Atmel ATA6629/ATA6631開發(fā)板V2.2：開啟LIN設(shè)計(jì)新旅程

在汽車電子領(lǐng)域，LIN（Local Interconnect Network）總線憑借其低成本、低速率的特性，廣泛應(yīng)用于車輛的便利性電子系統(tǒng)中。Atmel ATA6629/ATA6631開發(fā)板V2.2為工程師們提供了一個(gè)便捷的平臺(tái)，用于快速上手使用這兩款I(lǐng)C，并進(jìn)行新LIN設(shè)計(jì)的原型開發(fā)與測(cè)試。

文件下載：ATA6631-EK.pdf

一、開發(fā)板簡介

1.1 芯片特性

ATA6631是一款完全集成的LIN收發(fā)器，符合LIN規(guī)范2.0、2.1和SAEJ2602 - 2，內(nèi)置5V/85mA低壓差穩(wěn)壓器。ATA6629與之類似，只是穩(wěn)壓器的輸出電壓為3.3V。這兩款I(lǐng)C是Atmel ATA6623/ATA6625的后續(xù)產(chǎn)品，具有增強(qiáng)的EMC性能、更低的靜默模式電流消耗、更長的TXD超時(shí)時(shí)間和改進(jìn)的喚醒行為，即使在總線浮空或總線與地短路的情況下，睡眠模式和靜默模式的電流消耗也非常低。它們能夠處理車輛中的低速數(shù)據(jù)通信，LIN驅(qū)動(dòng)器改進(jìn)的斜率控制確保了高達(dá)20Kbaud的安全數(shù)據(jù)通信。

1.2 開發(fā)板特性

• 元件齊全：開發(fā)板上安裝了所有必要的組件。
• 引腳易訪問：所有引腳都易于連接和操作。
• 支持主從操作：可用于主節(jié)點(diǎn)或從節(jié)點(diǎn)的開發(fā)。

1.3 快速啟動(dòng)

開發(fā)板配備了開發(fā)LIN從節(jié)點(diǎn)所需的所有組件。連接外部12V直流電源到VBAT和GND端子后，開發(fā)板進(jìn)入故障安全模式，此時(shí)可在VCC和GND之間測(cè)量到內(nèi)部穩(wěn)壓器提供的5V（ATA6631）或3.3V（ATA6629）直流電壓。在故障安全模式下，通信處于非激活狀態(tài)，要通過LIN總線接口進(jìn)行通信，需在EN引腳施加VCC電壓（5V或3.3V）將設(shè)備切換到正常模式。

二、硬件描述

2.1 電源供應(yīng)（VBAT和GND）

要使開發(fā)板正常工作，需要在VBAT和GND端子之間連接一個(gè)5.7V - 27V的外部直流電源。輸入電路通過D1保護(hù)二極管防止反極性，VBAT和VS之間的電壓差約為0.7V。

2.2 電壓調(diào)節(jié)器（VCC）

內(nèi)部的5V或3.3V低壓差穩(wěn)壓器能夠在較寬的電源電壓和環(huán)境溫度范圍內(nèi)驅(qū)動(dòng)高達(dá)50mA的負(fù)載，精度為±2%，可用于為微控制器、傳感器或其他IC供電。穩(wěn)壓器能夠驅(qū)動(dòng)超過50mA的負(fù)載電流，但功率耗散是限制因素，電流限制至少為85mA。穩(wěn)壓器通過電流限制和過溫關(guān)斷保護(hù)防止過載，輸出電壓受到監(jiān)控，當(dāng)?shù)陀谇穳洪撝禃r(shí)，NRES引腳會(huì)發(fā)出復(fù)位信號(hào)。建議使用電解電容（C ≥ 1.8μF）和陶瓷電容（C = 100nF）進(jìn)行補(bǔ)償和平滑處理，電解電容的ESR值應(yīng)在0.2Ω - 5Ω之間。

2.3 LIN接口（LIN、TXD和RXD）

2.3.1 總線引腳（LIN）

LIN引腳采用了具有內(nèi)部電流限制、熱關(guān)斷和符合LIN規(guī)范2.x的內(nèi)部上拉電阻的低端驅(qū)動(dòng)器。內(nèi)部上拉電阻在正常和故障安全模式下均有效，LIN接收器閾值符合LIN協(xié)議規(guī)范。即使在Vbat斷開的情況下，從LIN總線到Vs的反向電流也小于2μs。當(dāng)LIN引腳與電池電壓短路時(shí)，輸出會(huì)限制輸出電流，芯片溫度超過過溫閾值時(shí)，LIN輸出會(huì)關(guān)閉，溫度回滯后再次開啟。開發(fā)板上的LIN引腳連接了一個(gè)220pF的電容到地，并且為LIN主應(yīng)用所需的額外組件（二極管D2和電阻R3）預(yù)留了安裝位置。

2.3.2 輸入引腳（TXD）

在正常模式下，TXD引腳是微控制器控制LIN輸出狀態(tài)的接口。將TXD拉低可使LIN總線處于顯性狀態(tài)，TXD引腳有內(nèi)部上拉電阻。如果TXD為高，LIN輸出晶體管關(guān)閉，總線處于隱性狀態(tài)；如果TXD為低，LIN輸出晶體管開啟，總線處于顯性狀態(tài)。內(nèi)部定時(shí)器防止總線永久處于顯性狀態(tài)，如果TXD被強(qiáng)制拉低超過27ms，LIN引腳將切換到隱性模式，要重置此模式，需先將TXD切換到高電平（> 10μs），然后再將LIN切換到顯性狀態(tài)。

2.3.3 輸出引腳（RXD）

RXD引腳向微控制器報(bào)告LIN總線的狀態(tài)，LIN高（隱性狀態(tài)）時(shí)RXD為高電平，LIN低（顯性狀態(tài)）時(shí)RXD為低電平。輸出具有約5kΩ的內(nèi)部上拉電阻到VCC，并且具有短路保護(hù)功能。在未供電模式下，RXD關(guān)閉。

2.4 欠壓復(fù)位輸出（NRES）

NRES是一個(gè)開漏輸出，在VCC欠壓時(shí)開啟。實(shí)現(xiàn)的欠壓延遲使NRES在VCC達(dá)到標(biāo)稱值后約4ms內(nèi)保持低電平。為了上拉Atmel ATA6629/ATA6631的輸出，需要一個(gè)連接到VCC的外部電阻，開發(fā)板上已經(jīng)考慮了這個(gè)電阻（R2）。當(dāng)發(fā)生復(fù)位（NRES為低）時(shí)，電路切換到故障安全模式。

2.5 使能輸入（EN）

EN引腳控制接口的工作模式。當(dāng)EN = 1時(shí)，電路處于正常模式，TXD到LIN和LIN到RXD的傳輸路徑均有效，電壓調(diào)節(jié)器也開啟。如果在TXD為高時(shí)將EN切換到低電平，設(shè)備將進(jìn)入靜默模式，此時(shí)無法進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，LIN引腳被弱電流源拉到VS，電流消耗降低到約40μA，但電壓調(diào)節(jié)器仍保持全功能。如果在TXD為低時(shí)將EN切換到低電平，設(shè)備將進(jìn)入睡眠模式，LIN引腳被弱電流源拉到VS，電壓調(diào)節(jié)器關(guān)閉，睡眠模式下設(shè)備仍由電池電壓供電，供電電流通常為10μA。EN引腳提供下拉電阻，以便在未連接時(shí)將收發(fā)器強(qiáng)制進(jìn)入睡眠或靜默模式。為了避免在切換到睡眠模式時(shí)對(duì)LIN引腳產(chǎn)生影響，可以在TXD之前最多3.2μs將EN切換到低電平，最佳和最簡單的方法是使TXD和EN同時(shí)出現(xiàn)下降沿。

三、開發(fā)板原理圖和布局

文檔中提供了開發(fā)板的原理圖和組件布局圖，需要注意的是，D2和R1僅在主節(jié)點(diǎn)應(yīng)用中是必要的。

四、修訂歷史

本次版本（9203B - AUTO - 03/11）對(duì)第1節(jié)“Introduction”和圖2 - 2 “SOA: IVCC versus V S at Different Ambient Temperatures”進(jìn)行了修改。

對(duì)于電子工程師來說，Atmel ATA6629/ATA6631開發(fā)板V2.2為LIN設(shè)計(jì)提供了一個(gè)強(qiáng)大而便捷的平臺(tái)。在實(shí)際應(yīng)用中，你是否遇到過類似開發(fā)板使用過程中的挑戰(zhàn)呢？你又是如何解決的呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享你的經(jīng)驗(yàn)。