Autosar CAN开发12(基于CAN收发器的休眠唤醒、CAN收发器模式讲解。详细讲解TJA1059（TJA1049）、TJA1043、TJA1145。)

嵌软小白贝

已于 2023-12-29 11:31:06 修改

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分类专栏： Autosar架构BSW层开发历程文章标签：汽车 mcu 基于CAN收发器的休眠唤醒 CAN收发器 Autosar

于 2023-10-12 15:28:39 首次发布

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入职新公司短短几个月让我搞遍了整整3种CAN收发器。真的是又爱又恨。。。

关于我对CAN收发器理解的历程。

什么是CAN收发器

基础版CAN收发器：TJA1059（TJA1049）收发器

TJA1049 引脚图：

TJA1049 收发器模式及各个模式切换方法：

TJA1043 收发器模式及各个模式切换方法：

Normal模式：

Standby模式：

Listen-Only模式：

Go-To-Sleep模式和Sleep模式：

唤醒检测情况1：MCU处于断电状态（MCU电源被切断的状态）时进行唤醒源检测。

唤醒检测情况2：MCU处于有电状态（MCU此时一般处于预休眠状态）时进行唤醒源检测。

加强版CAN收发器：TJA1145收发器

结束语

关于我对CAN收发器理解的历程。

想起2年前刚毕业在公司搞CAN通讯开发。

由于公司项目的平台都是做的非常的完善，所以我都是在CAN的上层搞来搞去，很少有机会从最底层的CAN收发器往上一步步开发。

因为我直接看CAN收发器手册，里面一大堆东西。什么ERR_N脚用来检测什么错误啦、什么温度过高过低啦、什么WakeUpFlag啦、各种乱七八糟的什么的。

这么多功能，到底这么用啊？所以搞了一年半载都没明白收发器到底是干啥的。

后来真正弄过CAN收发器才明白，其实很简单，一般哪有用到手册里面写的那么多功能。平时用到的就两个功能。

第一：CAN通讯（即CAN报文收发）

第二：MCU的休眠唤醒（即通过报文唤醒MCU，无报文时MCU进入休眠）

首先是MCU的CAN通讯。MCU要CAN通讯了，就把收发器切换至正常通讯模式（Normal），MCU不要CAN通讯了，就把收发器切换至其它模式。而所谓的各种收发器模式有什么用，其实简单理解就是正常通讯模式（Normal）收发器能收能发，其它模式收发器不能收不能发（当然，有能收不能发，即Listen-only，但这种模式一般也用不上）。

然后是MCU的休眠唤醒（即报文唤醒）为什么休眠唤醒需要用到CAN收发器呢？一般来说，我们的MCU进入休眠后，MCU唤醒有两种情况：主动唤醒和被动唤醒。关于主动唤醒和被动唤醒不理解的话可以看我前面的一篇文章：Autosar BSW层CAN通讯开发------05（Autosar的CanNM----网管报文在汽车上的作用、“同起同睡”）_嵌软小白呗的博客-优快云博客Autosar的CanNM----网管报文在汽车上的作用https://blog.youkuaiyun.com/qq_41848098/article/details/125343580 MCU的被动唤醒就需要用到CAN收发器，MCU休眠时，CAN收发器检测到CAN总线出现CAN报文，此时MCU可通过检测CAN收发器（可能是直接读收发器的引脚电平读取是否被CAN报文唤醒、也可能是通过SPI去读取是否被CAN报文唤醒情况），得知是否自己需要被动唤醒。

由于用收发器实现MCU的休眠唤醒比较复杂，本文简单讲一下，详细MCU休眠唤醒可看下一篇文章。

接下来我从MCU工作时需要用到CAN收发器什么功能，进而去讲CAN收发器的功能和使用方法。我觉得从这个角度会更容易理解CAN收发器（即知道了需求，自然就知道我们的产品是什么了）。

什么是CAN收发器

所谓“CAN收发器”，通俗来讲，就是把CAN高和CAN低两根线的（电压）差分数据转换成如0、1、0、1这样的逻辑数据。更专业一点的大家自行百度一下就好了，本文主要讲一下CAN收发器怎么使用。

仅从CAN数据收发来看，接线是这样的：

接下来讲一下具体收发器模式如何切换、休眠唤醒如何通过收发器实现

基础版CAN收发器：TJA1059（TJA1049）收发器

TJA1049 引脚图：

先看一下TJA1059的引脚图

再看下TJA1049的引脚图

明显可见，TJA1059其实就是两个TJA1049合在了一块。TJA1059的数据手册也有说：

TJA1049 收发器模式及各个模式切换方法：

Normal模式：

功能：只有该模式CAN报文能收能发。要正常收发报文就需要切到这个模式。

模式切换方法：把收发器的STB脚拉低就切换到Normal模式了

Standby模式：

功能：①该模式下CAN报文不能收不能发。②该模式下可通过检测RXD引脚得知是否CAN总线出现CAN报文，进而用于实现MCU的报文唤醒检测。

模式切换方法：把收发器的STB脚拉高就切换到Standby模式了

TJA1049 CAN通讯功能

开启通信时就把收发器切到Normal模式。关闭通信时就把收发器切到Standby模式。

TJA1049 休眠唤醒功能：

据我目前所知，TJA1049只能用来做唤醒检测，无法用于作为MCU进入休眠低功耗检测的条件。因为TJA1049只有Normal、Standby两种模式。

唤醒检测：

TJA1049处于Standby模式。此时TJA1049若检测到总线有CAN报文（任意报文）后，TJA1049的RXD引脚会从高电平拉低至低电平，MCU可通过检测TJA1049的RXD引脚低电平作为报文唤醒信号。

但由于TJA1049处于Standby模式检测到总线有CAN报文后，RXD引脚拉低不会一直保持为低电平（如总线只发了一帧报文，RXD引脚拉低后会立即又变回高），因此MCU不能采用轮询检测的方式读取低电平作为唤醒信号，必须使用中断捕获RXD引脚下降沿才能确保MCU能立即捕获到唤醒信号。

升级版CAN收发器：TJA1043收发器

TJA1043 引脚图：

TJA1043 收发器模式及各个模式切换方法：

TJA1043收发器有5个模式：Standby、Normal、Listen-Only、Go-To-Sleep、Sleep。

收发器模式切换状态机：

收发器模式切换方法手册说明：

Normal模式：

功能：只有该模式CAN报文能收能发。要正常收发报文就需要切到这个模式。

模式切换方法：STB拉高、EN拉高

Standby模式：

功能：①该模式下CAN报文不能收不能发。②该模式下可通过检测ERR或RXD引脚得知是否CAN总线出现CAN报文，进而用于实现MCU的报文唤醒检测，手册说明如下图所示：

模式切换方法：STB拉低、EN拉低

Listen-Only模式：

不管，一般不使用该模式。

Go-To-Sleep模式和Sleep模式：

功能：①该模式下CAN报文不能收不能发。②该模式下可通过判断INH引脚进行下电休眠条件检测。③该模式下可通过检测ERR或RXD引脚得知是否CAN总线出现CAN报文，进而用于实现MCU的报文唤醒检测，手册说明如下图所示：

模式切换方法：把Go-To-Sleep模式和Sleep模式写一块的原因，是因为Sleep模式是没法直接通过控制STB和EN电平的方法进入的，而是通过控制STB和EN电平使收发器进入Go-To-Sleep模式后，等待20us-50us后收发器自行进入Sleep模式，手册说明如下图所示：

关于Wakeflag：

在最初我不理解基于1043收发器的休眠唤醒机制时，由于1043可以检测报文唤醒，然后我看数据手册，看到有个WAKE引脚，以为它是通过WAKE引脚实现的，然后手册也确实有说WAKE引脚能实现唤醒功能，然后我就总想着把WAKE引脚和报文唤醒扯一起。最后才发现这报文唤醒和WAKE引脚是分开的两个功能，两者没关系。

如下图所示:

也就是说Wake引脚可以接一根唤醒信号线实现唤醒功能，当收发器在Standby或Sleep时，Wake脚检测到电平变化时，然后RXD和ERR会拉低。但是一般情况下我们用不上这个功能，我们用的是CANH和CANL检测到CAN报文时RXD和ERR会拉低这个功能。

而所谓的Wakeflag，它的意思是RXD和ERR拉低表示置起了Wakeflag。然后进入Normal状态后，会把RXD和ERR拉回高，即清掉了Wakeflag。

TJA1043 CAN通讯功能：

开启通信时就把收发器切到Normal模式。关闭通信时就把收发器切到Standby模式。

TJA1043 休眠唤醒功能：

MCU通过判断收发器的INH脚进入休眠：

由于TJA1043的INH脚只有在Sleep模式时为浮空，其它模式都为高电平，因此若硬件给INH脚设为下拉模式，则只有当收发器为Sleep模式时，INH才为低电平，如下图所示。

因此硬件或SBC可通过检测INH脚为高电平时才给MCU供电，为低电平时则切断MCU的供电，即可实现MCU的休眠。即：MCU控制收发器的模式切换为Sleep模式进而使得MCU进入休眠模式。

需要注意的是：

①收发器要进入Sleep模式，是通过控制收发器STB为低电平，EN为高电平使收发器进入Go-to-Sleep模式，然后等待20-50us后收发器会自行进入Sleep模式。

②收发器在Standby模式或Sleep模式，若检测到CAN总线有报文，ERR会拉低，且INH会保持高电平无法拉低。（因此这种情况MCU读取到ERR拉低后，需要进行唤醒操作并把收发器切为Normal。否则，收发器处于Sleep模式，但INH拉高。然后MCU又不做任何操作，会导致无法休眠，又无法唤醒，这就出问题了。）

休眠流程如下图所示：

唤醒检测情况1：MCU处于断电状态（MCU电源被切断的状态）时进行唤醒源检测。

此时TJA1043处于Sleep模式(注意，此时MCU断电，但CAN收发器是有电的，因为收发器要一直检测CAN总线)。此时TJA1043检测到总线有CAN报文（任意报文）后，TJA1043的ERR及RXD引脚会从高电平拉低至低电平，并且保持为低电平（直到收发器模式切换为Normal模式），MCU可通过检测TJA1043的ERR或RXD引脚低电平作为报文唤醒信号。

值得说明的是，与上面说的TJA1049收发器不同，TJA1043在Standby模式或Sleep模式检测到总线有CAN报文后，ERR和RXD会一直保持为低电平，直到收发器模式切换为Normal模式。因此MCU通过检测TJA1043的ERR或RXD引脚读取是否被CAN报文唤醒时不能通过中断读取引脚电平边沿变化，而是必须通过轮询的方式读取引脚电平为低时判断为有CAN报文唤醒。原因如下：

基于TJA1143的唤醒流程为：当MCU休眠时总线出现CAN报文，此时CAN收发器会检测到CAN报文并把ERR和RXD拉低，同时把CAN收发器的INH引脚拉低，硬件检测到INH引脚为低后将会给MCU供电，MCU上电后此时CAN收发器的ERR和RXD早已拉低，已经不会出现边沿跳变，因此无法通过中断捕获编译跳变信号，所以MCU必须通过轮询检测的方式读取CAN收发器的ERR引脚或RXD引脚为低电平进行唤醒源检测。

唤醒流程如下：