MCP2515T-I/ST器件介绍

MCP2515T-I/ST 是由Microchip公司生产的一款实现CAN规范2.0B版的独立控制器局域网(CAN)控制器。该器件具有两个接收掩码和六个接收过滤器，用于过滤掉不需要的消息，从而减少了主机MCU的开销。MCP2515T-I/ST通过行业标准的串行外设接口(SPI)与微控制器(MCU)接口。该设备由三个主要模块组成，即CAN模块，其中包括CAN协议引擎、掩码、过滤器、发送和接收缓冲区。适用于各种需要高速、可靠数据通信的工业和汽车应用。

MCP2515T-I/ST器件特点

  1. 高速数据传输：该器件支持高达1Mbps的CAN总线速度，实现快速的数据传输，能较原有器件更快处理CAN信息，并将信息转发到主机微控制器上。
  2. 高效能数据过滤：MCP2515T-I/ST具有两个接收掩码和六个接收过滤器，能够有效过滤掉不需要的消息，从而减少了主机MCU的开销。
  3. 帧起始输出功能：器件具备帧起始（Start of Frame，简称SOF）输出功能，这有助于更精确地控制和检测CAN总线上的数据传输。
  4. 灵活的配置和通信方式：通过SPI接口进行配置和通信，支持8MHz的SPI时钟和16MHz的晶体振荡器输入，使其能够适应多种应用场景。
  5. 自动重传和数据丢失检测：这些功能确保了数据传输的可靠性和稳定性，特别是在复杂的网络环境中。
  6. 宽电压和温度范围：工作电压范围为2.7V-5.5V，支持单电源电压3.3V和5V，同时工作温度范围广泛，从-40℃到+125℃，适应各种极端工作环境。

引脚图及引脚介绍

MCP2515T-I/ST器件的20个引脚介绍如下：

  • TXCAN：CAN发送引脚，用于将数据从器件发送到CAN总线。
  • RXCAN：CAN接收引脚，用于从CAN总线接收数据到器件。
  • CLKOUT/SOF：时钟输出/帧起始输出引脚。它可以用作时钟输出，也可以配置为帧起始（Start of Frame）输出，用于指示CAN帧的开始。
  • TX0RTS-TX2RTS：发送请求引脚，这些引脚用于请求发送缓冲区变得可用，以便可以发送数据。
  • 2个NC：无连接引脚，这些引脚在器件内部未使用，通常可以留空不连接。
  • OSC1, OSC2：振荡器引脚，用于外接晶体振荡器或振荡器电路，为器件提供时钟信号。
  • VSS：电源负极引脚，用于为器件提供电源负极（通常是地线）。
  • RX0BF, RX1BF：接收缓冲区满引脚，这些引脚用于指示相应的接收缓冲区是否已满，即是否接收到了新的数据。
  • INT：中断引脚，当满足某些中断条件（如接收缓冲区满、错误等）时，该引脚将产生中断信号。
  • SCK：SPI时钟引脚，用于与主机微控制器进行SPI通信时的时钟信号。
  • SI：SPI数据输入引脚，用于接收主机微控制器发送的数据。
  • SO：SPI数据输出引脚，用于向主机微控制器发送数据。
  • CS：SPI片选引脚，用于选择器件进行SPI通信。
  • RESET：复位引脚，用于将器件重置到其初始状态。
  • VDD：电源正极引脚，用于为器件提供电源正极。

原理图及工作原理

MCP2515T-I/ST器件的工作原理主要基于CAN（Controller Area Network）通信协议，它是一个独立的CAN控制器，用于实现CAN总线上的数据发送和接收。

MCP2515T-I/ST器件通过SPI（Serial Peripheral Interface）接口与主控芯片（通常是微控制器或MCU）进行通信。主控芯片通过SPI接口向MCP2515T-I/ST发送控制指令和数据，同时接收来自CAN总线的数据。SPI接口提供了高速、同步的双向通信，确保数据的准确传输。

在数据发送过程中，主控芯片将待发送的数据通过SPI接口发送给MCP2515T-I/ST。MCP2515T-I/ST根据CAN协议的要求，将数据封装成CAN帧格式，并通过TXCAN引脚发送到CAN总线上。发送过程中，器件会根据需要配置发送请求引脚（TX0RTS-TX2RTS），以请求发送缓冲区变得可用。

在数据接收过程中，CAN总线上的数据通过RXCAN引脚进入MCP2515T-I/ST。器件根据配置的接收掩码和接收过滤器，对接收到的数据进行过滤，只保留需要的数据。过滤后的数据通过SPI接口传输给主控芯片。同时，器件会通过接收缓冲区满引脚（RX0BF, RX1BF）向主控芯片发出中断信号，通知有新的数据到达。

封装图

MCP2515T-I/ST器件的封装为TSSOP-20。封装图如下所示：

关于中断和状态指示功能

  • 中断输出：MCP2515T-I/ST提供了一个中断输出引脚（INT），用于向主机MCU发出中断请求。当MCP2515T-I/ST接收到新的CAN消息或发生某些内部事件时，它会向主机MCU发送一个中断请求。主机MCU可以通过读取MCP2515T-I/ST的中断状态寄存器来确定中断的原因，并进行相应的处理。


  • 接收缓冲器状态指示：MCP2515T-I/ST提供了两个接收缓冲器忙碌信号（RX0BF和RX1BF），用于指示接收缓冲器是否正在接收数据。当RX0BF或RX1BF引脚为高电平时，表示相应的接收缓冲器正在接收数据。主机MCU可以通过监控这些信号来判断接收缓冲器的状态。


  • 发送缓冲器状态指示：MCP2515T-I/ST通过发送缓冲器的请求发送信号（TX0RTS、TX1RTS和TX2RTS）来指示发送缓冲器的状态。当一个发送缓冲器准备好发送数据时，相应的请求发送信号会变为高电平。主机MCU可以通过监控这些信号来判断发送缓冲器的状态，并在合适的时候将数据放入发送缓冲器。