德州仪器TCAN评估模块用户指南解读

在电子设计领域，CAN（Controller Area Network）总线因其高可靠性和实时性，被广泛应用于汽车、工业自动化等众多领域。德州仪器（TI）推出的TCAN评估模块（EVM）为工程师们提供了一个便捷的平台，用于评估各种CAN收发器的性能。本文将深入解读TI的《User’s Guide TCAN Evaluation Module》，帮助工程师们更好地使用该评估模块。

文件下载：TCAN1042DEVM.pdf

一、TI CAN收发器与EVM概述

TI拥有丰富的高速CAN收发器产品线，这些产品兼容ISO11898 - 2高速CAN标准，涵盖了5 - V (V{CC}) 、3.3 - V (V{CC}) 、带I/O电平转换以及隔离式CAN收发器等多种类型。不同的CAN收发器家族具有不同的特性，如低功耗待机模式、唤醒功能、静音模式、回环模式和诊断模式等。

TI的CAN EVM旨在帮助设计师评估各种TI CAN收发器的操作和性能，同时提供总线终端、总线滤波和保护等功能。用户可以通过跳线设置、简单的焊接任务和更换标准组件，轻松配置该EVM以适应TCAN10xx、TCAN33x、SN65HVD23x、SN65HVD25x、SN65HVD10x0和SN65HVDA54x等CAN收发器家族的需求。对于隔离式CAN收发器家族，TI还提供了单独的EVM。

二、CAN EVM硬件连接与配置

2.1 硬件连接

CAN EVM与CAN收发器设备的所有必要引脚都有简单的连接，并在必要的地方设置了跳线，以提供设备引脚和CAN总线配置的灵活性。评估所需的所有主要测试点（如GND、(V_{CC}) 、TXD、RXD、CANH、CANL、引脚8（模式引脚）或引脚5（多种功能））都有测试环。

2.2 跳线连接

文档中详细列出了各个跳线的连接方式和功能，以下是一些关键跳线的介绍：

• JMP1：4引脚跳线，用于引脚8的模式选择，可实现上拉到(V_{CC}) 、下拉到GND或用户可安装的下拉电阻（用于具有压摆率控制RS引脚的设备）。
• JMP2：10引脚插头，用于连接所有关键数字I/O、电源和GND，可将CAN收发器与外部测试设备或处理器EVM连接。
• JMP3：4引脚插头，用于CAN总线连接（CANH、CANL）和GND。
• JMP4和JMP5：用于连接120 - Ω CAN终端电阻，可单独使用或组合使用以实现不同的负载配置。
• JMP6：5引脚跳线，用于配置引脚5的功能，如(V{RXD}) 或(V{IO}) 电源输入、(V_{REF}) 或SPLIT终端输出等。

三、EVM设置与操作

3.1 电源供应

• (V_{CC}) 电源供应：基本设置使用单个电源来评估标准5 - V或3.3 - V单电源收发器设备的性能。将5 - V或3.3 - V (V{CC}) 电源连接到TB1跳线插头或(V{CC}) 和GND测试点环，LED D3用于指示(V_{CC}) 的存在。
• I/O电源供应(V{RXD}) 或(V{IO})：对于具有I/O电平转换的设备，需要第二个电源供应。通过JMP2、JMP6或TP8连接该电源，并在C6处安装本地缓冲和去耦电容。

3.2 主要信号连接

• TXD输入：收发器的TXD（引脚1）传输数据路由到JMP2和TP1，信号路径到JMP2插头预安装了0 - Ω串联电阻R10。
• RXD输出：收发器的RXD（引脚4）接收数据路由到JMP2和TP7，信号路径到JMP2插头预安装了0 - Ω串联电阻R13。
• MODE选择或引脚8：收发器的引脚8通常是设备的模式控制引脚，路由到JMP1、JMP2和TP3。
• 引脚5：引脚5根据收发器的不同有多种用途，路由到JMP6、JMP2和TP8。

3.3 CAN总线负载、终端和保护配置

• 总线终端：CAN EVM配备了两个120 - Ω功率电阻，可通过跳线在CANH和CANL之间选择。使用一个电阻时，EVM作为总线的终端；使用两个电阻并联时，可提供标准的60 - Ω负载用于参数测量。此外，EVM还提供了用于分裂终端的焊盘。
• 保护方案：EVM具有多种保护方案的焊盘，可增强系统级EMC要求的鲁棒性，如串联电阻保护、共模扼流圈滤波、总线滤波电容和TVS二极管瞬态保护等。

3.4 用户可安装的I/O选项

CAN EVM的PCB上有用于安装各种滤波和保护选项的焊盘，每个数字输入或输出引脚都允许安装串联限流电阻、上拉或下拉电阻以及接地电容，以实现RC滤波。用户可根据应用需求更换或填充这些RC组件。

四、TCAN1042 - Q1的EVM配置

TCAN10xx系列设备根据ISO 11898标准将CAN协议控制器与物理总线接口。TCAN1042 - Q1是该系列中的一款设备，其EVM连接设置如下：

• JMP1：模式选择，上拉到(V_{CC}) 为静音模式，下拉到GND为正常模式。
• JMP2：用于连接到外部测试设备或处理器EVM，确保JMP1、JMP6和TB1的设置与JMP2不冲突。
• JMP3：必要时用于将EVM连接到CAN网络的CAN总线连接（CANH、CANL）和GND。
• JMP4：必要时用于单个CAN网络终端。
• JMP5：必要时与JMP4并联以获得60 - Ω负载来测量CAN参数。
• JMP6：用于TCAN1042的VIO电平转换，根据应用需求连接到5 - V或3.3 - V电源。

五、使用注意事项

5.1 适用范围

EVM仅适用于产品或软件开发人员在研发环境中使用，用于评估TI半导体产品的可行性、进行实验或科学分析，不得直接或间接组装到任何成品中，也不得用于消费或家庭用途。

5.2 保修与责任

TI对EVM提供90天的保修，保修条件和责任限制在文档中有详细说明。用户应在规定时间内通知TI任何明显或隐藏的缺陷。

5.3 法规注意事项

不同地区对EVM的使用有不同的法规要求，如美国的FCC规定、加拿大的Industry Canada规定、日本的无线电法规定以及欧盟的电磁兼容性指令等。用户在使用EVM时应遵守相应的法规。

5.4 安全警告

EVM仅适用于技术合格的专业电子专家，用户应在TI推荐的指南和适用的法律或环境要求下操作EVM，避免因操作不当导致人身伤害、死亡或财产损失。同时，应注意静电放电对EVM的影响，建议将EVM存放在防静电袋中。

TI的TCAN评估模块为工程师们提供了一个全面且灵活的平台，用于评估各种CAN收发器的性能。通过深入了解EVM的硬件连接、配置和操作方法，以及遵守相关的使用注意事项，工程师们可以更高效地进行CAN收发器的评估和开发工作。你在使用TI的CAN EVM时遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。