深入解析TJA1055：增強(qiáng)型容錯(cuò)CAN收發(fā)器的卓越性能與應(yīng)用

在汽車電子的領(lǐng)域中，可靠的通信是確保系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵。CAN（Controller Area Network）總線作為汽車內(nèi)部通信的主流標(biāo)準(zhǔn)，其收發(fā)器的性能直接影響著整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的可靠性和效率。今天，我們就來深入探討NXP推出的TJA1055增強(qiáng)型容錯(cuò)CAN收發(fā)器，看看它在汽車低速通信應(yīng)用中究竟有何獨(dú)特之處。

文件下載：TJA1055T CM,118.pdf

一、TJA1055概述

TJA1055是CAN協(xié)議控制器與CAN物理總線之間的接口，主要用于乘用車中高達(dá)125 kBd的低速應(yīng)用。它是TJA1054和TJA1054A的增強(qiáng)版本，不僅具備相同的功能，還在多個(gè)方面進(jìn)行了顯著改進(jìn)，如提高了靜電放電（ESD）性能、降低了睡眠模式下的電流消耗等。

二、TJA1055的特性與優(yōu)勢(shì)

2.1 優(yōu)化的車載低速通信

• 兼容性：與TJA1054和TJA1054A引腳兼容，方便工程師進(jìn)行升級(jí)和替換。
• 通信能力：支持高達(dá)125 kBd的波特率，最多可連接32個(gè)節(jié)點(diǎn)，并且支持非屏蔽總線線纜，降低了成本。
• 電磁性能：內(nèi)置斜率控制功能，使CANL和CANH總線輸出匹配良好，具有極低的電磁輻射（EME）和很高的電磁抗擾度（EMI）。
• 濾波與保護(hù)：集成了接收器濾波器和發(fā)送數(shù)據(jù)（TxD）主導(dǎo)超時(shí)功能，同時(shí)具備高ESD魯棒性，支持低壓微控制器。

2.2 總線故障管理

• 單總線模式：支持單總線傳輸模式，能夠在總線故障時(shí)自動(dòng)切換，即使CANH總線線短路到$V_{CC}$也能正常工作。
• 自動(dòng)恢復(fù)：在故障排除后，能自動(dòng)恢復(fù)到差分模式，并且在故障模式下仍具備完整的喚醒能力。

2.3 多重保護(hù)機(jī)制

• 短路保護(hù)：總線引腳對(duì)電池和地短路安全，熱保護(hù)功能確保在高溫環(huán)境下正常工作。
• 瞬態(tài)保護(hù)：總線線路在汽車環(huán)境中能有效抵御瞬態(tài)干擾，未供電節(jié)點(diǎn)不會(huì)干擾總線線路，微控制器接口無反向電流路徑。

2.4 低功耗模式支持

• 睡眠與待機(jī)：具備低電流睡眠模式和待機(jī)模式，可通過總線線路喚醒。
• 軟件控制：軟件可訪問上電復(fù)位標(biāo)志，方便進(jìn)行系統(tǒng)管理。

三、關(guān)鍵參數(shù)速覽

四、功能詳細(xì)剖析

4.1 故障檢測(cè)

故障檢測(cè)器在正常工作模式下完全激活，檢測(cè)到單總線故障后會(huì)切換到相應(yīng)模式。通過設(shè)置合適的差分接收器閾值電壓，確保在正常工作和故障情況下都能正確接收數(shù)據(jù)，同時(shí)避免外部RF場(chǎng)的誤觸發(fā)。當(dāng)發(fā)生故障時(shí)，$ERR$引腳輸出信號(hào)會(huì)置為低電平，故障恢復(fù)后則置為高電平。

4.2 低功耗模式

TJA1055提供睡眠、待機(jī)和上電待機(jī)三種低功耗模式，可通過$STB$和$EN$引腳進(jìn)行控制。喚醒請(qǐng)求可通過總線線路進(jìn)行遠(yuǎn)程喚醒，也可通過$WAKE$引腳進(jìn)行本地喚醒。為防止誤喚醒，對(duì)喚醒電壓和時(shí)間進(jìn)行了嚴(yán)格限制，同時(shí)在低功耗模式下部分故障檢測(cè)電路仍保持活躍。

4.3 上電與保護(hù)

上電后，$INH$引腳信號(hào)變?yōu)楦唠娖剑瑑?nèi)部上電標(biāo)志被設(shè)置，可在特定模式下讀取該標(biāo)志。此外，電流限制電路保護(hù)發(fā)射器輸出級(jí)免受短路影響，當(dāng)結(jié)溫超過閾值時(shí)，發(fā)射器輸出級(jí)將被禁用。

五、與TJA1054A的對(duì)比

與TJA1054A相比，TJA1055在多個(gè)方面表現(xiàn)更優(yōu)。例如，$CANH$和$CANL$引腳的電壓范圍更廣，ESD性能也有顯著提升，人體模型下$RTH$、$RTL$、$CANH$和$CANL$引腳的ESD保護(hù)電壓從±4 kV提高到±8 kV。

六、應(yīng)用與設(shè)計(jì)建議

在實(shí)際應(yīng)用中，TJA1055適用于汽車低速CAN網(wǎng)絡(luò)，如車身電子、舒適系統(tǒng)等。在設(shè)計(jì)時(shí)，需注意引腳的連接和功能，合理設(shè)置低功耗模式和喚醒機(jī)制，以確保系統(tǒng)的可靠性和低功耗。同時(shí)，在焊接SMD封裝時(shí)，可根據(jù)具體情況選擇波峰焊或回流焊，但要注意相關(guān)的工藝參數(shù)和注意事項(xiàng)。

TJA1055作為一款增強(qiáng)型容錯(cuò)CAN收發(fā)器，憑借其出色的性能和豐富的功能，為汽車低速通信提供了可靠的解決方案。電子工程師在設(shè)計(jì)相關(guān)系統(tǒng)時(shí)，可充分利用其優(yōu)勢(shì)，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。你在使用CAN收發(fā)器的過程中遇到過哪些問題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享你的經(jīng)驗(yàn)和見解。