關(guān)于國(guó)科安芯 ASM1042 芯片的基礎(chǔ)參數(shù)與規(guī)格書(shū)細(xì)節(jié),已有大量資料可供查閱。本文聚焦應(yīng)用工程師實(shí)際開(kāi)發(fā)需求,從管腳接線(xiàn)技巧、電路防護(hù)設(shè)計(jì)到典型場(chǎng)景落地,拆解這款CAN FD 收發(fā)器的實(shí)戰(zhàn)應(yīng)用方法。
首先提供我們內(nèi)部測(cè)試使用的原理圖供大家參考,工程師可以根據(jù)產(chǎn)品實(shí)際使用環(huán)境做更改。
圖1:DEMO板原理圖
核心管腳應(yīng)用技巧:從接線(xiàn)到防護(hù)的全流程指南
圖2 ASM1042管腳圖
1. 電源與邏輯電平控制管腳
VCC 電源管腳(3 腳)
通常要求 VCC 在 4.75V 至 5.25V 之間,以滿(mǎn)足 ISO 11898-2 標(biāo)準(zhǔn)對(duì)高速 CAN 的電壓要求。 VCC管腳處并聯(lián) 22μF 電解電容(如 C9)與 1μF 陶瓷電容(如 C12)組成 π 型濾波,抑制電源紋波。當(dāng) VCC 電壓低于 4.2V 時(shí),芯片內(nèi)置的欠壓保護(hù)(UVLO)會(huì)自動(dòng)觸發(fā),防止異常供電損壞總線(xiàn)。
VIO 邏輯電平管腳(5 腳)
該管腳通過(guò)設(shè)置 3.3V 或 5V 電壓,匹配 MCU 的 TTL 電平標(biāo)準(zhǔn)(如 51 單片機(jī)用 5V,ARM 芯片用 3.3V)。驅(qū)動(dòng)能力不足時(shí),可調(diào)整 RXD/TXD 路徑的上拉電阻和VIO的上拉電阻,且必須并聯(lián) 0.1μF 去耦電容到 GND。
2. 數(shù)據(jù)傳輸管腳
TXD 管腳(1 腳)
功能:接收 MCU 發(fā)送的邏輯信號(hào),轉(zhuǎn)換為 CAN 總線(xiàn)驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
應(yīng)用要點(diǎn):
1.輸入電平由 VIO 管腳定義(如 VIO=3.3V 時(shí),TXD 高電平需≥2.4V,低電平≤0.8V),需與 MCU 的 TTL 電平匹配。
2.硬件上可串聯(lián) 330Ω 電阻,防止瞬態(tài)電流損壞芯片。
3.內(nèi)置顯性超時(shí)(TXD DTO)保護(hù):若 TXD 低電平持續(xù)超過(guò) 1.2~3.8ms,芯片會(huì)禁止發(fā)送,防止總線(xiàn)阻塞。
RXD 管腳(4 腳)
功能:將 CAN 總線(xiàn)信號(hào)轉(zhuǎn)換為邏輯電平,輸出至 MCU。
應(yīng)用要點(diǎn):
1.輸出電流范圍為 -8mA~8mA,可直接驅(qū)動(dòng) MCU 輸入端口,如果RXD上升電平較緩慢,可串聯(lián) 1kΩ 左右上拉電阻,確保高電平穩(wěn)定性。
3. 總線(xiàn)接口管腳:抗干擾設(shè)計(jì)的核心
CANH & CANL 管腳(7、6 腳)
功能:連接 CAN 總線(xiàn)的差分信號(hào)對(duì),CANH 傳輸高電平,CANL 傳輸?shù)碗娖健?/p>
應(yīng)用要點(diǎn):
1.終端電阻:總線(xiàn)兩端需并聯(lián) 120Ω 電阻,抑制信號(hào)反射,參考電路中明確采用 120Ω 電阻(額定功率 0.25~0.5W)。
2.濾波與保護(hù):
串聯(lián) 330Ω 電阻限制短路電流,并聯(lián) 4.7nF 電容(如 C4)濾除高頻噪聲,計(jì)算邏輯為:通信速率 1Mbps 時(shí),電容值取 4.7nF 可抑制 500kHz 以上干擾。
并聯(lián) TVS 二極管(如 SM712),鉗位瞬態(tài)過(guò)壓至安全范圍(≤±70V),對(duì)應(yīng)芯片總線(xiàn)故障保護(hù)特性。
EMC 優(yōu)化:靠近芯片處串聯(lián)共模電感,抑制共模干擾,同時(shí)總線(xiàn)走線(xiàn)需對(duì)稱(chēng)等長(zhǎng),減少電磁輻射,根據(jù)實(shí)際產(chǎn)品應(yīng)用環(huán)境考慮是否增加。
4. 控制與保護(hù)管腳:低功耗與可靠性的關(guān)鍵
STB 管腳(8 腳)
功能:待機(jī)模式控制端,高電平激活待機(jī),此時(shí)芯片功耗降至 0.5~5μA,并支持總線(xiàn)喚醒。
應(yīng)用要點(diǎn):
1.連接 MCU 的 GPIO 端口,通過(guò)高電平(≥VIO×0.7)進(jìn)入待機(jī),低電平(≤VIO×0.3)恢復(fù)正常模式。
2.待機(jī)時(shí),CANH/CANL 進(jìn)入高阻態(tài),RXD 輸出低電平,當(dāng)總線(xiàn)檢測(cè)到超過(guò) tWK_FILTER(0.5~1.8μs)的顯性電平,可自動(dòng)喚醒芯片。
保護(hù)機(jī)制集成
芯片內(nèi)置熱關(guān)斷(TSD)、ESD 保護(hù)(±15kV)、總線(xiàn)短路保護(hù),但實(shí)際電路中仍需搭配外圍保護(hù)元件(如 TVS、限流電阻),形成雙重防護(hù)。
總結(jié):管腳應(yīng)用的「黃金法則」
?電源鏈:VCC/VIO 必配濾波電容,接地需低阻抗;
?總線(xiàn)端:120Ω 終端電阻 + TVS 二極管是標(biāo)配;
?控制端:STB 合理配置待機(jī)模式,VIO 匹配 MCU 電平;
?EMC 優(yōu)化:共模電感 + 對(duì)稱(chēng)走線(xiàn) + 屏蔽線(xiàn)纜,應(yīng)對(duì)汽車(chē) / 工業(yè)強(qiáng)干擾場(chǎng)景。
由于客戶(hù)現(xiàn)場(chǎng)使用環(huán)境(包括但不限于電源條件、電磁干擾、機(jī)械應(yīng)力等)存在顯著差異,文檔內(nèi)容無(wú)法完全覆蓋所有實(shí)際場(chǎng)景,僅供技術(shù)參考,建議用戶(hù)在實(shí)際應(yīng)用前,結(jié)合具體場(chǎng)景進(jìn)行充分測(cè)試驗(yàn)證。
若文檔中存在參數(shù)標(biāo)注、電路設(shè)計(jì)或描述錯(cuò)誤,歡迎通過(guò)技術(shù)支持渠道反饋指正。
審核編輯 黃宇
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