基于MC9S12DP256B的汽車(chē)防抱死系統(tǒng)設(shè)計(jì)

MC9S12DP256B和CPLD概述

MC9S12DP256B是基于16位HCS12 CPU及0.25um制造工藝的高速、高性能5.0V FLASH微控制器。該單片機(jī)使用了鎖相環(huán)技術(shù)或內(nèi)部倍頻技術(shù)，使內(nèi)部總線速度大大高于時(shí)鐘產(chǎn)生器的頻率，在同樣速度下所使用的時(shí)鐘頻率較同類單片機(jī)低很多，因而高頻噪聲低、抗干擾能力強(qiáng)，更適合于汽車(chē)內(nèi)部惡劣的環(huán)境。并且包含定時(shí)器、 A/D轉(zhuǎn)換、 PWM輸出、CAN通訊、EEPROM、SPI、SCI等多個(gè)模塊，資源豐富，滿足系統(tǒng)功能的開(kāi)發(fā)要求。

系統(tǒng)中的CPLD采用XC9572TQ100，此款芯片支持?jǐn)U展工業(yè)溫度范圍。它不僅工作溫度范圍更大，從-40C至+100C，而且還符合汽車(chē)業(yè)界特有的質(zhì)量認(rèn)證呢感標(biāo)準(zhǔn)。此外，該芯片的門(mén)數(shù)和I/O數(shù)均符合設(shè)計(jì)要求，并留有功能擴(kuò)展的余地。

數(shù)字輸入通道診斷電路

輪速輸入信號(hào)正確與否直接影響到ABS系統(tǒng)的工作。為此特地在信號(hào)處理電路之前加設(shè)數(shù)字開(kāi)關(guān)，便于系統(tǒng)檢測(cè)電路板數(shù)字輸入通道。采用輸入模擬法，由安全CPU(CPLD)向數(shù)字通道發(fā)出一組標(biāo)準(zhǔn)方波信號(hào)輸入到控制 CPU的輸入捕捉端口進(jìn)行測(cè)量。具體電路如圖2 (圖略，請(qǐng)參看《電子設(shè)計(jì)應(yīng)用》2005.8)所示。

CPLD產(chǎn)生DETECT信號(hào)控制數(shù)字開(kāi)關(guān)CD4066的通斷。ABS上電自檢時(shí)，DETECT為“0”，開(kāi)關(guān)籪開(kāi)，輪速信號(hào)被屏蔽，此時(shí)由 CPLD產(chǎn)生事先定義好的標(biāo)準(zhǔn)方波(頻率為100Hz，即每個(gè)計(jì)數(shù)周期 (0.1s)10個(gè)脈沖)并輸出給主CPU。主CPU通過(guò)ECT口捕捉方波進(jìn)行測(cè)量與計(jì)算，經(jīng)與定義的該標(biāo)準(zhǔn)波的頻率比較后，如果結(jié)果一致則說(shuō)明數(shù)字輸入通道正常， 否則說(shuō)明有故障出現(xiàn)。檢測(cè)完畢，一切正常后，DETECT變?yōu)椤?”，開(kāi)關(guān)接通，輪速信號(hào)經(jīng)過(guò)信號(hào)整形放大單元、由CPLD輸出至控制CPU。

電磁閥驅(qū)動(dòng)及其故障檢測(cè)電路

汽車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)中電磁閥的工作電流為1.5-2.5A，而微控制器的輸出電流遠(yuǎn)達(dá)不到這一要求，因此采用Freescale公司的高端驅(qū)動(dòng)芯片MC33289來(lái)實(shí)現(xiàn)電磁閥的驅(qū)動(dòng)。單通道的控制電路如圖3(圖略，請(qǐng)參看《電子設(shè)計(jì)應(yīng)用》2005.8)所示。

由于MC33289的自檢功能，應(yīng)用時(shí)可將St引腳直接與CPU相連，一旦電磁閥出現(xiàn)故障，如短路或斷路，St即自動(dòng)置低，CPU接收到信號(hào)后立刻停止ABS功能，點(diǎn)亮故障顯示燈，同時(shí)將相應(yīng)的故障代碼以中斷的形式傳輸給控制CPU。對(duì)電磁閥驅(qū)動(dòng)狀況的檢測(cè)通過(guò)比較MC33289的輸出OUT與輸入 IN來(lái)完成。在正常情況下同一路的兩個(gè)邏輯值應(yīng)相等，同時(shí)為“1”或“0”；若不相等，則說(shuō)明驅(qū)動(dòng)芯片出現(xiàn)故障，CPU必須中斷ABS功能，點(diǎn)亮故障顯示燈并傳輸故障碼。