基于16位控制器的汽車車身電子控制系統(tǒng)解決方案
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MSDI 還具有可選的濕性電流。這些內(nèi)部電流源極大地減少了系統(tǒng)部件數(shù)量，并使金屬或橡膠開(kāi)關(guān)的使用成為可能。用于檢測(cè)金屬開(kāi)關(guān)的大濕性電流能在檢測(cè)過(guò)程中有選擇地使用，從而達(dá)到降低功耗的目的。利用內(nèi)部電流源可以將輸入端作為輕型負(fù)載的供電電源使用，例如傳感器、LED或 MOSFET門等負(fù)載。這種方法進(jìn)一步增強(qiáng)了系統(tǒng)的設(shè)計(jì)性能，使這些輸入端在不需要開(kāi)關(guān)檢測(cè)的情況下能作其它用途。
高阻抗的模擬電路特別容易受到來(lái)自電路板上其它信號(hào)噪聲的影響?？s短模擬信號(hào)路徑并允許器件對(duì)信號(hào)進(jìn)行緩沖可減少這種影響。 MC33993具有強(qiáng)大的模擬接口功能，與傳統(tǒng)系統(tǒng)相比，該方法能減少系統(tǒng)布線和故障模式。MC33993還集成了22比1的模擬復(fù)接器來(lái)提升器件性能。通道選擇是通過(guò)一條高速串行鏈路實(shí)現(xiàn)的。該器件能提供先進(jìn)的開(kāi)關(guān)診斷功能，并允許使用模擬傳感器接口和梯形阻抗接口。
MCU輸出電路不能直接驅(qū)動(dòng)汽車負(fù)載，還需要燈、繼電器、馬達(dá)、量程表和LED驅(qū)動(dòng)器等集成電路。這些特殊的輸入接口器件同樣也提供保護(hù)與錯(cuò)誤檢測(cè)功能。
輸出系統(tǒng)
在電源系統(tǒng)與輸入調(diào)整確認(rèn)后就必須考慮輸出系統(tǒng)。許多汽車負(fù)載不能被MCU或低電流接口器件直接驅(qū)動(dòng)，包括馬達(dá)和燈。繼電器或機(jī)械式開(kāi)關(guān)是當(dāng)今汽車車身控制結(jié)構(gòu)中主要的大電流開(kāi)關(guān)器件。由于電磁系統(tǒng)成本低，設(shè)計(jì)成熟，不少系統(tǒng)結(jié)構(gòu)師仍樂(lè)于選用。然而使用電磁系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生很多問(wèn)題，例如：
1.機(jī)械觸點(diǎn)的有限壽命限制了繼電器的開(kāi)關(guān)頻率。由于觸點(diǎn)在打開(kāi)或閉合的時(shí)候具有一定的慣性，在穩(wěn)定到下一個(gè)狀態(tài)前會(huì)有一定程度的跳動(dòng)。這一跳動(dòng)限制了最大的工作頻率，如果超過(guò)這一頻率，繼電器的壽命將大大縮短。
2.電磁系統(tǒng)不具備診斷功能。在惡劣的汽車環(huán)境中，這些器件的可靠性是個(gè)大問(wèn)題。
利用專為這類負(fù)載設(shè)計(jì)的驅(qū)動(dòng)器可以方便地把這些負(fù)載集成到系統(tǒng)中去。摩托羅拉公司提供的具有4個(gè)高端與8個(gè)低端的MC33888開(kāi)關(guān)就是專為驅(qū)動(dòng)汽車負(fù)載設(shè)計(jì)的。這種器件能直接控制4個(gè)功率達(dá)60W的高端負(fù)載和8個(gè)小電流(2.5W) 的低端負(fù)載。MC33888器件還內(nèi)建了處理與白熾有關(guān)的浪涌電流的功能。
由白熾燈引起的浪涌電流能夠達(dá)到正常工作電流的10到15倍，這會(huì)給沒(méi)有這些大浪涌電流處理電路的系統(tǒng)帶來(lái)很大的問(wèn)題。對(duì)這類負(fù)載的最常見(jiàn)措施是觸發(fā)過(guò)流保護(hù)電路來(lái)切斷這些負(fù)載。
MC33888很好地解決了這個(gè)問(wèn)題，它采用了一個(gè)啟動(dòng)定時(shí)器允許白熾燈在過(guò)流保護(hù)電路工作前進(jìn)行預(yù)熱。過(guò)流保護(hù)電路的啟動(dòng)需要檢測(cè)調(diào)節(jié)輸出驅(qū)動(dòng)器件可接受電平的裝態(tài)和脈寬信號(hào)。
完整的電池反擊保護(hù)、負(fù)載傾卸保護(hù)和低功耗特性都有助于降低系統(tǒng)的復(fù)雜性，并且減少外部元器件的數(shù)量。診斷功能包括負(fù)載開(kāi)路檢測(cè)、短路檢測(cè)和過(guò)溫檢測(cè)。作為附加的保護(hù)功能，MC33888器件還內(nèi)建了一個(gè)看門狗定時(shí)器，當(dāng)器件與MCU之間的通信發(fā)生中斷時(shí)可以用來(lái)關(guān)閉器件。對(duì)該器件的控制是通過(guò)一個(gè)高速串行接口實(shí)現(xiàn)的，因此大大減少了所需的MCU引腳數(shù)量。
電子馬達(dá)控制
最后一個(gè)需要考慮的問(wèn)題是電子馬達(dá)控制。MC33887馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器能很好地完成這一任務(wù)，它是一個(gè)完整的H型橋式驅(qū)動(dòng)器。該器件具有大于5A的連續(xù)電流驅(qū)動(dòng)能力，因此非常適合用于鎖定馬達(dá)、天線馬達(dá)或雨刷泵。MC33887還具有高端電流傳感反饋功能可根據(jù)實(shí)時(shí)的馬達(dá)電流反饋修正馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)頻率和負(fù)載循環(huán)。就象燈驅(qū)動(dòng)器那樣，當(dāng)檢測(cè)到過(guò)流狀態(tài)時(shí)它能夠自動(dòng)對(duì)輸出進(jìn)行脈寬調(diào)制。MC33887器件能完全控制H橋激活方向和負(fù)載的中斷控制。
嵌入式仿真器
專門設(shè)計(jì)用于復(fù)雜的汽車電子應(yīng)用的MC38993、MC33887和入MC33888器件提供了具有先進(jìn)性能和診斷功能的解決方案。復(fù)雜的多引腳MCU常常會(huì)引起開(kāi)發(fā)問(wèn)題。MC9S12DP256提供了一個(gè)單線的后臺(tái)調(diào)試接口，可以方便地在汽車環(huán)境中實(shí)現(xiàn)廣泛的調(diào)試工作，并且不會(huì)遇到使用傳統(tǒng)電路嵌入式仿真器時(shí)常見(jiàn)的困難。這一后臺(tái)調(diào)試接口還能用來(lái)在生產(chǎn)線末端進(jìn)行主要閃存的編程，甚至可以用來(lái)在車內(nèi)執(zhí)行再編程操作。
現(xiàn)代的汽車微控制器常采用閃存來(lái)存儲(chǔ)主操作程序。編程閃存的最佳方法是在最終組裝后把主程序編程進(jìn)完整的電子控制模塊中，與在模塊組裝前通過(guò)第三方把主程序編程進(jìn)MCU相比，這種方法能有效地避免風(fēng)險(xiǎn)和延時(shí)。
通過(guò)簡(jiǎn)單的串行接口將主程序編程進(jìn)MCU是在模塊組裝后完成的，一般是在最終測(cè)試過(guò)程中執(zhí)行的。一些制造商采用便宜的獨(dú)立編程器完成這一操作，而另外一些廠商則將編程操作集成在生產(chǎn)線末端的測(cè)試設(shè)備中。
摩托羅拉的相關(guān)器件則提供了一個(gè)單線的后臺(tái)調(diào)試接口用來(lái)實(shí)現(xiàn)閃存編程、檢驗(yàn)和一般的調(diào)試操作。在設(shè)備正常工作時(shí)，串行通信引腳在復(fù)位時(shí)是被拉高的，因此后臺(tái)系統(tǒng)不被激活。當(dāng)有編程器或者調(diào)試系統(tǒng)連接到這個(gè)引腳時(shí)，該引腳在復(fù)位時(shí)就會(huì)被拉倒低電平，從而迫使MCU進(jìn)入激活的后臺(tái)模式，而不是去啟動(dòng)應(yīng)用程序。
評(píng)論