过波特率,来调节斜率,以使EMI通过。从使用上TJA1050比较方便。
4.输出对称性:TJA1050由于拥有极好的输出对称性,所以即使在不加共模线圈的情况下,抗共模干扰能力也很强。我的一个客户曾经测试过,果然TJA1050在群脉冲测试中性能比MCP2551高出5%。
综合以上比较
选择TJA1050
can--saj1000设计总结(转)
发布:2009-11-02 21:43 | 作者:liu513201 | 来源:本站| 查看:191次| 字号: 小中大
can--saj1000设计总结(转)
发表于:2008-11-07 06:04:57 点击: 251
我在学习CAN应用设计中的一点心得体会,也算是走了一些弯路,现在把它写出来和大家共
同交流。
不知道各位注意到没有,大多数情况下,SJA1000是与8250+51系列单片机的方式来做
CAN的控制应用。如果是1M/s的通讯速度的话,实际上的流量只有大概500多K的样子,此点
希望大家在以后的应用设计中需要考虑周到。
上诉问题产生的原因是SJA1000的发送缓冲区只有1个,应用程序在判断发送完一幀
数据后,需要计算下一幀需要装载的数据长度,然后根据长度再装载相应的数据到缓冲区
,这个过程要消耗掉了一定的时间(特别是标准51内核的单片机),因此CAN总线上的数据
流实际上是发送一幀就有一个比较长的空闲区(单片机装载数据的时间),这样一来就浪费
了总线资源。微芯的MCP2510有3个发送缓冲区,在5V的电源下以5Mb/s的SPI端口读写数据,可以较好的解决这个问题,但是多数的51单片机都无SPI,这样也给单片机的选择上带来了一
定的麻烦。具体选择怎样的方案,只能看各自的应用情况来定了!
sja1000调试经验
去年年底的时候,一个公司给我打电话,问我最近有没有空,说要请我帮忙做一个基于
CAN总线通讯的东西,我去看了看,是一个数据采集系统,下面是一系列数据采集的智能板
卡,上位机是基于WINBOND的一块486的工业嵌入式控制板,操作系统使用的是WINCE。智能
板卡通过工业底板和数据线两种方式和上位机通讯,通信协议选择的是CAN,其中底板上的
通信选用高速波特率(1Mbps),数据线选用低速(100kbps)。
去公司的时候,公司给了我一个参考的东西,采用SST单片机+SJA1000的方案构成的智
能板卡,同时告诉我可以自己设计方案。考虑到SST的东西没有用过,P8X591是PLCC封装
的,烧写起来不方便,于是我设计了如下的方案:
1、智能板卡上的通讯采用AT89S51+两块SJA1000的方式进行;
2、上位机通过PC104总线和一块CAN控制板卡连接,CAN控制板卡上同样采用AT89S51+两
块SJA1000的方案。AT89S51和上位机通过PC104总线共享内存(使用IDT的双口RAM);
3、采用西门子的组态软件进行WINCE下的板卡驱动开发;
由于以前没有做过CAN的东西,于是决定了先调试CAN通信,然后设计板卡的方案。
方案确定之后,首先是上https://www.doczj.com/doc/6d3609926.html,上下载了全部的SJA1000和PCA82C250的资料。然后始设计电路板。采用了SJA1000应用指南中推荐的方案,采用SJA1000的时钟输出为AT89S51
的时钟,没有采用光电隔离芯片,把TX1接地,TX0和RX0分别连接到PCA82C250的TXD和RXD 引
脚上,RX1连接到PCA82C250的VR上;加上了5欧姆的限流电阻和120欧姆的匹配电阻(用110欧姆替代),另外加上了一个调试用的串口。没有注意而且要命的是把SJA1000的复位引脚和单
片机的复位引脚连接到了一起。
第一次的板子用的加急,用了三天,结果那次的板子做的极差——连铜皮都翻起来了;
我马上让那个电路板厂重新做了三块。在做板的过程中我发现了复位引脚的错误,SJA1000的
文档上提供的是一个复位电路,但是没有给出电路的详细组成,于是我就误以为和单片机的
复位电路是一样的了。在设计这块电路板的时候,最担心的事情就是SJA1000的输出时钟能
不能够驱动AT89S51,如果不能够驱动,那么一切就OVER了,可惜的是我的担心成为了现
实,板子焊好之后系统不工作,在SJA1000的时钟输入引脚上有信号输入,而且输出时钟也
正常,但是单片机就是不工作。于是我先把SJA1000的复位引脚连线割断,连接到了AT89S51
的IO引脚上,再把S51的XTAL的两个引脚连接到SJA晶体的上,可惜系统还是不工作,这次电
路板设计失败了。
在总结了第一次失败的经验后,参看了21IC上的一个设计,决定把AT89S51和SJA的晶体
分开。并且用单片机的一个IO引脚来控制对SJA的复位。
第二次的电路板比较成功,焊接好了之后首先测试单片机的串口和LED指示灯,一切
OK。然后就开始测试SJA。ZLG提供了一个BASIC模式下的参考例程,我看了一下,然后又找
了本《现场总线CAN的原理和测试》把SJA的寄存器详细看了看(由于开始的时候比较忙,所
以直到这个时候才算是仔细看了看SJA的内部,至于CAN的基础协议我是根本没有看,这给我
后面带来了极大的麻烦)。然后就参考ZLG的程序开始写SJA的测试程序,那个程序写的很
大,也很全,因为我想快点把东西给做出来,于是弄了一个1000多行的程序,以前我的调试
程序一般都很小的。写好程序之后就开始测试,首先测试的是测试寄存器,然后一步步测试
下去,在BASIC模式下所有的寄存器都正常,但是在发送的时候是总是不正常,启动发送之
后就一直在发送,状态寄存器的标志位一直处在发送的状态下,然后就是报总线错误,不知
道是怎么会事情,很郁闷,上bbs看了一下。bullfrog告诉我单个CAN节点发送是成功不了
的,如果没有收到接受CAN节点的应答,发送节点就会一直发送,直到超出错误计数器的允
许值使得总线关闭。同时在精华区发现在peli模式下有ECC(错误寄存器),可以跟踪错误,
于是开始看peli模式操作过程。这个东西比较麻烦,zlg没有提供公开的c代码,我找了一个
汇编的作为参考。
我第一步的目标是自发送,在peli模式下有自发送这种模式,在有匹配电阻的情况下可
以进行单个节点的接收和发送。第一次调试的时候没有成功,给北京zlg打电话,北京分公
司说让我给广州打电话,给广州打电话,几个问题都得到了很好的解答(在此谢谢zlg的工
程师了):
1、自发送的时候必须加上匹配电阻;
2、5欧的限流电阻可以不需要;
3、每次发送完成之后
4、建议使用中止发送来进行单步发送;
另外他告诉我可以在zlg的论坛上找到很多很有用的东西。
听了他的建议,我第一件事情就是检查我的电路板,检查的结果让我大吃一惊—
—我的ch和cl竟然是短路的,万用表的狂叫不止。一步步检查,发现那个110欧的匹配电阻
有问题,万用表碰上去就叫,于是把那个电阻剪下来,量量还是短路。于是我怀疑把5欧的
限流电阻当成了110欧的电阻,于是把匹配电阻都去掉了。没有想到的是当我把新的110欧电
阻拿来的时候,万用表还是叫,这时候才发现这块万用表在300欧姆以下都要叫,可怜我又
打理了n长时间的电路板......再仔细阅读了一次peli模式下的操作指南,又仔细阅读了zlg
提供的初始化规范,发现在子发送的时候发送的命令应该是0x10或者是0x12(即CMR寄存器里
面有一个专门的控制位是用来控制自发送的,和普通的发送命令位是不同的)。在发现了这
个问题之后,自发送一切顺利的通过了。
接下来就是两个节点的互调了,我首先用自发送程序把两个节点都调试了一下,保证单
个节点发送硬件没有任何问题。然后就用双绞线通过接线端子把两个系统连接到了一起。第
一次调试采用的是1M的波特率(由于ZLG只给出了16M晶体下的BTR0和BTR1的初始值,我在ZLG 的论坛上找到了一个网友自己计算的数值,后来证明这个东西有些问题),没有成功。发送节
点通过串口利用串口调试助手来控制发送,接收节点通过仿真器观察数据。虽然没有发送成
功,但是通过串口的反馈数据和仿真器的观察窗,可以看到ECC寄存器都发生了变化,证明
数据线上有数据过去(由于我没有示波器,只有采用这种办法)。于是我改变了两次波特率,
最低到了5k,都没有成功,最后我从21IC上的一篇应用文章上找到了两个参数,这次就成功
了,通讯速率20k。现在一切稳定,在写这篇文章的时候哪几个LED正欢快的闪烁着。
最后,总结几个经验:
1、一定要详细的阅读sja的手册和CAN的相关知识;
2、SJA的复位是低电平,而且不是用一个非们把单片机的RST反相就可以的,有两
种解决方式:第一种是使用单片机的IO引脚来控制SJA的复位引脚,好处是单片机完全控制SJA的复位过程;第二种是采用适当的复位芯片,ZLG给我推荐的是CAT1161,我没有用过,其好处是同步复位。
3、在自发送的模式下,需要匹配电阻,而且自发送的启动命令和普通发送的启动
命令不相同;
4、BRT0和BRT1的选择,和串口通信中只要两个的误差一样就可以了不同,一定要
精心选择,建议SJA的外部晶体选择16M的,这样有利于参考ZLG的标准数值
5、SJA和其他外部器件连接的时候,数据线在373前后都可以;
6、最好有一个示波器;
7、不要太大意的相信万用表的蜂鸣器;
8、这是从ZLG网站上转载过来的peli模式下的初始化流程
a)检测硬件连接是否正确
b)进入复位状态
c)设置时钟分频寄存器
d)设置输出控制寄存器
e)设置通讯波特率
f)设置代码验收寄存器
g)设置代码屏蔽寄存器
h)退出复位状态
i)设置工作模式
j)设置中断使能寄存器
这是一个自发收程序,采用at89s51+sja1000,分离晶体,at89s51晶体11.0592
sja1000外部晶体为12M,通过串口进行监控
******************************************************
以下为头文件定义
copyright by alloy
****************************************************** #define SJA_REG_BaseADD 0x7800
#define REG_MODE XBYTE[SJA_REG_BaseADD + 0x00]
#define REG_CMD XBYTE[SJA_REG_BaseADD + 0x01]
#define REG_SR XBYTE[SJA_REG_BaseADD + 0x02]
#define REG_IR XBYTE[SJA_REG_BaseADD + 0x03]
#define REG_IR_ABLE XBYTE[SJA_REG_BaseADD + 0x04]
#define REG_BTR0 XBYTE[SJA_REG_BaseADD + 0x06] //05保留
#define REG_BTR1 XBYTE[SJA_REG_BaseADD + 0x07]
#define REG_OCR XBYTE[SJA_REG_BaseADD + 0x08]
#define REG_TEST XBYTE[SJA_REG_BaseADD + 0x09]
#define REG_ALC XBYTE[SJA_REG_BaseADD + 0x0b] //0a保留
#define REG_ECC XBYTE[SJA_REG_BaseADD + 0x0c]
#define REG_EMLR XBYTE[SJA_REG_BaseADD + 0x0d]
#define REG_RXERR XBYTE[SJA_REG_BaseADD + 0x0e]
#define REG_TXERR XBYTE[SJA_REG_BaseADD + 0x0f]
#define REG_ACR0 XBYTE[SJA_REG_BaseADD + 0x10]
#define REG_ACR1 XBYTE[SJA_REG_BaseADD + 0x11]
#define REG_ACR2 XBYTE[SJA_REG_BaseADD + 0x12]
#define REG_ACR3 XBYTE[SJA_REG_BaseADD + 0x13]
#define REG_AMR0 XBYTE[SJA_REG_BaseADD + 0x14]
#define REG_AMR1 XBYTE[SJA_REG_BaseADD + 0x15]
#define REG_AMR2 XBYTE[SJA_REG_BaseADD + 0x16]
#define REG_AMR3 XBYTE[SJA_REG_BaseADD + 0x17]
#define REG_RxBuffer0 XBYTE[SJA_REG_BaseADD + 0x10]
#define REG_RxBuffer1 XBYTE[SJA_REG_BaseADD + 0x11]
#define REG_RxBuffer2 XBYTE[SJA_REG_BaseADD + 0x12]
#define REG_RxBuffer3 XBYTE[SJA_REG_BaseADD + 0x13]
#define REG_RxBuffer4 XBYTE[SJA_REG_BaseADD + 0x14]
#define REG_TxBuffer0 XBYTE[SJA_REG_BaseADD + 0x10]
#define REG_TxBuffer1 XBYTE[SJA_REG_BaseADD + 0x11]
#define REG_TxBuffer2 XBYTE[SJA_REG_BaseADD + 0x12]
#define REG_TxBuffer3 XBYTE[SJA_REG_BaseADD + 0x13]
#define REG_TxBuffer4 XBYTE[SJA_REG_BaseADD + 0x14]
#define REG_DataBuffer1 XBYTE[SJA_REG_BaseADD + 0x15]
#define REG_DataBuffer2 XBYTE[SJA_REG_BaseADD + 0x16]
#define REG_DataBuffer3 XBYTE[SJA_REG_BaseADD + 0x17]
#define REG_DataBuffer4 XBYTE[SJA_REG_BaseADD + 0x18]
#define REG_DataBuffer5 XBYTE[SJA_REG_BaseADD + 0x19]
#define REG_DataBuffer6 XBYTE[SJA_REG_BaseADD + 0x1a]
#define REG_DataBuffer7 XBYTE[SJA_REG_BaseADD + 0x1b]
#define REG_DataBuffer8 XBYTE[SJA_REG_BaseADD + 0x1c]
#define REG_RBSA XBYTE[SJA_REG_BaseADD + 0x1e]
#define REG_CDR XBYTE[SJA_REG_BaseADD + 0x1f]
#define REG_Receive_Counter XBYTE[SJA_REG_BaseADD + 0x1d]
#define OK 1
#define Fail 0
#define ON 1
#define OFF 0
#define True 1
#define False 0
sbit SJARst = P2 ^ 6; //复位控制
sbit LED0 = P1 ^ 0;
sbit LED1 = P1 ^ 1;
sbit Key0 = P1 ^ 2;
sbit Key1 = P1 ^ 3;
sbit Key2 = P1 ^ 4;
sbit Key3 = P1 ^ 5;
bit step_flg;
bit Tx_flg;
bit Rx_flg;
unsigned char step_counter; unsigned char Tx_counter;
unsigned char PC_RX_Buffer; unsigned char temp_data1;
unsigned char Rx_Buffer[6];
void MCU_Init(void);
void SJA_Init(void);
void send(unsigned char S_Data); void Serial(void);
void Delay(unsigned char Delay_time); void step(void);
*******************************************************
以下为c的主程序
copyright by alloy
******************************************************* #include
#include
#include
#include
#include
main()
{
unsigned char i;
MCU_Init();
SJA_Init();
REG_MODE = 0x01; //进入复位模式
temp_data1 = REG_MODE;
temp_data1 = temp_data1 &0x01;
if(temp_data1 == 0x01) //在复位模式中
{
REG_BTR0 = 0x85;
REG_BTR1 = 0xb4; //100k
REG_OCR = 0x1a;
REG_CDR = 0xc0;
REG_RBSA = 0x00;
REG_ACR0 = 0xff;
REG_ACR1 = 0xff;
REG_ACR2 = 0xff;
REG_ACR3 = 0xff;
REG_AMR0 = 0xff;
REG_AMR1 = 0xff;
REG_AMR2 = 0xff;
REG_AMR3 = 0xff;
REG_IR_ABLE = 0xff;
}
REG_MODE = 0x0c; //进入自接收模式REG_MODE = 0x0c;
for(i = 0;i<100;i++);
temp_data1 = REG_Receive_Counter; send(temp_data1);
for(;;)
{
while(Tx_flg == False);
Tx_flg = False;
Tx_counter++;
send(Tx_counter);
temp_data1 = REG_SR;
while((temp_data1 &0x10) == 0x10);
temp_data1 = REG_SR;
if((temp_data1 &0x04) == 0x04)
{
REG_RxBuffer0 = 0x08; //标准帧,长度为8 REG_RxBuffer1 = 0xff;
REG_RxBuffer2 = 0xff;
REG_RxBuffer3 = 0x01;
REG_RxBuffer4 = 0x02;
REG_DataBuffer1 = 0x03;
REG_DataBuffer2 = 0x04;
REG_DataBuffer3 = 0x05;
REG_DataBuffer4 = 0x06;
REG_DataBuffer5 = 0x07;
REG_DataBuffer6 = 0x08;
REG_DataBuffer7 = 0x09;
REG_DataBuffer8 = 0x0a;
}
REG_CMD = 0x10;
temp_data1 = REG_SR;
temp_data1 = temp_data1 &0x20;
while(temp_data1 == 0x20) //检查是否发送完成{
//send(0xaa);
temp_data1 = REG_ECC;
send(temp_data1);
temp_data1 = REG_SR;
temp_data1 = temp_data1 &0x20;
//send(temp_data1);
}
send(0x66);
temp_data1 = REG_ALC;
send(temp_data1);
temp_data1 = REG_ECC;
send(temp_data1);
temp_data1 = REG_SR;
send(temp_data1);
temp_data1 = REG_Receive_Counter; send(temp_data1);
PC_RX_Buffer = 0x77;
LED0 = ~LED0;
// Tx_counter = 0x00;
}
}
void MCU_Init(void)
{
SJARst = 1;
LED0 = OFF;
LED1 = OFF;
PC_RX_Buffer = 0x77;
step_counter = 0x00;
step_flg = False;
Tx_flg = False;
temp_data1 = 0x00;
TMOD = 0x20;
TH1 = 0xff;
TL1 = 0xff;
TR1 = 1;
SCON = 0x50;
PCON = 0x80;
EA = 1;
ES = 1;
Tx_counter = 0x00;
}
void SJA_Init(void)
{
unsigned char i;
for(i = 0;i <125;i++);
SJARst = 0;
for(i = 0;i <125;i++);
SJARst = 1;
for(i = 0;i <125;i++);
}
void send(unsigned char S_Data) {
SBUF = S_Data;
while(TI == 0);
TI =0;
}
void Serial() interrupt 4 using 2
{
if(RI == 1)
{
PC_RX_Buffer = SBUF;
RI = 0;
if(PC_RX_Buffer == 0xaa)
{
send(0x13);
Tx_flg = True;
PC_RX_Buffer = 0x77;
}
else if(PC_RX_Buffer == 0x55)
{
send(0x14);
Rx_flg = True;
PC_RX_Buffer = 0x77;
}
else
{
send(0x15);
PC_RX_Buffer = 0x77;
}
}
}另外,我给大家推荐一本书,还不错的北航出版的《现场总线CAN原理与应用技术》(饶运涛等)