MAX14820/MAX14821传感器/执行器收发器的特殊注意事项

MAX14820/MAX14821是Maxim首款设计用于IO-Link®器件应用的传感器/执行器收发器。两款收发器都有一个板载C/Q驱动器，可在工作期间通过SPI™接口进行调整。但是，必须考虑一些特殊注意事项，以避免错误地检测唤醒事件。本应用笔记讨论了这些考虑因素。

IO 链路唤醒协议

在 IO-Link 系统中，主设备和设备之间的通信是点对点的，主设备发送请求消息，设备响应该消息。在启动期间，IO-Link主机启动一个持续30μs至160μs的特殊唤醒电流脉冲，以启动与器件的通信，同时自动调整数据传输速率并检查器件识别。

MAX14820/MAX14821是Maxim首款设计用于IO-Link器件应用的传感器/执行器收发器。在这些应用中，MAX14820/MAX14821充当运行数据链路层协议的微控制器的物理层接口。收发器检测来自 C/Q 线路上 IO-Link 主机的 IO-Link 唤醒请求，然后使用/唤醒输出引脚 （/WU） 输出向微控制器生成唤醒信号。

正常唤醒检测

MAX14820/MAX14821可以在任何可编程输出模式（推挽、PNP或NPN）下，当C/Q线短路80μs （典型值）时，检测来自I/O链路主机的唤醒请求。当在C/Q线路上检测到有效的唤醒脉冲时，/WU输出脉冲低电平持续190μs （典型值），向微控制器发出已收到唤醒请求的信号。只要启用了 C/Q 驱动程序，唤醒检测就可以正常工作。

图1显示了C/Q在推挽模式下的正常唤醒功能。主机在TX_脉冲期间保持C/Q线，触发MAX14820/MAX14821上的唤醒脉冲。如此处所示，当检测到唤醒事件时，器件会在 /WU 输出上生成脉冲。

图1.推挽模式下的有效唤醒检测（R1 = TXEN，CH3 = C/Q，CH4 = C/Q电流输出，CH2 = TXC = TXQ，CH1 = /WU）。

特殊注意事项

在某些情况下，由于下游电路或较大的线路电容，如果C/Q线路保持高电平或低电平，MAX14820/MAX14821可能会在/WU输出端产生意外的唤醒脉冲。在 C/Q 模式更改期间可能会发生这种情况的一个例子。图 2 显示了可能发生意外唤醒的情况。使用 SPI 接口将 C/Q 从推挽模式更改为 NPN 模式。TX_逻辑在唤醒请求持续时间内变为高电平，但由于线路上的电容较大，C/Q线路电压下降非常缓慢。在TX_脉冲期间，C/Q电压不会低于8V （min）驱动器输出电压低阈值，并错误地指示发生了唤醒事件。

图2.从推挽模式更改为 NPN 模式时，/WU 上的意外唤醒脉冲（R1 = SCLK，R2 = /CS，CH1 = SDI，R3 = TXEN，CH3 = C/Q，CH2 = TXC = TXQ，CH4 = /WU）。

当C/Q驱动器使能时，MAX14820/MAX14821上的唤醒检测电路不能被禁用。但是，一些简单的硬件或软件调整可能会抵消模式转换期间唤醒检测的效果。

纯软件响应是对控制器进行编程，使其在模式更改后立即忽略 /WU 输出上的脉冲，从而在确认唤醒事件有效之前为线路提供放电时间。

要在此期间实际禁用意外唤醒脉冲，需要包括硬件和软件更改的解决方案。C/Q 驱动器可以通过 TXEN 输入引脚或在 CQConfig 寄存器中设置 C/QDEn 位来使能，因此在模式更改期间必须禁用这两个控件。为此，请按照以下步骤操作：

将 TXEN 输入引脚拉低。

将 C/QDEn 位设置为 0。

更改 C/Q 收发器模式。

等待，然后再再次打开收发器（通过将 TXEN 拉高或将 C/QDEn 设置为 1）。计算所需的等待时间，t放电，然后使用以下公式进行模式转换：

t放电= C线× （V抄送- 8V）/[I放电]

其中 C线是 C/Q 线路上的最大预期电容，I放电是线路电容的放电率。如果C/Q驱动器在模式转换后立即处于高阻抗状态，则I放电是 C/Q 引脚上的弱下拉电流 （100μA （最小值）、400μA （最大值））。为了减少放电延迟，还可以使能9mA （最大值）C/Q负载电流，在驱动器重新使能时禁用负载。

图3显示了C/Q线路下游大电容放电时的模式转换示例。在模式更改软件命令期间，C/QDEn 位设置为 0，TXEN 脉冲设置为低电平，直到所有预期的TX_脉冲完成。在C/Q线路上的电压降至8V （最小值）门限以下后，通过将TXEN拉高再次使能C/Q驱动器。显然，在这些条件下，设备不会在 /WU 上产生脉冲。

图3.从推挽模式更改为 NPN 模式时，/WU 上的意外唤醒脉冲（R1 = SCLK，R2 = /CS，CH1 = SDI，R3 = TXEN，CH3 = C/Q，CH2 = TXC = TXQ，CH4 = /WU）。

审核编辑：郭婷