基于16位控制器的汽車車身電子控制系統(tǒng)解決方案
加入技術(shù)交流群
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，并使金屬或橡膠開關(guān)的使用成為可能。用于檢測金屬開關(guān)的大濕性電流能在檢測過程中有選擇地使用，從而達到降低功耗的目的。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。這種方法進一步增強了系統(tǒng)的設(shè)計性能，使這些輸入端在不需要開關(guān)檢測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自電路板上其它信號噪聲的影響。縮短模擬信號路徑并允許器件對信號進行緩沖可減少這種影響。 MC33993具有強大的模擬接口功能，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)接器來提升器件性能。通道選擇是通過一條高速串行鏈路實現(xiàn)的。該器件能提供先進的開關(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)動汽車負(fù)載，還需要燈、繼電器、馬達、量程表和LED驅(qū)動器等集成電路。這些特殊的輸入接口器件同樣也提供保護與錯誤檢測功能。
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，包括馬達和燈。繼電器或機械式開關(guān)是當(dāng)今汽車車身控制結(jié)構(gòu)中主要的大電流開關(guān)器件。由于電磁系統(tǒng)成本低，設(shè)計成熟，不少系統(tǒng)結(jié)構(gòu)師仍樂于選用。然而使用電磁系統(tǒng)會產(chǎn)生很多問題，例如：
1.機械觸點的有限壽命限制了繼電器的開關(guān)頻率。由于觸點在打開或閉合的時候具有一定的慣性，在穩(wěn)定到下一個狀態(tài)前會有一定程度的跳動。這一跳動限制了最大的工作頻率，如果超過這一頻率，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大問題。
利用專為這類負(fù)載設(shè)計的驅(qū)動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個高端與8個低端的MC33888開關(guān)就是專為驅(qū)動汽車負(fù)載設(shè)計的。這種器件能直接控制4個功率達60W的高端負(fù)載和8個小電流(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到正常工作電流的10到15倍，這會給沒有這些大浪涌電流處理電路的系統(tǒng)帶來很大的問題。對這類負(fù)載的最常見措施是觸發(fā)過流保護電路來切斷這些負(fù)載。
MC33888很好地解決了這個問題，它采用了一個啟動定時器允許白熾燈在過流保護電路工作前進行預(yù)熱。過流保護電路的啟動需要檢測調(diào)節(jié)輸出驅(qū)動器件可接受電平的裝態(tài)和脈寬信號。
完整的電池反擊保護、負(fù)載傾卸保護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)載開路檢測、短路檢測和過溫檢測。作為附加的保護功能，MC33888器件還內(nèi)建了一個看門狗定時器，當(dāng)器件與MCU之間的通信發(fā)生中斷時可以用來關(guān)閉器件。對該器件的控制是通過一個高速串行接口實現(xiàn)的，因此大大減少了所需的MCU引腳數(shù)量。
電子馬達控制
最后一個需要考慮的問題是電子馬達控制。MC33887馬達驅(qū)動器能很好地完成這一任務(wù)，它是一個完整的H型橋式驅(qū)動器。該器件具有大于5A的連續(xù)電流驅(qū)動能力，因此非常適合用于鎖定馬達、天線馬達或雨刷泵。MC33887還具有高端電流傳感反饋功能可根據(jù)實時的馬達電流反饋修正馬達的驅(qū)動頻率和負(fù)載循環(huán)。就象燈驅(qū)動器那樣，當(dāng)檢測到過流狀態(tài)時它能夠自動對輸出進行脈寬調(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性能和診斷功能的解決方案。復(fù)雜的多引腳MCU常常會引起開發(fā)問題。MC9S12DP256提供了一個單線的后臺調(diào)試接口，可以方便地在汽車環(huán)境中實現(xiàn)廣泛的調(diào)試工作，并且不會遇到使用傳統(tǒng)電路嵌入式仿真器時常見的困難。這一后臺調(diào)試接口還能用來在生產(chǎn)線末端進行主要閃存的編程，甚至可以用來在車內(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存儲主操作程序。編程閃存的最佳方法是在最終組裝后把主程序編程進完整的電子控制模塊中，與在模塊組裝前通過第三方把主程序編程進MCU相比，這種方法能有效地避免風(fēng)險和延時。
通過簡單的串行接口將主程序編程進MCU是在模塊組裝后完成的，一般是在最終測試過程中執(zhí)行的。一些制造商采用便宜的獨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)線末端的測試設(shè)備中。
摩托羅拉的相關(guān)器件則提供了一個單線的后臺調(diào)試接口用來實現(xiàn)閃存編程、檢驗和一般的調(diào)試操作。在設(shè)備正常工作時，串行通信引腳在復(fù)位時是被拉高的，因此后臺系統(tǒng)不被激活。當(dāng)有編程器或者調(diào)試系統(tǒng)連接到這個引腳時，該引腳在復(fù)位時就會被拉倒低電平，從而迫使MCU進入激活的后臺模式，而不是去啟動應(yīng)用程序。
評論