【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

时间： 2018-06-13 来源：世强

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笔者在近期CAN总线高速系统的设计中，使用了世强公司代理的TH8056芯片做高速CAN通信的收发器。TH8056是MELEXIS推出一款用于单线数据链路的物理层CAN收发器，可以应用于CAN2.0。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。可使用100kbit/s的典型传输速率，符合笔者高速率CAN通讯的设计需求。CAN收发器TH8056具有20uA极低的漏电流，具有热加载和短路保护功能，在总线过载或者短路时可以保证器件不被烧毁，笔具有过载保护和短路保护可以极大节省笔者的后期电路设计，无需再增加设计电路。TH8056的设计符合单线CAN物理层规范GMW3089 V2.x，并支持许多其他功能，如欠压锁定和故障阻塞输入信号的超时功能，睡眠模式下的典型功耗为30μA，具有极佳的低功耗性能。

TH8056的优势正是笔者在设计过程中最值得推荐的部分，笔者下面将为读者讲述硬件设计，主要包括引脚设计及注意事项，PCB设计及注意事项。

笔者设计的TH8056电路应用图如图1所示：

图1 TH8056应用电路图

通信引脚：

本次设计使用8引脚的SOIC封装的TH8056，其中，TXD和RXD接入主控MCU，将CAN信号转化为MCU的UART串行信号。当TXD=1时为隐性总线状态（低总线电压），当TXD=0时为显性状态。RXD=1为隐性总线状态（低总线电压），RXD=0时表示显性状态。TH8056在TXD引脚上提供了一个内部上拉，初始状态时，总线默认为隐性状态（这一点需要读者特别注意，因为笔者一开始使用时对上电是隐性状态感觉很奇怪）。MODE0和MODE1引脚接入单片机引脚，这两个引脚可以选择收发器工作模式。

电源引脚：

VBAT是TH8056的供电引脚，该引脚接入100pF电容C1进行滤波处理。直接接入12V的汽车电源对其进行供电。LOAD为总线负载电阻提供一条通路，当通过一个单位负载电阻吸收最大电流时，总线偏移电压数值小于0.1V。笔者建议串联6.49K的R2和100PF的C2后接入VCC，该设计数值为经验值，因为在此数值下负载电阻可吸收最大电流。

CAN引脚：

CANH为TH8056的总线信号引脚，该引脚串联RC电路，笔者建议R3为1KΩ，C3为47uF，这样滤除系统杂波的效果最好，后接入C4电容(100pF)对地滤波，D2和D3为反向击穿二极管，串联使用后双向做反击穿处理，防止击穿TH8056。

在PCB设计时，笔者要提醒读者注意如下几点：

1.线间距问题。因为是高速CAN信号，所以信号彼此之间容易出现干扰，笔者在设计时建议线间距大于10mil，这样可以有效的避免线间距干扰。如图2所示，笔者在设计时线宽约为20mil。

图2 线间距

2.电源部分底层与顶层垂直设计。避免VCC与GND之间平行走线产生互扰，图中红色是VCC，蓝色是GND，要做到垂直设计。

图3 垂直布线

3.在设计CAN_H,TXD,RXD以及MODE信号线的时候，让敏感的信号互相交叉，避免平行走线以免干扰别的信号或者受到别的信号干扰。

图4 交叉布线

笔者在硬件设计完成后进行了电路测试，观察了CAN总线的相关波形，结果如图5所示：

图5 TH8056实验测试图

发送CAN总线数据，ID=0x11121288，Data=0x01008801，波形如图5所示，观察示波器发现，系统稳定的输出信号，波形较为稳定，证明笔者的设计合理。

总结：

Melexis公司的TH8056是一款性能优秀的高速CAN收发器，笔者为读者讲述了其优势，并详细讲解了硬件设计方案及设计经验，该设计成本低，具有超强的稳定性和极低的功耗，推荐读者使用世强公司代理的TH8056进行高速CAN通讯系统的设计。

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全部评论（9）

马可 Lv3 2018-12-29

学习
用户97443308 Lv8. 研究员 2018-12-20

学习
碧水孤鹜 Lv8. 研究员 2018-12-01

学习了
用户89459665 Lv5. 技术专家 2018-11-29

不错
用户86910647 Lv5. 技术专家 2018-11-28

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用户85806204 Lv7. 资深专家 2018-11-21

学习
luosai Lv8. 研究员 2018-11-15

不错！
duanmaxie Lv8. 研究员 2018-11-11

学习
bigv Lv5. 技术专家 2018-11-10

传输问题才是王道

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