MAX3058/MAX3059：5V、1Mbps低功耗CAN收發(fā)器的深度剖析

在當(dāng)今的電子設(shè)備設(shè)計(jì)中，CAN（Controller Area Network）總線憑借其高可靠性和實(shí)時(shí)性，被廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制、汽車電子等眾多領(lǐng)域。而MAX3058/MAX3059作為兩款性能卓越的CAN收發(fā)器，為我們的設(shè)計(jì)帶來了諸多便利。今天，我們就來深入探討一下這兩款收發(fā)器的特點(diǎn)、工作模式以及應(yīng)用注意事項(xiàng)。

文件下載：MAX3059ASA+.pdf

一、產(chǎn)品概述

MAX3058/MAX3059主要用于CAN協(xié)議控制器與CAN總線物理線路之間的接口，特別適用于打印機(jī)和電信背板等需要高達(dá)1Mbps數(shù)據(jù)傳輸速率的應(yīng)用場(chǎng)景。它們具備差分發(fā)送和接收能力，能夠?yàn)榭偩€提供差分輸出，為CAN控制器提供差分輸入。其中，MAX3058的輸出共模范圍為 -7V至 +12V，MAX3059的輸出共模范圍為0V至VCC。此外，MAX3059還內(nèi)置了開關(guān)終端電阻，非常適合JetLink應(yīng)用。

二、產(chǎn)品特性

（一）多種工作模式

• 高速模式：可實(shí)現(xiàn)高達(dá)1Mbps的數(shù)據(jù)傳輸速率，適用于對(duì)數(shù)據(jù)傳輸速度要求較高的場(chǎng)景。在該模式下，建議使用屏蔽雙絞線電纜，以避免電磁干擾（EMI）問題。
• 斜率控制模式：通過連接一個(gè)電阻到RS引腳，可以控制CANH和CANL的壓擺率，最大傳輸速度可在40kbps至500kbps之間調(diào)節(jié)。這種模式能夠有效降低EMI，允許使用非屏蔽雙絞線或平行線作為總線線路。
• 待機(jī)模式（僅MAX3058）：當(dāng)RS引腳接高電平時(shí)，MAX3058進(jìn)入低功耗待機(jī)模式。在此模式下，發(fā)送器關(guān)閉，接收器進(jìn)入低電流/低速狀態(tài)。如果檢測(cè)到顯性位，RXD將切換到低電平，微控制器應(yīng)將收發(fā)器切換回正常工作狀態(tài)。
• 關(guān)機(jī)模式：對(duì)于MAX3058，將SHDN引腳置高可進(jìn)入關(guān)機(jī)模式；對(duì)于MAX3059，將RS引腳置高可進(jìn)入關(guān)機(jī)模式。在關(guān)機(jī)模式下，發(fā)送器和接收器均關(guān)閉，功耗極低。

（二）保護(hù)功能

• 熱關(guān)斷：當(dāng)結(jié)溫超過160°C時(shí)，熱關(guān)斷電路會(huì)將驅(qū)動(dòng)器輸出置于高阻抗?fàn)顟B(tài)，以防止器件因過熱而損壞。當(dāng)溫度下降到135°C時(shí)，熱關(guān)斷功能解除。
• 電流限制：CANH和CANL輸出具有短路電流限制功能，能夠保護(hù)器件免受短路損壞。
• ESD保護(hù)：具備 ±12kV的人體模型（HBM）靜電放電保護(hù)能力，提高了器件的可靠性。

三、電氣特性

（一）直流電氣特性

• 電源電流：在顯性狀態(tài)下，收發(fā)器的電源電流為40mA；在隱性狀態(tài)下，電源電流為2mA。在待機(jī)模式下，電源電流可降低至15μA；在關(guān)機(jī)模式下，MAX3058的電源電流為1μA，MAX3059的電源電流為5μA。
• 輸入輸出電平：TXD、RXD等引腳的輸入輸出電平符合CMOS/TTL標(biāo)準(zhǔn)，方便與其他數(shù)字電路接口。
• 終端電阻：MAX3059內(nèi)置了120Ω的終端電阻，可通過TERM引腳進(jìn)行控制。當(dāng)TERM引腳接高電平或浮空時(shí)，終端電阻接入；當(dāng)TERM引腳接低電平時(shí)，終端電阻斷開。

（二）時(shí)序特性

不同工作模式下，收發(fā)器的延遲時(shí)間和壓擺率有所不同。例如，在高速模式下，TXD到總線激活的延遲時(shí)間最大為50ns；在斜率控制模式下，壓擺率可根據(jù)連接到RS引腳的電阻值進(jìn)行調(diào)節(jié)。

四、引腳說明

五、工作模式選擇

（一）高速模式

將RS引腳接地，可使MAX3058/MAX3059進(jìn)入高速模式。在該模式下，收發(fā)器能夠?qū)崿F(xiàn)高達(dá)1Mbps的數(shù)據(jù)傳輸速率，但需要注意使用屏蔽雙絞線電纜以避免EMI問題。

（二）斜率控制模式

通過在RS引腳和地之間連接一個(gè)電阻，可以選擇斜率控制模式。在該模式下，CANH和CANL的壓擺率由連接到RS引腳的電阻控制，最大傳輸速度可在40kbps至500kbps之間調(diào)節(jié)。電阻值的選擇可根據(jù)以下公式計(jì)算：$R_{RS}(k Omega) approx 12,500 /(最大速度，kbps)$。

（三）待機(jī)模式（僅MAX3058）

將RS引腳置高，MAX3058進(jìn)入待機(jī)模式。在該模式下，發(fā)送器關(guān)閉，接收器進(jìn)入低電流/低速狀態(tài)。當(dāng)檢測(cè)到顯性位時(shí)，RXD將切換到低電平，微控制器應(yīng)將收發(fā)器切換回正常工作狀態(tài)。

（四）關(guān)機(jī)模式

對(duì)于MAX3058，將SHDN引腳置高可進(jìn)入關(guān)機(jī)模式；對(duì)于MAX3059，將RS引腳置高可進(jìn)入關(guān)機(jī)模式。在關(guān)機(jī)模式下，發(fā)送器和接收器均關(guān)閉，功耗極低。

六、應(yīng)用注意事項(xiàng)

（一）降低EMI和反射

在斜率控制模式下，CANH和CANL輸出的壓擺率受到限制，能夠有效降低EMI和反射。在多節(jié)點(diǎn)CAN應(yīng)用中，應(yīng)采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的布線方案，總線兩端需使用120Ω電阻進(jìn)行終端匹配，避免使用星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，以減少反射和數(shù)據(jù)錯(cuò)誤。

（二）電源供應(yīng)和旁路

MAX3058/MAX3059的電源引腳VCC需要使用0.1μF的陶瓷電容進(jìn)行旁路，電容應(yīng)盡可能靠近芯片，并且引腳長(zhǎng)度要短，走線寬度要寬，以減少電源噪聲。

（三）芯片信息

這兩款收發(fā)器采用BiCMOS工藝制造，晶體管數(shù)量為1024個(gè)。在設(shè)計(jì)過程中，我們需要根據(jù)實(shí)際需求合理選擇芯片，并注意芯片的散熱和布局。

七、總結(jié)

MAX3058/MAX3059以其多種工作模式、低功耗、強(qiáng)大的保護(hù)功能以及良好的電氣特性，為CAN總線應(yīng)用提供了可靠的解決方案。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，我們需要根據(jù)具體的應(yīng)用場(chǎng)景和需求，合理選擇工作模式，注意布線和電源設(shè)計(jì)，以充分發(fā)揮這兩款收發(fā)器的性能優(yōu)勢(shì)。同時(shí)，大家在使用過程中如果遇到任何問題，歡迎在評(píng)論區(qū)留言討論，讓我們一起不斷提升設(shè)計(jì)水平。