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摩托羅拉MC9S12DP256在汽車電子中的應(yīng)用

    關(guān)鍵詞：MC9S12DP256 汽車電子門控系統(tǒng) 汽車電子

中國的汽車業(yè)從２００２年開始呈現(xiàn)出很好的發(fā)展勢頭。據(jù)國家計委最新數(shù)據(jù)顯示：２００２年全國轎車的產(chǎn)、銷量首次突破百萬輛大關(guān)，分別達到１０９萬輛和１１２．６萬輛�熗�比增長５５％和５６％。整個汽車行業(yè)的產(chǎn)銷形勢也是一片大好，汽車產(chǎn)、銷量雙雙突破３００萬輛大關(guān)，分別達到３２５萬輛和３２４．８萬輛，增幅逼近４０％。２００２年車市的異常紅火，使汽車產(chǎn)業(yè)首次超過了電子產(chǎn)業(yè)，成為拉動工業(yè)增長的最重要動力。作為汽車產(chǎn)業(yè)與電子產(chǎn)業(yè)的完美結(jié)合，汽車電子業(yè)的發(fā)展將更加迅猛。據(jù)估計，近幾年該行業(yè)的年增長率均超過５０％，成為拉動汽車工業(yè)發(fā)展的重要因素。作為全球最大的汽車電子半導(dǎo)體器件供應(yīng)商，Ｍｏｔｏｒｏｌａ的微控制器廣泛用于汽車電子控制單元中，而Ｍｏｔｏｒｏｌａ的１６位單片機ＭＣ９Ｓ１２ＤＰ２５６則以強大的功能及優(yōu)異的性能越來越受到人們的青睞。

１　ＭＣ９Ｓ１２ＤＰ２５６的結(jié)構(gòu)

ＭＣ９Ｓ１２ＤＰ２５６ １６位微控制器是基于１６位ＨＣＳ１２ ＣＰＵ及０．２５μｍ微電子技術(shù)的高速、高性能５．０Ｖ ＦＬＡＳＨ存儲器產(chǎn)品中的中檔芯片。其較高的性能價格比使其非常適合用于一些中高檔汽車電子控制系統(tǒng)。同時其較簡單的背景開發(fā)模式(ＢＤＭ)(如圖１所示)也會使開發(fā)成本進一步降低�熗瑫r也使得現(xiàn)場開發(fā)與系統(tǒng)升級變得更加方便。

ＭＣ９Ｓ１２ＤＰ２５６的主頻高達２５ＭＨｚ，同時片上還集成了許多標(biāo)準模塊，包括２個異步串行通信口ＳＣＩ、３個同步串行通信口ＳＰＩ、８通道輸入捕捉／輸出比較定時器、２個１０位８通道Ａ／Ｄ轉(zhuǎn)換模塊、１個８通道脈寬調(diào)制模塊、４９個獨立數(shù)字Ｉ／Ｏ口（其中２０個具有外部中斷及喚醒功能）、兼容ＣＡＮ２．０Ａ／Ｂ協(xié)議的５個ＣＡＮ模塊以及一個內(nèi)部ＩＣ總線模塊；片內(nèi)擁有２５６ｋＢ的ＦｌａｓｈＥＥＰＲＯＭ�煟保玻耄碌模遥粒�、４ｋＢ的ＥＥＰＲＯＭ。圖１所示是其芯片結(jié)構(gòu)框圖。

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ＭＣ９Ｓ系列單片機主要有三大特點：

（１） 片內(nèi)集成２５６ｋＢ的閃速存儲器（Ｆｌａｓｈ）。近年來，隨著閃速存儲器（Ｆｌａｓｈ）在微控制器片內(nèi)的應(yīng)用走向成熟，微控制器的開發(fā)、應(yīng)用又迎來了一次新的飛躍。Ｆｌａｓｈ 是一種非易失性存儲介質(zhì)，讀取它的內(nèi)容同ＲＡＭ的讀取一樣方便，而對它的寫操作卻比ＥＰＲＯＭ還要快。同時，在系統(tǒng)掉電后，Ｆｌａｓｈ中的內(nèi)容仍能可靠保持不變。Ｆｌａｓｈ的主要優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單、集成密度大、成本低。由于Ｆｌａｓｈ可以局部擦除，且寫入、擦除次數(shù)可達數(shù)萬次以上，從而使開發(fā)微控制器不再需要昂貴的仿真器。

（２） 應(yīng)用鎖相環(huán)技術(shù)提高了系統(tǒng)的電磁兼容性。在以往不使用鎖相環(huán)的微控制器應(yīng)用系統(tǒng)中，晶振電路由于其工作頻率比較高（通常為幾兆赫茲至幾十兆赫茲）而成為一個很大的干擾源，這一問題給系統(tǒng)設(shè)計、線路板布局帶來了很多不便。ＭＣ９Ｓ１２的時鐘發(fā)生系統(tǒng)中巧妙地使用了鎖相環(huán)技術(shù)，因而可在外接幾十千赫的外部晶振情況下，通過軟件編程產(chǎn)生幾兆的系統(tǒng)時鐘，從而降低了對外輻射干擾，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

（３） 簡單的背景開發(fā)模式（ＢＤＭ）(如圖２所示)使得開發(fā)成本進一步降低，也使得現(xiàn)場開發(fā)和系統(tǒng)升級變得比較方便。

此外，雖然擁有１６位總線結(jié)構(gòu)，但ＭＣ９Ｓ１２的外部總線可根據(jù)不同的系統(tǒng)需求工作在８位和１６位兩種模式，因而能夠極大地適應(yīng)不同價位的系統(tǒng)需求。

３ ＭＣ９Ｓ１２ＤＰ２５６在汽車電子中的應(yīng)用

現(xiàn)以一個典型的汽車電子門控系統(tǒng)為例來說明ＭＣ９Ｓ１２ＤＰ２５６在汽車電子中的應(yīng)用，圖３所示為該門控系統(tǒng)示意圖，圖中，中央微控制器選用ＭＣ９Ｓ１２ＤＰ２５６，圖中的ＭＣ３３３８９Ａ 、ＭＣ３３８８４、ＭＣ３３８８７ 、ＭＣ３３４８６等均為摩托羅拉的智能模擬器件。其中ＭＣ３３３８９Ａ可直接將汽車蓄電池電壓轉(zhuǎn)換成系統(tǒng)所需要的５Ｖ電壓，還可以將點火開關(guān)信號、車門開關(guān)信號及面板開關(guān)信號由ＳＰＩ接入到微控制器以進行喚醒、復(fù)位和中斷等工作，同時，該器件還具有容錯功能的ＣＡＮ物理層驅(qū)動器。此外，它還可以將系統(tǒng)接入到整車網(wǎng)絡(luò)之中；ＭＣ３３８８４的主要作用是用來實時監(jiān)測面板開關(guān)的狀態(tài)并驅(qū)動面板的照明燈；ＭＣ３３８８７可用于后視鏡位置電機、后視鏡折疊電機及門鎖電機的驅(qū)動（如需要較大電流來驅(qū)動車窗玻璃的升降等）。實際上，該功能也可以選用ＭＣ３３４８６配合獨立的ＭＯＳ驅(qū)動管一起工作；ＭＣ３３２９０主要用于對整個系統(tǒng)的診斷。

圖3 汽車電子門控系統(tǒng)示意圖

４　小結(jié)

根據(jù)以上介紹可以看到：ＭＣ９Ｓ１２ＤＰ２５６的功能十分強大。由于其片內(nèi)資源極其豐富，因此，對于一般的簡單應(yīng)用，只需一片單片機加少量的外圍電路即可。而對于復(fù)雜的系統(tǒng)，對ＭＣ９Ｓ１２ＤＰ２５６進行外部電路的擴展也很方便。特別是在汽車電子領(lǐng)域，ＭＣ９Ｓ１２ＤＰ２５６豐富的片內(nèi)存儲器、功能強大的定時器以及片內(nèi)集成的ＣＡＮ模塊，無不給硬件設(shè)計及軟件編程帶來極大的方便。因此，可以預(yù)見：汽車電子工業(yè)的迅猛發(fā)展必將給這種高性價比的微控制器帶來更為廣泛的應(yīng)用和發(fā)展空間。