摩托羅拉MC9S12DP256在汽車電子中的應(yīng)用

摘要：介紹了摩托羅拉16位單片機(jī)MC9S12DP256的結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)及其區(qū)別于其它單片機(jī)的優(yōu)勢(shì)。通過MC0S12DP256在汽車電子門控汽車電子系統(tǒng)的應(yīng)用實(shí)例，簡(jiǎn)單介紹了MC9S12DP256單片機(jī)在汽車電子領(lǐng)域的應(yīng)用方法。 關(guān)鍵詞：MC9S12DP256 汽車電子門控系統(tǒng) 汽車電子 中國(guó)的汽車業(yè)從2002年開始呈現(xiàn)出很好的發(fā)展勢(shì)頭。據(jù)國(guó)家計(jì)委最新數(shù)據(jù)顯示：2002年全國(guó)轎車的產(chǎn)、銷量首次突破百萬輛大關(guān)，分別達(dá)到109萬輛和112.6萬輛同比增長(zhǎng)55%和56%。整個(gè)汽車行業(yè)的產(chǎn)銷形勢(shì)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(dá)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(dòng)工業(yè)增長(zhǎng)的最重要?jiǎng)恿?。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(jì)，近幾年該行業(yè)的年增長(zhǎng)率均超過50%，成為拉動(dòng)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(jī)MC9S12DP256則以強(qiáng)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(chǔ)器產(chǎn)品中的中檔芯片。其較高的性能價(jià)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(shí)其較簡(jiǎn)單的背景開發(fā)模式(BDM)(如圖1所示)也會(huì)使開發(fā)成本進(jìn)一步降低同時(shí)也使得現(xiàn)場(chǎng)開發(fā)與系統(tǒng)升級(jí)變得更加方便。 MC9S12DP256的主頻高達(dá)25MHz，同時(shí)片上還集成了許多標(biāo)準(zhǔn)模塊，包括2個(gè)異步串行通信口SCI、3個(gè)同步串行通信口SPI、8通道輸入捕捉/輸出比較定時(shí)器、2個(gè)10位8通道A/D轉(zhuǎn)換模塊、1個(gè)8通道脈寬調(diào)制模塊、49個(gè)獨(dú)立數(shù)字I/O口(其中20個(gè)具有外部中斷及喚醒功能)、兼容CAN2.0A/B協(xié)議的5個(gè)CAN模塊以及一個(gè)內(nèi)部IC總線模塊;片內(nèi)擁有256kB的FlashEEPROM12kB的RAM、4kB的EEPROM。圖1所示是其芯片結(jié)構(gòu)框圖。 2　MC9S12DP256的功能特點(diǎn) MC9S系列單片機(jī)主要有三大特點(diǎn)： (1) 片內(nèi)集成256kB的閃速存儲(chǔ)器(Flash)。近年來，隨著閃速存儲(chǔ)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(chǔ)介質(zhì)，讀取它的內(nèi)容同RAM的讀取一樣方便，而對(duì)它的寫操作卻比EPROM還要快。同時(shí)，在系統(tǒng)掉電后，F(xiàn)lash中的內(nèi)容仍能可靠保持不變。Flash的主要優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(dá)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(gè)很大的干擾源，這一問題給系統(tǒng)設(shè)計(jì)、線路板布局帶來了很多不便。MC9S12的時(shí)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(shí)鐘，從而降低了對(duì)外輻射干擾，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。 (3) 簡(jiǎn)單的背景開發(fā)模式(BDM)(如圖2所示)使得開發(fā)成本進(jìn)一步降低，也使得現(xiàn)場(chǎng)開發(fā)和系統(tǒng)升級(jí)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(jià)位的系統(tǒng)需求。 3 MC9S12DP256在汽車電子中的應(yīng)用 現(xiàn)以一個(gè)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(diǎn)火開關(guān)信號(hào)、車門開關(guān)信號(hào)及面板開關(guān)信號(hào)由SPI接入到微控制器以進(jìn)行喚醒、復(fù)位和中斷等工作，同時(shí)，該器件還具有容錯(cuò)功能的CAN物理層驅(qū)動(dòng)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(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)面板開關(guān)的狀態(tài)并驅(qū)動(dòng)面板的照明燈;MC33887可用于后視鏡位置電機(jī)、后視鏡折疊電機(jī)及門鎖電機(jī)的驅(qū)動(dòng)(如需要較大電流來驅(qū)動(dòng)車窗玻璃的升降等)。實(shí)際上，該功能也可以選用MC33486配合獨(dú)立的MOS驅(qū)動(dòng)管一起工作;MC33290主要用于對(duì)整個(gè)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(qiáng)大。由于其片內(nèi)資源極其豐富，因此，對(duì)于一般的簡(jiǎn)單應(yīng)用，只需一片單片機(jī)加少量的外圍電路即可。而對(duì)于復(fù)雜的系統(tǒng)，對(duì)MC9S12DP256進(jìn)行外部電路的擴(kuò)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(chǔ)器、功能強(qiáng)大的定時(shí)器以及片內(nèi)集成的CAN模塊，無不給硬件設(shè)計(jì)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(jià)比的微控制器帶來更為廣泛的應(yīng)用和發(fā)展空間。