MCP2542FD/4FD 和 MCP2542WFD/4WFD：高速CAN FD应用的理想之选

各位电子工程师朋友们，在CAN FD应用的设计里，拥有一款出色的收发器至关重要。今天咱们就来深入探讨一下Microchip公司的MCP2542FD/4FD和MCP2542WFD/4WFD这两款CAN收发器。

文件下载：MCP2544FDT-E MF.pdf

产品概述

MCP2542FD/4FD和MCP2542WFD/4WFD是为高速CAN FD应用设计的，通信速度最高可达8 Mbps。它能作为CAN协议控制器和物理总线之间的接口，为CAN协议控制器提供差分发送和接收能力，并且完全兼容ISO 11898 - 2:2016。其出色的环路延迟对称性支持CAN FD高达8 Mbps的数据速率，同时最大传播延迟也得到了优化，能够支持更长的总线长度。

核心特性

通信协议支持

它支持CAN 2.0和CAN with Flexible Data - Rate（CAN FD）物理层收发器要求，在2、5和8 Mbps的CAN FD操作中进行了优化，最大传播延迟仅120 ns，环路延迟对称性在2 Mbps时为 - 10%/+10%。

唤醒功能

• MCP2542FD/4FD：可在CAN活动时唤醒，活动过滤时间最大为3.6 µs。
• MCP2542WFD/4WFD：能根据ISO 11898 - 2:2016规定的唤醒模式（WUP）唤醒，活动过滤时间同样是3.6 µs。

电气特性

• 低功耗：典型待机电流仅4 µA，能有效降低系统功耗。
• 宽电压范围：VIO电源引脚可直接与I/O电压在1.8V至5V之间的CAN控制器和微控制器接口。
• 总线保护：设备未供电时，CAN总线引脚会断开，不会对CAN总线造成负载；具备接地故障检测功能，能检测TXD和总线上的永久显性状态；还有自动热关断保护功能。

兼容性与可靠性

• 符合AEC - Q100 Rev. G标准，适用于12V和24V系统。
• 满足或超过严格的汽车设计要求，包括传导发射、直接功率注入等测试。
• CANH和CANL上具有高静电放电（ESD）保护，符合IEC61000 - 4 - 2标准，最高可达±13 kV。
• 有扩展（ - 40°C至 + 125°C）和高温（ - 40°C至 + 150°C）两种温度范围可选。

工作模式

未供电模式（POR）

当设备上电后、VDD低于VPORL或VIO低于VPORL_VIO时，进入此模式。此时CAN总线通过高阻抗接地，设备无法在总线上通信或检测唤醒事件。

唤醒模式

当VDD和VIO高于其PORH电平时，从无电模式转换到唤醒模式；在正常模式下，若VDD小于VUVL或带隙输出电压不在有效范围内，也会进入唤醒模式；在待机模式下，若STBY引脚被拉低，同样会进入唤醒模式。此模式下，CAN总线接地偏置，RXD始终为高。

正常模式

当VDD超过VUVH、带隙在有效范围内且TXD为高时，设备进入正常模式。在正常模式下，驱动器模块可驱动总线引脚，CANH和CANL输出信号的斜率经过优化，以减少电磁辐射，CAN总线偏置为VDD/2，高速差分接收器处于激活状态。

待机模式

将STBY引脚置为高电平可使设备进入待机模式。在此模式下，发射器和接收器的高速部分关闭，以降低功耗；低功耗接收器和唤醒模块开启，用于监测总线活动；CAN总线接地偏置，RXD引脚保持高电平，直到检测到唤醒事件。

远程唤醒（WUP）

MCP2542WFD/4WFD在待机/静默模式下，当在CAN总线上检测到特定的唤醒模式（WUP）时会被唤醒。WUP由三个事件组成：至少持续tFILTER的显性阶段，接着是至少持续tFILTER的隐性阶段，最后是至少持续tFILTER的显性阶段，且整个模式必须在tWAKE(TO)内接收完成。

引脚说明

发送数据输入引脚（TXD）

根据TXD的状态，CAN收发器驱动差分输出引脚CANH和CANL。在MCP2542FD和MCP2542WFD中，TXD通过内部上拉电阻（标称33 kΩ）连接到VIO；在MCP2544FD和MCP2544WFDT中，连接到VDD。

接地引脚（VSS）

为设备提供接地。

电源电压引脚（VDD）

为发射器、接收器（包括唤醒接收器）提供正电源电压。

接收数据输出引脚（RXD）

这是一个CMOS兼容输出，根据CANH和CANL引脚上的差分信号输出高或低电平，通常连接到CAN控制器设备的接收器数据输入。在MCP2542FD和MCP2542WFD中由VIO供电，在MCP2544FD和MCP2544WFDT中由VDD供电。

NC引脚（MCP2544FD和MCP2544WFDT）

该引脚可以不连接或连接到VSS。

VIO引脚（MCP2542FD和MCP2542WFD）

为数字I/O引脚提供电源。

CAN低引脚（CANL）和CAN高引脚（CANH）

分别驱动CAN差分总线的低侧和高侧，同时也内部连接到接收输入比较器。设备未供电时，CANL和CANH会与总线断开。

待机模式输入引脚（STBY）

用于选择正常模式或待机模式。在MCP2542FD和MCP2542WFD中，STBY通过内部MOS上拉电阻连接到VIO；在MCP2544FD和MCP2544WFDT中，连接到VDD。

外露散热焊盘（EP）

建议将此焊盘连接到VSS，以增强电磁抗扰性和热阻性能。

典型应用

在数据速率大于1 Mbps时，为满足EMC/EMI要求，可能需要使用共模扼流圈（CMC）。该系列收发器适用于汽车、工业、航空航天、医疗和消费应用中的CAN 2.0和CAN FD网络。

总结

MCP2542FD/4FD和MCP2542WFD/4WFD凭借其高速性能、低功耗、多种保护功能和灵活的唤醒模式，成为了CAN FD应用中的优秀选择。各位工程师在设计相关系统时，不妨考虑一下这两款产品，说不定能为你的项目带来意想不到的效果。大家在使用过程中遇到过哪些问题或者有什么独特的应用经验，欢迎在评论区分享交流！