Описание LIN-трансивера

Для подключения микроконтроллера к шине LIN требуется LIN-трансивер. В данном устройстве будет использован MCP201 /7, 38/. Особенности этого трансивера:

- Скорость передачи данных до 20 кБ;

- Широкий диапазон напряжения питания (5-18 В);

- Максимальное входное напряжение 30 В;

- Расширенный температурный диапазон: от -40 до +125 °С;

- Подсоединяется к стандартному USART;

- Совместим с LIN версии 1.3

- Вывод LIN имеет ряд преимуществ: встроенный потягивающий резистор и диод, защита от короткого замыкания на землю, протекающий ток может быть от 40мА до 200 мА, автоматическое выключение при перегреве, встроенный стабилизатор напряжения на 5 В.

Структурная схема трансивера изображена на рис. 4.12.

Трансивер осуществляет полудуплексную двунаправленную связь между микроконтроллером и полудуплексной LIN-шиной. Это предназначено для промышленных применений, где скорость в шине не превышает 20 кБд. Микросхема MCP201 преобразует TTL-уровни в LIN-уровень и наоборот. Микросхема также является стабилизатором напряжения на +5 В.

Типовая схема включения изображена на рис. 4.13.

Трансивер может работать в нескольких режимах. Диаграмма режимов показана на рис. 4.14, а описание - в таблице 4.3.

Рис. 4.12. Структурная схема трансивера.

У микросхемы есть вывод – LIN. Он нужен для подключения к LIN-шине. Через этот вывод идет передача и прием данных. LIN-передатчик - задающее устройство для вывода LIN, которое контролируется сигналом TXD. Он имеет вывод с открытым коллектором. Чтобы уменьшить радиопомехи во время изменения уровня в шине, используется регулятор усиления (slope control). Если произошел перегрев и логический уровень сигнала TXD низкий, передатчик выключится. Когда температура спадет, он включится. LIN-передатчик передает сигнал в шину с вывода RXD.

Рис. 4.13. Типовая схема включения микросхемы MCP201.

CS/WAKE – вывод выбора чипа (Chip Select Input pin). Если CS = ‘1’, то включены и трансмиттер и стабилизатор напряжения. Если CS/WAKE = ‘0’, микросхема находится в режиме малого энергопотребления и включен только передатчик.

Рис. 4.14. Диаграмма состояний рабочих режимов.

Таблица 4.3. Режимы трансивера.

Название режима	Состояние встроенного трансмиттера	Состояние стабилизатора напряжения	Действия	Комментарии
POR	Выключен	Выключен	Чтение CS/WAKE, если низкий логический уровень, то режим READY, если высокий – READY1
READY	Выключен	Включен	Если сигнал CS/WAKE возрастает (фронт), то режим OPERATION	Шина отключена
READY1	Выключен	Включен	Если сигнал CS/WAKE спадает, то режим READY	Шина отключена
OPERATION	Включен	Включен	Если сигнал CS/WAKE спадает, то режим POWER DOWN	Обычный режим работы
POWER DOWN	Выключен	Выключен	Если уровень в LIN-шине спадает, то - режим READY. При фронте на CS/WAKE режим меняется на OPERATION	Режим низкого энергопотребления

Максимально допустимые электрические характеристики микросхемы:

Постоянное напряжение V_IN на выводе CS/WAKE -0.3 В … V_REG+0.3 В;

Постоянное напряжение V_IN on CS/WAKE -0.3 В … V_BAT+0.3 В;

Напряжение питания V_BAT -0.3В … +30 В;

Напряжение на шине VL_BUS от -18 В … +30 В;

Ток короткого замыкания IL_BUS в шине 200 мА;

Электростатического напряжение на всех выводах (от человека) >2 кВ;

Электростатического напряжение на всех выводах (от токоведущих частей) >200 В;

Максимальная температура перехода 150°C;

Температура хранения -55 … +150°C.