詳解基于CAN總線的汽車儀表系統(tǒng)—芯片選型與電路設(shè)計(jì)

系統(tǒng)MCU的選型在整個(gè)方案設(shè)計(jì)中至關(guān)重要，是主要功能實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵元件，并直接關(guān)系到外圍元器件的配置要求和整體方案的可實(shí)現(xiàn)性。系統(tǒng)性能的穩(wěn)定性、功能需求的可靠性以及市場(chǎng)定位要求和合理的經(jīng)濟(jì)性都是在MCU方案選擇中必須考慮的。選擇的MCU過(guò)于昂貴，即使性能良好也會(huì)因?yàn)閮r(jià)格的原因而失去市場(chǎng);系統(tǒng)方案滿足實(shí)驗(yàn)室臺(tái)架試驗(yàn)，其價(jià)格也比較合理，但卻不能滿足汽車電氣設(shè)備基本技術(shù)條件(QC門禪13一2002)中的振動(dòng)、高低溫、耐酸等試驗(yàn)，這同樣會(huì)使你的開(kāi)發(fā)方案失去價(jià)值。所以在進(jìn)行開(kāi)發(fā)方案系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，選擇適合本系統(tǒng)的MCU是開(kāi)發(fā)方案成功的重要一步。如今，嵌入式應(yīng)用技術(shù)在過(guò)去的20年里得到了迅猛的發(fā)展，世界上很多單片機(jī)公司都根據(jù)汽車的特定環(huán)境推出了各種不同性能的MCU 。其中在汽車領(lǐng)域內(nèi)比較領(lǐng)先的有Freeseale、Philips，其他單片機(jī)公司如:microchip、atmel、fujitsu、TI、NEC、ST等也相繼開(kāi)發(fā)除了適合汽車工作環(huán)境的單片機(jī)。本系統(tǒng)MCU選擇FREESCAI石公司的16位單片MC9512H128。Freescafe(飛思卡爾)半導(dǎo)體公司(原MOTOROLA公司半導(dǎo)體產(chǎn)品部)是世界上最大的單片機(jī)供應(yīng)商。其單片機(jī)產(chǎn)品的技術(shù)根基可追溯到1974年的8位處理器MC6800和后來(lái)的MC6801，使用HMOS工藝，功耗高。最早出現(xiàn)CMOS工藝的單片機(jī)是MC14685，后來(lái)出現(xiàn)了HCMOS(高速CMOS)工藝的單片機(jī)MC68HC05，產(chǎn)量突破了20億片，是世界上產(chǎn)量最高的單片機(jī)。其后又推出了HCS05和HCLDS兩個(gè)系列的單片機(jī)，于2000年后推出了低功耗、低成本、高性能的8位單片機(jī)有Hc08、MCSOS、HCn，其系列品種繁多、片內(nèi)資源豐富，應(yīng)用范圍廣泛，可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)。其他相關(guān)產(chǎn)品見(jiàn)表4一1

隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展以及人們對(duì)產(chǎn)品應(yīng)用性能要求的提高，處理位數(shù)更高的單片機(jī)也得到了迅速的發(fā)展，各公司紛紛推出了16位和犯位高性能的單片機(jī)。但由于價(jià)格，技術(shù)等因素的影響，還沒(méi)有普遍應(yīng)用，一般在特定環(huán)境和有專門需求的場(chǎng)合中應(yīng)用。FREESCALE公司的16位單片機(jī)產(chǎn)品有HC12系列、512系列、He16系列等[35]。

本課題在MCU選型方案方案上做了大量工作，經(jīng)過(guò)了如下程序:首先根據(jù)功能需求劃分功能模塊，然后根據(jù)功能模塊選擇合適型號(hào)的MCU，根據(jù)各MCU的性能進(jìn)行配置外圍電路，最后通過(guò)比較各個(gè)方案的綜合性能、成本價(jià)格、工藝條件后最后確定了以H128為MCU的開(kāi)發(fā)方案，選擇了Freescale公司專門為汽車儀表設(shè)計(jì)的16位單片機(jī)Megs12H12s(以后簡(jiǎn)稱HiZs)136]。H12s屬于16位單片機(jī)中512系列中的一種(512系列單片機(jī)根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)合的不同分為A、B、C、D、E、F、G、H、L等系列)。選擇H128其最主要的原因就是其片內(nèi)功能模塊的高集成度完全符合本系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖方案的功能需求，無(wú)需擴(kuò)展任何外圍電路即可完成系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)。H128其外圍引腳功能如圖4一1所示。

MC9512H128單片機(jī)的功能正好能滿足儀表系統(tǒng)的需求，其內(nèi)部集成的每個(gè)功能模塊都在本儀表中使用到，并有部分接口預(yù)留，可以作為功能擴(kuò)展和產(chǎn)品升級(jí)使用。H128內(nèi)部豐富的集成資源、成本價(jià)格相對(duì)便宜，專門針對(duì)汽車環(huán)境進(jìn)行功能開(kāi)發(fā)能滿足汽車電子耐溫、振動(dòng)、耐酸等多項(xiàng)試驗(yàn)，使得系統(tǒng)性能穩(wěn)定，工作可靠。H128單片機(jī)在使用和運(yùn)行上具有以下特點(diǎn):

1.低功率消耗:通過(guò)編程的方法對(duì)輸入時(shí)鐘進(jìn)行分頻，避開(kāi)了功耗更大的高頻電路，總線速率為4MHz時(shí)，通過(guò)4分頻，只需使用16MHz晶體。此外，還具有認(rèn)AIT和STOP模式進(jìn)一步降低功耗。它還可以使用低頻率晶體(例如32K)的節(jié)能方式，通過(guò)PLL倍頻后供MCU使用。程序可控制PLL在滿足要求的前提下盡量降低時(shí)鐘速率，自動(dòng)平衡性能與功耗之間的關(guān)系。

2.兼容性:CPU12完全兼容HCn的源程序，多數(shù)指令匯編后生成相同的目標(biāo)代碼，它的程序設(shè)計(jì)模型與中斷相應(yīng)的堆棧操作順序與HCll完全相同。此外CPU12增加了不少新的指令。

3.提高速度:CPU12是16位的處理器，ALU在某些運(yùn)算中為20位。MCgs12內(nèi)部所有數(shù)據(jù)總線為16位，外部總線可擴(kuò)展為16位工作方式，也可以擴(kuò)展為8位工作方式，這樣可用8位的存儲(chǔ)器件構(gòu)成低成本的應(yīng)用系統(tǒng)。即使選擇了這種8位的工作方式，CPU12仍然按16位方式操作，智能總線接口自動(dòng)將其分成兩次8位操作，期間暫時(shí)凍結(jié)CPu。其次，CPU12具有一個(gè)類似流水線的指令隊(duì)列，用于緩沖指令代碼。CPU開(kāi)始執(zhí)行任何一條指令時(shí)，除了8位操作碼以外，至少另外兩個(gè)字節(jié)的目標(biāo)代碼對(duì)CPU可見(jiàn)。這意味著對(duì)于多數(shù)指令來(lái)講，開(kāi)始執(zhí)行時(shí)，所需代碼已經(jīng)進(jìn)入CPU，可在單個(gè)周期內(nèi)完成，而無(wú)需等待取指令操作。取指令操作固定按照16位進(jìn)行，與指令代碼長(zhǎng)度無(wú)關(guān)，因此不要求代碼長(zhǎng)度是偶數(shù)字節(jié)，從而提高了代碼效率。CPU12的指令隊(duì)列邏輯和微代碼使對(duì)齊的和非對(duì)齊的指令執(zhí)行時(shí)間完全相同。

4.片內(nèi)集成128KB的閃速存儲(chǔ)器(FLASH)和 6KBRAM及ZKB的EZPRoM。近年來(lái)，隨著閃速存儲(chǔ)器在微控制器片內(nèi)的應(yīng)用走向成熟，微控制器的開(kāi)發(fā)、應(yīng)用又迎來(lái)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(xiě)操作卻比EZPROM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(xiě)入、擦除次數(shù)可達(dá)數(shù)萬(wàn)次以上，從而使開(kāi)發(fā)微控制器不再需要昂貴的仿真器。6KB的RAM使得CPU能適應(yīng)大多數(shù)中高級(jí)系統(tǒng)的需求。

5.應(yīng)用鎖相技術(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(wèn)題給系統(tǒng)設(shè)計(jì)、線路板布局帶來(lái)了很多不便。MCgs12的時(shí)鐘發(fā)生系統(tǒng)中巧妙地使用了鎖相技術(shù)，因而可在外接幾十千赫的外部晶振情況下，通過(guò)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。

6.模糊運(yùn)算指令:HCS12CPU中有特殊的四條模糊邏輯指令，利用他們可以計(jì)算隸屬度函數(shù)、加權(quán)或非加權(quán)的規(guī)則推理以及用于加權(quán)平均解模糊算法的輸出求和、權(quán)值求和。利用這些指令，可以在大約50個(gè)字節(jié)代碼長(zhǎng)度內(nèi)構(gòu)成一個(gè)完整的模糊推理核心，執(zhí)行時(shí)間僅60us(16MHz晶振)。

7.背景開(kāi)發(fā)模式:簡(jiǎn)單的背景開(kāi)發(fā)模式(使用在線仿真器或評(píng)估板)使得開(kāi)發(fā)成本進(jìn)一步降低，也使得現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)發(fā)和系統(tǒng)升級(jí)變得比較方便。

8.硬件斷點(diǎn):如果程序位于ROM中，調(diào)試過(guò)程需要使用硬件斷點(diǎn)邏輯。HCS12可以提供兩個(gè)普通斷點(diǎn)，或者一個(gè)包括16位地址、16位數(shù)據(jù)及讀寫(xiě)信號(hào)的條件斷點(diǎn)。斷點(diǎn)處理方案包括在匹配地址前停止CPU或者產(chǎn)生軟件中斷SWI。雙地址斷點(diǎn)模式下，通過(guò)SWI可以為ROM中的程序作兩個(gè)軟件補(bǔ)丁。

例如在初始化階段對(duì)斷點(diǎn)邏輯進(jìn)行設(shè)置，使它在遇到錯(cuò)誤地址時(shí)產(chǎn)生SWI，SWI服務(wù)歷程可以調(diào)用安排在EEPROM中的補(bǔ)丁程序，替代受損的指令序列，最后跳轉(zhuǎn)到錯(cuò)誤指令序列后面繼續(xù)運(yùn)行。

H128集成了豐富的外圍資源除包括閃速存儲(chǔ)器FLASH和內(nèi)部RAM以外，該芯片還集成多種功能模塊。其各功能模塊分別與外圍電路接口對(duì)應(yīng)，每個(gè)功能模塊都對(duì)應(yīng)一個(gè)系統(tǒng)功能需求，并與外圍電路和元器件相對(duì)應(yīng)，是選型的重要參考因素。主要集成的功能模塊:
》26位的epuzZ內(nèi)核 (starCore);
》單線BDM調(diào)試模塊;
》具有可選16位或8位總線擴(kuò)展能力;
》集成CAN控制器，帶2路CAN控制接口，支持CAN2.OA舊協(xié)議;
》’8路10位精度的習(xí)D轉(zhuǎn)換通道;
》2路PWM(脈寬調(diào)制)輸出;
》6KB的RAM，128KB的FLASH，ZKB的片內(nèi)EEPROM;
》內(nèi)部集成的供單片機(jī)核心部分工作的SV電源;
》豐富的刀O資源，最多可利用的刀0引腳達(dá)61個(gè);
》16位主計(jì)數(shù)器，7位分頻計(jì)數(shù)器;
》可驅(qū)動(dòng)32個(gè)前極和4個(gè)背極LCD;
》包括同步串行設(shè)備接口(SPI)和一步串行通信接口(Scl);
》6路步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊。

4.1.1MSCAN控制器

H128片內(nèi)具有可擴(kuò)展的控制器區(qū)域網(wǎng)絡(luò)MSCAN(Motorolascalablecontrofler areanetwort)模塊，是為16位MCU設(shè)計(jì)的通用CAN通信模塊，它和CAN2.0川2.0B完全兼容，實(shí)現(xiàn)CAN控制器的功能。MSCAN控制器和發(fā)動(dòng)機(jī)、變速箱等底盤動(dòng)力傳動(dòng)裝置的CAN總線節(jié)點(diǎn)相連，實(shí)現(xiàn)CAN總線數(shù)據(jù)的接收與發(fā)送工作卿l。H128中有兩路CAN總線接口，分別為RXCANO、TXCANO和RXCANI、TXCANI。其中CANO口可定義為CAN通信接口，也可定義為J1850通信接口，CANI除了定義為cAN端口外也可定義為IZc端口。雙路CAN接口使得儀表不僅作為CAN總線上的一個(gè)節(jié)點(diǎn)，同樣也可以作為一個(gè)中繼器，實(shí)現(xiàn)不同網(wǎng)絡(luò)協(xié)議之間的互連。MSCAN模塊結(jié)構(gòu)圖如 。

MSCAN模塊具有如下特點(diǎn):
1)模塊化設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu);
2)符合CAN2.OA/B標(biāo)準(zhǔn):支持標(biāo)準(zhǔn)幀和擴(kuò)展數(shù)據(jù)幀，最多8個(gè)BYTE的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度，支持遠(yuǎn)程請(qǐng)求幀，高達(dá)IMbps的可編程通信速率;
3)4個(gè)具有先進(jìn)先出FIFO(first· infirstout)結(jié)構(gòu)的緩沖區(qū);
4)3個(gè)具有局部?jī)?yōu)先級(jí)的發(fā)送器;
5)靈活設(shè)置可屏蔽標(biāo)識(shí)符 (maskableidentifierfilter)的工作方式，可以配置2個(gè)32位過(guò)濾碼(適用于擴(kuò)展模式)、4個(gè)16位過(guò)濾碼或6個(gè)8位過(guò)濾碼;
6)具有內(nèi)置低通濾波的遠(yuǎn)端喚醒功能;
7)可編程為方便調(diào)試的自環(huán)工作模式，即自發(fā)、自收;
8)MSCAN模塊提供了使用方便的自鋇叮模式，用戶可以在不加任何外圍電路的情況下，是CAN的發(fā)送和接收兩個(gè)引腳在芯片內(nèi)部相連，用戶可以編程測(cè)試CAN模塊的正常使用。MSCAN模塊通過(guò)引腳CANT和CANR和驅(qū)動(dòng)器連接，在 CAN總線上，CANT輸出引腳代表的CAN總線上的邏輯電平，0表示顯性狀態(tài)，輸出1表示隱性狀態(tài)。

4.1.A/D轉(zhuǎn)換模塊

H128內(nèi)置一個(gè)8路10位線性逐次逼近A/D轉(zhuǎn)換模塊，該模塊特性如下:
1)10位數(shù)字量轉(zhuǎn)換僅需75;
2)采樣緩沖放大器
3)可編程采樣時(shí)間
4)數(shù)據(jù)左/右對(duì)齊方式，無(wú)符號(hào)/有符號(hào)結(jié)果
5)外部觸發(fā)轉(zhuǎn)換通道
6)轉(zhuǎn)換完成中斷
7)模擬/數(shù)字量復(fù)用通道;
8)1一8位順序轉(zhuǎn)換長(zhǎng)度
9)多通道掃描，連續(xù)轉(zhuǎn)化模式
A/D模塊內(nèi)部可分為三個(gè)部分:IP總線接口、轉(zhuǎn)換模式控制寄存器/寄存器列表、自定義模擬量。IP總線接口負(fù)責(zé)該模塊與總線的連接，實(shí)現(xiàn)A/D模塊和通用I/O的目的。轉(zhuǎn)換模式控制寄存器列表中有控制該模塊的所有寄存器，自定義模擬量負(fù)責(zé)模擬量到數(shù)字量的轉(zhuǎn)換。A/D轉(zhuǎn)換模塊沒(méi)有分頻機(jī)制，最大轉(zhuǎn)換時(shí)鐘頻率為 ZMHZ，最小轉(zhuǎn)換時(shí)鐘為5OOKHZ，所以必須是經(jīng)過(guò)分頻后的轉(zhuǎn)換始終頻率處于兩者之間，可能得不到正確的結(jié)果。轉(zhuǎn)換時(shí)間可用以下公式來(lái)計(jì)算:

4.1.3串行外設(shè)接口SPI

在一個(gè)單片機(jī)系統(tǒng)中，MCU除了進(jìn)行控制數(shù)據(jù)傳送外，還需要與外圍器件進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。雖然并行接口傳輸速率比串行接口要快，但其占用了太多的硬件資源，而且連線復(fù)雜。所以為了簡(jiǎn)化系統(tǒng)，現(xiàn)在各廠家推出的芯片中大多都帶有串行數(shù)據(jù)接口。

SPI(serialperipheralinterfaee)是一種高速高效率的同步串行技術(shù)，這種接口技術(shù)主要用于MCU與外部接口芯片交換數(shù)據(jù)，這在Freesca1e(原Motorola)單片機(jī)中已經(jīng)是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)模塊，也逐漸成為一種工業(yè)接口標(biāo)準(zhǔn)。SPI接口常用于主從分布系統(tǒng)，一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的SPI系統(tǒng)包括一個(gè)MCU和幾個(gè)不同的外部設(shè)備。SPI使用4條線，具體為:

1)串行時(shí)鐘線 SCLK(SerialCloCk)。SCLK是主機(jī)與從機(jī)之間數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐叫盘?hào)。對(duì)于主機(jī)來(lái)說(shuō)，SCLK是時(shí)鐘輸出引腳，而對(duì)于從機(jī)來(lái)說(shuō)，SCLK就是時(shí)鐘輸出引腳。
2)主機(jī)輸入、從機(jī)輸出數(shù)據(jù)線 MISO(masterin/slaveout).MISO是SPI模塊的兩根串行數(shù)據(jù)之一，在全雙工操作模式下，SPI主機(jī)的MISO被連接到從機(jī)的MISO，這樣，數(shù)據(jù)由從機(jī)傳到主機(jī)。僅在SPI設(shè)備配置成主機(jī)模式時(shí)，才可以由M工50接受數(shù)據(jù)。
3)主機(jī)輸出、從機(jī)輸入數(shù)據(jù)線 MOSI(Masterout/slavein)。MOSI是Spl模塊的另外一根串行數(shù)據(jù)線。
4)低電平有效的從機(jī)選擇線 55(slaveseleet)。55在主機(jī)和從機(jī)模式中具有不用的功能。從機(jī)模式下，SS是依次數(shù)據(jù)傳輸開(kāi)始前允許SPI工作的片選信號(hào);主機(jī)模式下，SS可以置位 MODF標(biāo)志位，保證一個(gè)系統(tǒng)只有一個(gè)SPI作為主機(jī)。SPI工作原理如同一個(gè)16位的分布式移位寄存器，一半在單片機(jī)里面，一半在外設(shè)中。當(dāng)SPI工作時(shí)，通過(guò)串行時(shí)鐘線的同步信號(hào)，循環(huán)移位8位，從而實(shí)現(xiàn)單片機(jī)與外設(shè)的數(shù)據(jù)交換。工作原理如圖4一3所示:

4.1.4PWM脈寬調(diào)制模塊

PWM(pulsewidthmodulate)即脈寬調(diào)制，脈寬調(diào)制波是一種可用程序來(lái)控制波形占空比、周期、相位的波形。H128單片機(jī)內(nèi)部集成了2路PWM輸出通道，在精度要求不高的情況下，PWM模塊可以當(dāng)作單片機(jī)的D/A口模塊使用，從而降低系統(tǒng)成本Isl]。本系統(tǒng)正是利用了這一特性來(lái)改變儀表背光燈的明暗度，其原理如圖4一4:

HCs12增強(qiáng)型定時(shí)器和HC12定時(shí)器一樣，有8個(gè)輸出比較瑜入捕捉通道，通過(guò)選擇n0s寄存器的Iosx位可以在輸出比較和輸入捕捉的功能之間切換(見(jiàn)圖4一5和圖4一6)。

普通輸入通道中帶有一個(gè)捕捉寄存器用來(lái)記錄管腳上電平變化時(shí)自由計(jì)數(shù)器的鎖存值。在帶緩沖的輸入捕捉通道中，除了帶有捕捉寄存器之外，還有一個(gè)保持寄存器，可以在不中斷的條件下連續(xù)記錄兩次自由計(jì)數(shù)器的值。脈沖累加器與定時(shí)器中4個(gè)帶緩沖的通道相連，通過(guò)檢測(cè)相應(yīng)管腳上的有效邊緣來(lái)記錄脈沖的個(gè)數(shù)。相鄰的兩個(gè)8位脈沖累加計(jì)數(shù)器可以聯(lián)成為一個(gè)16位的脈沖計(jì)數(shù)器，用戶可以選擇4個(gè)8位或者2個(gè)16位累加計(jì)數(shù)器。定時(shí)器最常見(jiàn)的用法是用于內(nèi)部定時(shí)和外部脈沖計(jì)數(shù)，脈沖累加器有兩種工作模式:鎖存方式和隊(duì)列方式。

鎖存方式:當(dāng)模數(shù)計(jì)數(shù)器減為0、向模數(shù)計(jì)數(shù)器寫(xiě)入$儀刃0或?qū)憦?qiáng)制鎖存位ICLA時(shí)，脈沖累加計(jì)數(shù)器將鎖存到相應(yīng)通道的保持寄存器中，并將累加計(jì)數(shù)器清零。

隊(duì)列方式:當(dāng)讀取某通道保持寄存器的值時(shí)，相應(yīng)的脈沖累加器的值將被寫(xiě)入該保持寄存器中并將脈沖累加器清零。

4.1.6.LCD接口模塊

H128內(nèi)部帶有筆段式LCD驅(qū)動(dòng)模塊，可以驅(qū)動(dòng)32個(gè)前極和4個(gè)背極，所有產(chǎn)生的波形均由片內(nèi)的充電泵提供，不需采用外部元器件腳l。有4個(gè)1/0端口BPO一BP3專門用來(lái)驅(qū)動(dòng)背極，其他32個(gè)前極驅(qū)動(dòng)引腳為復(fù)用端口，從FPO一FP27，PT4一PT7。當(dāng)LCD驅(qū)動(dòng)模塊禁止時(shí)，LCD顯示將被關(guān)閉，所有的前極和后極驅(qū)動(dòng)電壓都為VDD，梯形電阻結(jié)構(gòu)也將不在和VDD相連，以此來(lái)降低功耗。一般根據(jù)需要多少背極驅(qū)動(dòng)來(lái)設(shè)置LCD輸出波形的占空比，可以有三種設(shè)置方法:

1)靜態(tài)占空比—僅使用BPO
2)1/3占空比—使用BPO、BPI和BPZ
3)1/4占空比—使用BPO、BPI、BPZ和BP3

當(dāng)LCD驅(qū)動(dòng)模塊使能后，背極引腳就會(huì)按照設(shè)定好的占空比輸出背極波形。背極波形是周期的。

4.1.7步進(jìn)電機(jī)接口模塊

H128內(nèi)部集成了6個(gè)步專注電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊，無(wú)須在外圍電路增加步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片，是目前為止集成在芯片上驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)最多的汽車儀表芯片之一。其片內(nèi)有單獨(dú)的步進(jìn)電機(jī)電源驅(qū)動(dòng)模塊，每路驅(qū)動(dòng)兩個(gè)步進(jìn)電機(jī)。對(duì)應(yīng)的引腳分別為PUO一PU7，PVO一PV7，PWO一Pw7，通過(guò)改變各引腳中的電平高低和頻率來(lái)驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)按方向和速度運(yùn)轉(zhuǎn)。

4.1.8內(nèi)部時(shí)鐘生成模塊和實(shí)時(shí)時(shí)鐘

HCS12系列毗U具有內(nèi)部時(shí)鐘生成模塊ICG.，可以不利用外部器件就可以為MCU產(chǎn)生穩(wěn)定的時(shí)鐘源，精度可達(dá)到士3.5%。內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器具有可編程的時(shí)鐘輸出，同時(shí)可以選擇外部時(shí)鐘發(fā)生器，通過(guò)軟件可選擇總線時(shí)鐘為內(nèi)部或者外部時(shí)鐘。HCS12系列MCU還具有實(shí)時(shí)時(shí)鐘RTC模塊，它可以提供實(shí)時(shí)時(shí)鐘與日歷功能，并具有年、月和日自動(dòng)調(diào)整的作用，此外還可產(chǎn)生鬧鐘中斷、周期性中斷和0.015秒表記時(shí)中斷。還可以根據(jù)閏年自動(dòng)調(diào)整日歷功能，其他中斷包括報(bào)警中斷、周期性中斷和一個(gè)記時(shí)定時(shí)器。

4.1.9與其他開(kāi)發(fā)方案的比較

由于51單片機(jī)在我國(guó)的普及與廣泛應(yīng)用，大多數(shù)的項(xiàng)目工程師都對(duì)51單片機(jī)的結(jié)構(gòu)和性能非常熟悉。采用51單片機(jī)作為MCU，然后增加一個(gè)CAN控制器(如sJA10加)也可以組成一個(gè)CAN的節(jié)點(diǎn)，即51單片機(jī)+CAN控制器的模式。采用這種方式的特點(diǎn)是其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單易懂，開(kāi)發(fā)費(fèi)用比較低廉，大多數(shù)學(xué)生也可以有條件進(jìn)行CAN節(jié)點(diǎn)的開(kāi)發(fā)。其缺點(diǎn)是51單片機(jī)沒(méi)有經(jīng)過(guò)汽車上相關(guān)環(huán)境性能的試驗(yàn)，對(duì)于突發(fā)性的環(huán)境，會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤;同時(shí)，51單片機(jī)的珊口資源相對(duì)較少，需要擴(kuò)充相當(dāng)數(shù)量的外圍電路，如多通道周D轉(zhuǎn)換芯片，步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)芯片，LCD的驅(qū)動(dòng)芯片等等，致使外圍電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，工藝難度增加，性能也會(huì)相對(duì)降低，價(jià)格成本也比較昂貴腳]。也有部分在汽車儀表上使用的芯片如MICR0eHxP的PxC16F946系列PHILIPS的P8X591系列，F(xiàn)UJISTU公司的MB9()F系列的和Tl公司的TMS32OLF系列等，針對(duì)本方案的功能需求，也都存在著資源相對(duì)不足的問(wèn)題。