【经验】5V供电CAN收发器CA-IF1051S CAN和3.3V供电MCU之间的4种通讯连接方式
目前市场上最常用的CAN通讯接口器件大多都是采用5V供电，而大部分的MCU供电电压却从5V降低到了3.3V供电，这样就会造成5V CAN通讯接口器件和3.3V MCU进行通讯时的接口电平不一致问题，本文针对这种应用提出几种5V供电CAN器件和3.3V供电MCU之间的连接方式，并给出了川土微电子产品的具体应用案例。
CAN器件概述和MCU之间的连接
CAN器件和MCU之间是通过RXD和TXD进行连接的，MCU发送的数据到CAN器件TXD后，由CAN收发器转换成CAN的隐性和显性电平发送到CAN总线，在接收数据时，CAN总线上的隐性和显性电平通过CAN收发器转换成逻辑电平由RXD输出到MCU。
以川土微电子的CA-IF1051S/HS为例，对于5V供电的CAN收发器，TXD输入的电平范围通常是VIH>2V, VIL<0.8V，3.3V MCU输出的电平可以满足这个要求，所以，3.3V供电的MCU TXD输出可以直接连接到5V供电的CAN TXD。但是5V供电 CAN收发器的RXD输出通常是VOH>4V，VOL<0.4V，对于输出的高电平4V已经超过了MCU的供电电压，所以通常需要对CAN收发器输出的RXD进行处理后再和MCU进行连接。
1. 直接连接，由MCU的输入引脚特性决定
对于有些3.3V供电电源的MCU，其IO引脚可以承受5V的电压，在这种情况下，可以直接将5V CAN收发器的RXD输出直接连接到MCU的RXD引脚。
上图为一款常用MCU的引脚定义图，可以看出，该MCU的CAN RXD和CAN TXD在3.3V供电时，IO引脚是可以承受5V的电压。在MCU采用3.3V供电的情况下，可以支持和5V供电的CAN收发器进行连接。
2. 通过电阻进行分压连接
如果MCU的引脚无法承受超过其自身供电电源的电压，可以通过两个分压电阻来衰减CAN收发器输出的电压以满足处理器的输入电平要求。
对于电阻R1和R2的选择，要求分压后连接到MCU的高电平电压不超过处理器供电电压3.3V且高于处理器VIH的接收门限。通常R1可以选择2kΩ—20kΩ，R2选择3.3kΩ—33kΩ。这种设计的优点是两边的器件都不会承受过压的情况，并且设计比较简单，缺点是功耗增加，因为在总线空闲状态时，RXD的输出是高电平，由于分压电阻连接到GND，所以在总线空闲状态下一直有电流流过R1和R2，造成功耗增加。
3. 通过限流电阻连接
对于MCU的IO引脚，内部通常都带有保护二极管，当超过电源电压后内部二极管导通，IO引脚一般能够承受数个毫安的吸收电流。通过外部的限流电阻来保护引脚不被损坏并且把输入电压限制到不超过处理器的供电电压。
对于R1电阻的选择要求较低，可以通过选择电阻把流入MCU的电流限制到很低来降低功耗。该设计的优点是设计更简单，同时也可以兼容3.3V CAN收发器。外部电阻可以限制到更低的电流来降低总线空闲时的功耗。缺点就是MCU引脚内部的保护电路工作，吸收一定的电流。
4. 通过MOSFET实现电平转换
由于处理器和CAN收发器的供电电源不同，采用电平转换器实现不同电压的电平转换来满足双方的要求。可以采用集成的电平转换器。但是该应用中只有一路信号需要电平转换，也可以通过外部的一个MOSFET来实现电平转换。
该设计中可以选择2N7002 N-MOSFET，当CAN收发器的RXD输出为高电平时，MOSFET不导通，MCU的RXD输入由上拉电阻保持输入高电平，当CAN收发器的RXD输出为低时，MOSFET体二极管导通，把MCU的输入端拉低同时MOSFET导通，使MCU的RXD输入端为低电平。这种设计方式可以实现最低的功耗并且MCU不会承受过压状态。相比较之前的方案，MOSFET的成本会比电阻稍高。
川土微电子推出的CA-IF1051S CAN收发器采用5V供电，该器件支持经典CAN 1Mbps和最高5Mbps CAN-FD通讯，具有±58V故障保护电压和±30V共模输入电压。内部的显性超时保护功能可以支持最低4kbps的通讯速率，可以确保CAN通讯的可靠。采用上述方式可以实现和3.3V MCU之间的通讯连接。CA-IF1051VS器件带有IO供电电源，可以直接支持3.3V的接口供电而不需增加额外器件来实现电平转换。
本文分析了处理器和CAN收发器输入输出的逻辑电平要求，给出了4种方法来实现3.3V MCU和5V CAN收发器之间的通讯连接，并分析了各个实现方案的优缺点。对于方案3的设计，可以同时兼容3.3V CAN器件的连接。川土微电子的多款CAN收发器产品可以满足客户不同的设计要求，实现可靠的CAN通讯。
- |
- +1 赞 0
- 收藏
- 评论 1
本文由董慧转载自川土微电子，原文标题为:应用方案 l 5V供电CAN器件和3.3V供电MCU之间的通讯，本站所有转载文章系出于传递更多信息之目的，且明确注明来源，不希望被转载的媒体或个人可与我们联系，我们将立即进行删除处理。
相关推荐
【经验】MCU微课堂之中科芯CKS32F4xx系列产品IIC通信
中科芯CKS32F4xx系列MCU产品内部提供两个看门狗定时器单元，独立型看I2C通讯协议，引脚少，硬件实现简单，可扩展性强，不需要USART、CAN等通讯协议的外部收发设备。本文中中科芯将为大家详细介绍CKS32F4xx系列产品的IIC通信。
【经验】芯力特CAN收发器SIT1145AQTK用于汽车通讯设计时的注意事项
SIT1145AQTK这颗料正是颗低功耗产品，且可以针对特定帧数据做选择性唤醒。但目前SIT1145AQTK虽然支持了CAN FD通讯，却在休眠时会被出现CAN FD数据会触发错误唤醒。
【经验】瑞萨RH850/F1KM系列MCU中断异常的原因与解决方法
瑞萨RH850/F1Km系列MCU，是瑞萨推出主要用于车身控制、网关、域控等应用的主控MCU，包含丰富的外设模块，支持车载控制需要用到的CAN、LIN等通讯，本文介绍该款MCU的中断机制介绍，以及在使用过程中容易出现的进入dummy中断的原因与解决方法。
【产品】具备看门狗和电源监测的国产复位芯片SGM706B，保证CAN通讯板卡能稳定工作
CAN总线的每个CAN节点有相同的软硬件结构，CAN节点通常包含MCU、CAN控制器、CAN收发器，为防止程序跑飞，在设计的时候需要外加看门狗复位芯片，保证CAN通讯板卡能稳定工作，本文推荐圣邦微电子（SGMICRO）SGM706B-LXS8G/TR。
【应用】信路达CAN收发器XL1040助力3KW壁挂式交流充电桩充电控制单元，通信速率可达1Mbps，容错电压正负40V
信路达作为国产模拟器件厂商，推出CAN收发器XL1040设计在3KW壁挂式交流充电桩充电控制单元，满足系统对于功能性能的要求且降低了成本，CAN收发器产品成本下降10%以上，提高了系统的可靠性和抗干扰能力；3KW壁挂式交流充电桩在某公共建筑12个月实地运行测试，CAN收发器通讯正常。
【IC】航顺HK32A040车规MCU，主频96MHz，内置CAN控制器，国产化的新选择
HK32A040航顺芯片新推出的高性价比车规MCU。主频96MHz，内置CAN控制器及各种定时器和通讯口完美满足需求。还有开发板和配套的开发包，包括驱动和例程，各方面努力超越市面上现有的产品。
【应用】 思瑞浦CAN FD收发器TPT1043用于扫地车推力杆控制器，通讯速率可达5Mbps
针对扫地车推力杆控制器国产化设计，本文推荐思瑞浦推出的CAN FD收发器TPT1043，支持CANFD协议，完全符合ISO 11898-2:2016国际标准，数据传输速率高达5Mbps；高达±12kV接触放电；工作温度-40到150℃。
【IC】思瑞浦发布支持振铃抑制功能的汽车级CAN SIC收发器TPT1462xQ
聚焦高性能模拟芯片和嵌入式处理器的半导体供应商思瑞浦3PEAK推出支持振铃抑制功能、具有待机模式的CAN信号改善功能（CAN SIC）收发器TPT1462xQ；具有更严格的位时间对称性和环路延时要求，可实现高达8 Mbit/s的CAN FD通信，支持1.7V~5.5V的VIO接口电平，可无需外加额外电路直接支持1.8V SOC以及3.3V、5V的MCU通讯。
【应用】极海MCU APM32F103RCT6助力智能座舱方案设计，具有双CAN通讯，最高主频96MHz
在智能座舱中需要采集和处理巨大的数据量，AMP32F103RCT6采用M3内核，工作频率高达96MHz，可高速处理这些数据，并且在保持性能的同时，控制功耗，更好地实现高效的数据传输。支持多种串口接口、SPI、I²C等通讯协议。
【应用】芯力特SIT1043高速CAN收发器用于汽车CMS电子后视镜，有多运行模式，传输速度5Mbps
在汽车领域，CAN通讯是非常重要的一种方式，而在CMS汽车电子后视镜方向，对通讯速度和通讯可靠性显得愈发重要，SIT1043便是一款高速CAN收发器。本文介绍芯力特SIT1043高速CAN收发器用于汽车CMS电子后视镜的优势。
【成功案例】基于TH8056的汽车高速CAN总线电路设计，兼具低成本、低功耗
本文介绍如何使用Melexis高速CAN总线收发器TH8056设计高速CAN通讯系统，包括器件介绍及优势，硬件实际以及实验测试。TH8056是用于单线数据链路的物理层CAN收发器，可以应用于各种CSMA/CR协议。该器件工作电压范围为5-27V，逻辑输入兼容3.3-5V，可以直流由汽车电源供电。
符合车规级，支持蓝牙5.0，支持CAN接口通讯方式的 MCU， 请推荐下。
目前支持蓝牙5.0的MCU又要是车规级的很少，我们有代理Silicon Labs的产品线，有蓝牙5.0的芯片模组和芯片，但是没有车规级的，我们有低成本的车规级的带CAN的MCU，有C8051F500，Silicon Labs（芯科科技） C8051F500 MCU数据手册 。以上链接您可以参考一下。
【产品】信路达CAN收发器XL82C251，至少连接110个节点，速度可达1Mbps
信路达CAN收发器XL82C251兼容ISO11898-24V标准的，至少可连接110个节点，通讯速度可达1Mbps，采用SOP8封装，具有较强的抗电磁干扰能力，可应用于CAN协议控制器和物理总线之间，具有在总线与CAN 协议控制器之间进行差分信号传输的能力。
【应用】国产CAN收发器用于车载OBD，内置过温/过流/超时保护，通讯速率可达1Mbps
不同品牌汽车都会有相对应的接口去插入OBD，这些接口统一都是以CAN接口的方式接入。又因为是用在车载上面的产品，比较关注器件的稳定性，推荐芯力特CAN收发器SIT1050T，有AEC-Q100认证，而且通讯速率最高可以达到1Mbps。
电子商城
现货市场
服务
可定制显示屏的尺寸0.96”~15.6”，分辨率80*160~3840*2160，TN/IPS视角，支持RGB、MCU、SPI、MIPI、LVDS、HDMI接口，配套定制玻璃、背光、FPCA/PCBA。
最小起订量： 1000 提交需求>
可烧录IC封装SOP/MSOP/SSOP/TSOP/TSSOP/PLCC/QFP/QFN/MLP/MLF/BGA/CSP/SOT/DFN；IC包装Tray/Tube/Tape；IC厂商不限，交期1-3天。支持IC测试（FT/SLT），管装、托盘装、卷带装包装转换，IC打印标记加工。
最小起订量： 1pcs 提交需求>
授权代理品牌：集成电路
授权代理品牌：分立元件
授权代理品牌：接插件及结构件
授权代理品牌：部件、组件及配件
授权代理品牌：电源及模块
授权代理品牌：电子材料
授权代理品牌：仪器仪表及测试配组件
授权代理品牌：电工工具及材料
授权代理品牌：机械电子元件
授权代理品牌：加工与定制
我要提问
登录 | 立即注册
提交评论