NXP 局域网络CAN 收发器TJA1145 应用笔记

aressos

当下越来越多的车厂在应用带有局域网络功能的CAN收发器。好处就是使用特定的帧ID 或者 帧内容去唤醒某个节点，而不是总线上有数据就去唤醒节点，再去判断是不是发给自己的信息。
由于工作原因，对 NXP 的产品比较熟悉，最近有时间学习了一下使用 TJA1145 的方法，和大家分享。 各位如果有队 NXP 产品的需求可以找我。能帮忙则帮忙！

TJA1145是一款高速CAN收发器，在待机模式和睡眠模式下具有超低的功耗，通过使用选择性唤醒功能，支持符合ISO 11898-6:2013标准的CAN局部联网。
自己做了一个小的demo 板，板子上只有收发器，并把所有接口都引出。由于这个收发器是使用 SPI 去配置的，所以电脑上使用 USB==>SPI 的板子去写入和观察寄存器的状态。
测试到 CAN 功能，使用 USB转 CAN 盒子。
原理图根据应用手册上的照抄，当然，这种方式只适用于实验室级别的验证，产品级别的话， 保护器件还是要加一些的。
下面是我自己画的原理图。  基本上主要信号都放上了测试点。 LED1 是电源指示灯。  LED2 为 INH 引脚状态指示灯。


给整个板子上电， 连好 SPI 接口。
第一步先去读设备 ID。  寄存器地址为0x7E，  如果芯片为 TJA1145 则读出70H，  TJA1145FD 则是74H。

读指令的操作是地址左移一位 + 1.       也就是 7E*2 + 1   =  FD
发送指令 FD。可以看到读出来的数据如下图。

根据TJA1145 模式转换图：



在正常上电后， TJA1145 应该处于standby 模式， 对应 IHN 是 高电平输出。  对应 LED2 是点亮。
当Vcc 或  Vio 欠压时， 芯片会自动转为sleep 模式。
此处可以做一个实验，   手动让 VCC 欠压，观察芯片状态。   把 VCC 上的5V 电源断开，  再给芯片上电， 此时可以观察到， LED2 闪烁一下后熄灭， 可以知道 IHN 处于高阻状态。
芯片工作流程为 上电==>  standby 此时 led2 亮 ， 由于 VCC 欠压， 进入 sleep 模式。  此时，恢复 VCC ，芯片不会自动从sleep 模式跳出。
当 VCC 有5V 供电时， 再上12V 电源，  LED2 常亮， 芯片处于 standby 模式。


当芯片处于 standby 模式时，  我们去读 0x01 这个寄存器， 模式控制寄存器。
可以读出值为04，  对应的 MC 为100，   为standby 模式。




发命令让芯片进入sleep 模式：
需要注意的是，在进入sleep 模式之前一定要清除事件和设置唤醒源。
当TJA1145切换到睡眠模式时，事件检测配置正确非常重要，以确保其响应唤醒事件。 为此，为避免潜在的系统死锁，必须启用至少一个常规唤醒事件，并且在TJA1145切换到休眠模式之前必须清除所有事件状态位。 否则，TJA1145将切换到待机模式，以响应“睡眠”命令（MC = 001）。



如果检测到VIO欠压事件，VCC（VCC / VIO <VUVD（VCC）/ VUVD（VIO））长于tdet（uv）（VCC）/ tdet（uv）（Vv），则TJA1145也将被强制切换到休眠模式。
在这种情况下，所有挂起的唤醒事件将被清除。
CAN唤醒（CWE = 1），
通过WAKE引脚（WPFE = WPRE = 1）进行本地唤醒，以避免系统死锁（见第7.11节），
禁止选择性唤醒（CPNC = 0 ）。
0x03 寄存器中的FSMS指示是否通过SPI命令（FSMS = 0）选择了切换到睡眠模式，
或者由VCC或VIO（FSMS = 1）的欠压事件强制执行。
在TJA1145从sleep模式唤醒之后，该位可以被读取，以允许在欠压事件强制转换到休眠模式（FSMS = 1）时重新调整CWE，WPFE，WPRE和CPNC的设置。


下面通过写指令让芯片进入sleep 模式， 写指令= 地址*2 后面接数据（0201）。   在进入sleep 之前，根据模式转换图，需要清除事件和设置唤醒源。
先去读 event， 60H    读C1   读出为61h 中有未清除的事件。
清除PO  写入 61H     命令为 C210。




设置唤醒源，  设置本地wake pin 唤醒。   设置为1   命令为 9801 。


设置完成后，再写入 02 01  成功 设置为sleep 模式。 LED2 熄灭。

此时，只能通过本地 wake pin 去唤醒芯片。

使用导线短接一下 12V 和 KL15 引脚， 芯片被唤醒  LED2 常亮。  
唤醒后可以通过查询60H 寄存器来确定是被什么唤醒，

设置为 normal 模式， 通过 usb-CAN 工具，测试can 通信正常。
下面设置 通过 can 总线唤醒功能。

让芯片进入sleep 模式， 设置 can 总线唤醒使能， 23H 最后一位为1.
进入睡眠模式后， 通过 usb-can 给芯片发送一帧数据，  可以看到 LED2 重新点亮。
去查60H 中唤醒源，可以得到确实是由 CAN 总线唤醒。



部分网络允许响应专用的唤醒帧（WUF）选择性地激活CAN网络中的节点。 只有功能需要的节点在总线上有效，而其他节点保持低功耗模式，直到需要。
如果CAN唤醒（CWE = 1）和CAN选择性唤醒（CPNC = 1）都被使能，部分网络寄存器配置正确（PNCOK = 1），则收发器监视总线以进行专用的CAN唤醒帧。






特定帧唤醒设置：  帧ID 设置， 首先设置帧格式， 标准还是扩展 2F 寄存器
在 ID registers 0–3 里面。    标准帧或扩展帧由 这三个寄存器来决定。 标准帧11bit   扩展帧29bit  需要分开来来设定。
如设置标准帧为0x1A0 ， 则需要设置 寄存器29h   为 80， 2Ah 为 06  

再去设置 ID mask 寄存器 2B 到2E 对应 0–3， 和 ID 寄存器类似的设置方法。    ID mask 中，如果哪位被设置为1， 则代表 don’t care 这一位， 我们这里把最后三位设置为1，
对应的2Dh 为 1C  2Eh 为00


设置完成后，意味着可以被唤醒的 ID 从1A0 到1A7 都可以。  
这样的设计是为了考虑如果存在多个节点， 可以通过单条消息唤醒多组节点。

ID 配置完成后，再去配置数据长度，0-8 之间。
并设置 IDE 是标准帧还是扩展帧
这里设置2Fh 为08   标准帧   不校验can 总线数据。 数据长度8bit


如果DLC 不等于 0000和所有数据屏蔽位都设置为0，则不能通过CAN总线唤醒器件。 默认情况data mask 是全1.
如果WUF包含有效的ID，但DLC（在帧控制寄存器和WUF中）不匹配，则数据字段将被忽略，并且不会唤醒任何节点。
意味着设置过数据长度后， 还会去判断每一位的数据， 如果匹配则唤醒。Table 13.
Data mask registers (addresses 68h to 6Fh)

可以通过设置 PNDM 来设置过滤。
如果位PNDM = 0，则仅评估标识符字段以确定帧是否包含有效的唤醒消息。
当PNDM = 0时，检测到有效的唤醒消息并捕获唤醒事件的条件（并且CW被设置为1）：
1.接收到的唤醒帧中的标识符字段与过滤AND后的ID寄存器中的模式相匹配
2.接收帧中的CRC字段（包括隐性CRC定界符）被无错误地接收


如果PNDM = 1（默认值），则数据字段作为唤醒过滤的一部分被包括。
接收到的唤醒帧中的标识符字段与过滤AND之后的ID寄存器中的模式匹配
不是远程帧
接收到的消息中的数据长度代码与配置的数据长度代码（位DLC）匹配AND
•如果数据长度代码大于0，则设置接收帧的数据字段中至少一个位，并将关联数据掩码寄存器中的相应位也被设置
•接收帧中的CRC字段（包括隐性CRC定界符）被无错误地接收


设置总线波特率




CAN唤醒（CWE = 1）和CAN选择性唤醒（CPNC = 1）都被使能，部分网络寄存器配置正确（PNCOK = 1）







上线都是根据自己的实际操作来写的，有点乱，大家凑合看， 有问题欢迎大家一块来交流~

dreampet

这个芯片不错，我们也从开始切换到这个芯片了，硬件上需要注意下，即使不用INH脚，BAT脚也得供电，不然收发部分的电路不使能。

wurst

到底是收发器还是CAN控制器，有点懵了

shiva_shiva

感觉是收发器带了一部分控制器的功能。。。

wychao

与tja1050比有区别吗？

zqf441775525

收发器和控制器做到一起了？

aressos

dreampet 发表于 2017-9-28 12:29
这个芯片不错，我们也从开始切换到这个芯片了，硬件上需要注意下，即使不用INH脚，BAT脚也得供电，不然收发 ...

没错， BAT 的电一定要有， 否则不能工作。  VCC 如果欠压，芯片会进入sleep模式。

aressos

wurst 发表于 2017-9-28 12:43
到底是收发器还是CAN控制器，有点懵了

收发器而已，只不过是有特殊功能。可以设置被特殊的 ID  或者 特殊的报文内容唤醒。   没有控制器的功能。

aressos

wychao 发表于 2017-9-28 19:38
与tja1050比有区别吗？

当然有，  1050 就是个基本版的CAN 收发器， 没有低功耗模式，  这个有低功耗模式， 还可以支持被特殊的 ID， 或者特定的报文唤醒。

aressos

zqf441775525 发表于 2017-9-29 00:43
收发器和控制器做到一起了？

没做在一起， 这个还是一个收发器。

kingway00

想问个问题，在睡眠模式下，发送了一个CAN帧将其唤醒，那么这一帧的数据是否能读到?

weidni2009

楼主，帖子的图片为什么看不到了？

houyu415926

你好！TJA1145 SPI  SDI数据格式必须为float吗？从数据手册上看到的

drive

收藏下，准备下一步使用！

sql

收藏，感谢分享

cyjkai

谢谢分享

Pupil

暂时用不到，
多谢楼主分享

IC_learner

dear 楼主： 我看了您关于NXP 局域网络CAN 收发器TJA1145 应用笔记的帖子，我现在也想测下这个芯片的相关功能，您贴子上的图片无法显示出来，您能私发我一份吗？谢谢您了

阿键学长

IC_learner 发表于 2020-8-6 11:02
dear 楼主： 我看了您关于NXP 局域网络CAN 收发器TJA1145 应用笔记的帖子，我现在也想测下这个芯片的相关功 ...

我也想使用这个芯片  可以一块交流一下。

阿键学长

图片可以上传一下么

IC_learner

阿键学长 发表于 2020-8-6 12:21
我也想使用这个芯片  可以一块交流一下。

可以！我联系方式 q 810656514

aressos

阿键学长 发表于 2020-8-6 13:50
图片可以上传一下么

不知道为什么图片当时没弄好， 如果您在使用上有问题的话，就在这个帖子下留言吧， 我会看过答复的。

aressos

IC_learner 发表于 2020-8-6 15:39
可以！我联系方式 q 810656514

不知道为什么图片当时没弄好， 如果您在使用上有问题的话，就在这个帖子下留言吧， 我会看过答复的。

astankvai

这个成本太高了吧？用带CAN的MCU加transceiver就好了。

阿键学长

读设备 ID，  使用SPI发送FD00  什么都读不出来，这是为什么呢，是我SPI配置的有啥问题么

zhutr99

STM32还好没有哪个系列的CAN有特定ID唤醒这个功能，从F1到F4

aressos

阿键学长 发表于 2020-8-11 11:22
读设备 ID，  使用SPI发送FD00  什么都读不出来，这是为什么呢，是我SPI配置的有啥问题么 ...

不论如何，读 ID是确认 SPI 通信正常的方法之一， 如果确认 SPI 发送波形没问题， 那么，请检查一下硬件电路。  IHN Pin 是否为 12V 左右？

阿键学长

aressos 发表于 2020-8-12 08:17
不论如何，读 ID是确认 SPI 通信正常的方法之一， 如果确认 SPI 发送波形没问题， 那么，请检查一下硬件 ...

能否从我上传的示波器图片上判断一下我的波形是否有问题

清风雪狼

astankvai 发表于 2020-8-7 13:14
这个成本太高了吧？用带CAN的MCU加transceiver就好了。

您好，有推荐的transceiver么？

astankvai

清风雪狼 发表于 2020-12-13 15:41
您好，有推荐的transceiver么？

tja1042之类的啊。 TI也有好多，基本在1-2之间吧。

IC_learner

大家对TJA1145或TJA1145A的应用配置有任何问题，欢迎和我一起交流，我的QQ：810656514