MCP2515-I/ST器件介绍

MCP2515-I/ST是一款由Microchip Technology公司生产的高性能、低功耗的CAN（控制器局域网）控制器器件。广泛应用于各种嵌入式系统，如工业自动化、汽车电子、医疗设备和智能家居等领域，可以通过SPI（串行外设接口）与其他微控制器或处理器进行通信，实现高速和低速CAN总线接口的扩展。

MCP2515-I/ST器件特点

  1. 兼容标准：MCP2515-I/ST符合ISO 11898-2:2003和ISO 11898-3:2006标准，支持高速和低速CAN总线接口。
  2. 协议支持：该器件支持CAN 2.0A和CAN 2.0B协议，可处理标准和扩展标识符的消息。
  3. 高性能：MCP2515-I/ST采用先进的CMOS技术，提供高达1 Mbps的数据传输速率。
  4. 低功耗：该器件的工作电压范围为2.7 V至5.5 V，具有低功耗特性，适用于各种电池供电的应用。
  5. 多种操作模式：MCP2515-I/ST支持正常操作、低功耗模式和睡眠模式，可根据应用需求灵活调整。
  6. 高效数据传输：内置16KB接收FIFO和8KB发送FIFO，以提高数据传输效率。
  7. 中断支持：提供多种中断源，如接收中断、发送中断和错误中断，以实现高效的事件处理。
  8. 系统稳定性：内置看门狗定时器，以确保系统稳定运行。

引脚图及引脚介绍

MCP2515-I/ST器件的20个引脚介绍如下：

  • RESET：复位引脚，用于将控制器置于复位状态。
  • RXCAN：接收CAN数据引脚，用于接收来自CAN总线的数据。
  • CA：时钟分频器输入引脚，用于配置时钟分频器。
  • SCK：SPI时钟引脚，用于与SPI接口进行通信。
  • SI：SPI数据输入引脚，用于从SPI接口接收数据。
  • SO：SPI数据输出引脚，用于向SPI接口发送数据。
  • TX0RTS/TX2RTS：发送缓冲器0和发送缓冲器2的传输请求引脚。
  • OSC1和OSC2：振荡器引脚，用于配置内部振荡器。
  • VDD：电源正极引脚，用于提供电源。
  • VSS：电源负极引脚，用于提供接地。
  • INT：中断请求引脚，用于产生中断信号。
  • TXCAN：发送CAN数据引脚，用于向CAN总线发送数据。
  • CLKOUT/SOF：时钟输出/SOF（Start of Frame）引脚，用于输出时钟或SOF信号。
  • RX0BF和RX1BF：接收缓冲器的标志引脚，表示相应缓冲器是否已满。
  • 2个NC：未连接引脚，不使用或可用于其他功能。

原理图及工作原理

  • 接收数据：MCP2515-I/ST器件通过RXCAN引脚接收来自CAN总线的数据，然后将其存储在接收FIFO（先进先出）缓冲器中。当接收FIFO中有新数据时，MCP2515-I/ST会通过INT引脚向主控制器发送中断请求信号。
  • 发送数据：主控制器通过SPI接口将要发送的数据传输给MCP2515-I/ST器件。MCP2515-I/ST将这些数据存储在发送FIFO缓冲器中，并通过TXCAN引脚将数据发送到外部CAN收发器，最终到达CAN总线。
  • 数据传输握手：在发送数据时，MCP2515-I/ST会通过TX0RTS、TX1RTS和TX2RTS引脚与主控制器进行握手过程，以确保数据传输的顺序和实时性。
  • 时钟同步：MCP2515-I/ST器件可以通过外部晶振（OSC1和OSC2引脚）或内部振荡器来产生时钟信号。时钟信号用于同步SPI通信和内部数据处理。
  • 中断处理：当MCP2515-I/ST器件收到中断请求信号时，主控制器可以通过读取MCP2515-I/ST的寄存器来获取中断源信息，然后进行相应的处理。
  • 状态监测：MCP2515-I/ST器件提供了一些状态寄存器，用于监测器件的工作状态，如接收FIFO的满/空状态、发送FIFO的满/空状态、错误计数等。
  • 低功耗模式：MCP2515-I/ST器件支持低功耗模式和睡眠模式，在这些模式下，器件会降低功耗，以适应不同应用的需求。

封装图

MCP2515-I/ST器件的封装为TSSOP-20。封装图如下所示：

MCP2515-I/ST的缓冲区是如何工作的？

MCP2515-I/ST的缓冲区工作方式使得数据传输更加高效和可靠，能够满足各种CAN总线通信的需求。它具有三个发送缓冲器和两个接收缓冲器，用于存储待发送或待接收的数据。发送缓冲器具有优先级设定及发送中止功能，而接收缓冲器则可优先存储报文。

当数据需要发送时，应用程序将数据写入发送缓冲器，并通过SPI接口将数据传输给MCP2515-I/ST。MCP2515-I/ST根据优先级对发送缓冲器进行处理，并将数据发送到CAN总线上。

当CAN总线上有数据到达时，MCP2515-I/ST将数据接收并存储在接收缓冲器中。应用程序可以通过SPI接口从接收缓冲器中读取数据。