S12X系列雙核單片機(jī)的整車控制器CAN結(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)

摘要：XGATE內(nèi)核的MC9S12XE系列雙核單片機(jī)具有數(shù)據(jù)處理速度快、反應(yīng)時(shí)間短、功耗低等優(yōu)點(diǎn)，在汽車電子領(lǐng)域有著很好的應(yīng)用前景。本文介紹了Freescale公司MC9S12X系列雙核單片機(jī)在混合動(dòng)力汽車整車控制器中應(yīng)用的優(yōu)點(diǎn)，給出了其進(jìn)行CAN總線通信的硬件接口設(shè)計(jì)與執(zhí)行流程。最后給出了其利用協(xié)處理器XGATE管理CAN總線通信的典型配置方法。
關(guān)鍵詞：整車控制器；CAN；MC9S12XE；XGATE；中斷

引言
高精度、高速度、高可靠性的混合動(dòng)力汽車整車控制器是實(shí)現(xiàn)整車控制的基礎(chǔ)。為了避免車載環(huán)境中的電磁干擾，滿足閉環(huán)控制系統(tǒng)的快速響應(yīng)，整車控制器與其他控制器的通信采取CAN總線方式。CAN總線位速率最大可達(dá)1 Mb／s，可以滿足整車控制器與外界的高速通信。
Freeseal公司MC9S12XE(簡(jiǎn)稱S12X)系列單片機(jī)專門用于汽車網(wǎng)絡(luò)和通用車身應(yīng)用，具有32位單片機(jī)的性能，且具有16位MCU的所有優(yōu)點(diǎn)和功效。內(nèi)部的增強(qiáng)型XGATE模塊，允許高速數(shù)據(jù)自主地在單片機(jī)外設(shè)和內(nèi)部RAM、I／O端口之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸與處理，XGATE內(nèi)置有一個(gè)16位的精簡(jiǎn)指令集內(nèi)核，可以對(duì)要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理并執(zhí)行復(fù)雜的通信協(xié)議，易于用C語言進(jìn)行編程。合理地使用XGATE可以提高整車控制器與外界CAN總線的通信速度，而不增加主CPU(S12X CPU)的中斷負(fù)荷，從而提高了單片機(jī)的數(shù)據(jù)處理能力。

1 CAN總線硬件接口設(shè)計(jì)
S12X雙核單片機(jī)CAN總線結(jié)點(diǎn)接口原理圖如圖1所示。為了增強(qiáng)CAN總線節(jié)點(diǎn)的抗干擾能力，S12X單片機(jī)的CAN總線收發(fā)引腳并不是直接與PCA82C250的TxD和RxD相連，而是通過高速光耦6N137后與PCA82C250相連，這樣就很好地實(shí)現(xiàn)了總線上各CAN總線結(jié)點(diǎn)間的電氣隔離。

CANH和CANL引腳與地之間并聯(lián)了兩個(gè)電容C1、C2，可以濾除總線上的高頻干擾，并具有一定的防電磁輻射的能力。另外，在兩根CAN總線輸入端與地之間分別接了TVS管D1和D2，當(dāng)兩輸入端與地之間出現(xiàn)瞬變干擾時(shí)，可起到保護(hù)作用。