摩托羅拉MC9S12DP256在汽車電子中的應用

摘要：介紹了摩托羅拉16位單片機MC9S12DP256的結構、特點及其區(qū)別于其它單片機的優(yōu)勢。通過MC0S12DP256在汽車電子門控汽車電子系統(tǒng)的應用實例，簡單介紹了MC9S12DP256單片機在汽車電子領域的應用方法。 關鍵詞：MC9S12DP256 汽車電子門控系統(tǒng) 汽車電子 中國的汽車業(yè)從2002年開始呈現(xiàn)出很好的發(fā)展勢頭。據(jù)國家計委最新數(shù)據(jù)顯示：2002年全國轎車的產、銷量首次突破百萬輛大關，分別達到109萬輛和112.6萬輛同比增長55%和56%。整個汽車行業(yè)的產銷形勢也是一片大好，汽車產、銷量雙雙突破300萬輛大關，分別達到325萬輛和324.8萬輛，增幅逼近40%。2002年車市的異常紅火，使汽車產業(yè)首次超過了電子產業(yè)，成為拉動工業(yè)增長的最重要動力。作為汽車產業(yè)與電子產業(yè)的完美結合，汽車電子業(yè)的發(fā)展將更加迅猛。據(jù)估計，近幾年該行業(yè)的年增長率均超過50%，成為拉動汽車工業(yè)發(fā)展的重要因素。作為全球最大的汽車電子半導體器件供應商，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MC9S12DP256則以強大的功能及優(yōu)異的性能越來越受到人們的青睞。

1　MC9S12DP256的結構 MC9S12DP256 16位微控制器是基于16位HCS12 CPU及0.25μm微電子技術的高速、高性能5.0V FLASH存儲器產品中的中檔芯片。其較高的性能價格比使其非常適合用于一些中高檔汽車電子控制系統(tǒng)。同時其較簡單的背景開發(fā)模式(BDM)(如圖1所示)也會使開發(fā)成本進一步降低同時也使得現(xiàn)場開發(fā)與系統(tǒng)升級變得更加方便。 MC9S12DP256的主頻高達25MHz，同時片上還集成了許多標準模塊，包括2個異步串行通信口SCI、3個同步串行通信口SPI、8通道輸入捕捉/輸出比較定時器、2個10位8通道A/D轉換模塊、1個8通道脈寬調制模塊、49個獨立數(shù)字I/O口(其中20個具有外部中斷及喚醒功能)、兼容CAN2.0A/B協(xié)議的5個CAN模塊以及一個內部IC總線模塊;片內擁有256kB的FlashEEPROM12kB的RAM、4kB的EEPROM。圖1所示是其芯片結構框圖。 2　MC9S12DP256的功能特點 MC9S系列單片機主要有三大特點： (1) 片內集成256kB的閃速存儲器(Flash)。近年來，隨著閃速存儲器(Flash)在微控制器片內的應用走向成熟，

微控制器的開發(fā)、應用又迎來了一次新的飛躍。Flash 是一種非易失性存儲介質，讀取它的內容同RAM的讀取一樣方便，而對它的寫操作卻比EPROM還要快。同時，在系統(tǒng)掉電后，F(xiàn)lash中的內容仍能可靠保持不變。Flash的主要優(yōu)點是結構簡單、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) 應用鎖相環(huán)技術提高了系統(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)而成為一個很大的干擾源，這一問題給系統(tǒng)設計、線路板布局帶來了很多不便。MC9S12的時鐘發(fā)生系統(tǒng)中巧妙地使用了鎖相環(huán)技術，因而可在外接幾十千赫的外部晶振情況下，通過軟件編程產生幾兆的系統(tǒng)時鐘，從而降低了對外輻射干擾，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。 (3) 簡單的背景開發(fā)模式(BDM)(如圖2所示)使得開發(fā)成本進一步降低，也使得現(xiàn)場開發(fā)和系統(tǒng)升級變得比較方便。 此外，雖然擁有16位總線結構，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不同價位的系統(tǒng)需求。 3 MC9S12DP256在汽車電子中的應用 現(xiàn)以一個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換成系統(tǒng)所需要的5V電壓，還可以將點火開關信號、車門開關信號及面板開關信號由SPI接入到微控制器以進行喚醒、復位和中斷等工作，同時，該器件還具有容錯功能的CAN物理層驅動器。此外，它還可以將系統(tǒng)接入到整車網(wǎng)絡之中;MC33884的主要作用是用來實時監(jiān)測面板開關的狀態(tài)并驅動面板的照明燈;MC33887可用于后視鏡位置電機、后視鏡折疊電機及門鎖電機的驅動(如需要較大電流來驅動車窗玻璃的升降等)。實際上，該功能也可以選用MC33486配合獨立的MOS驅動管一起工作;MC33290主要用于對整個系統(tǒng)的診斷。 圖3 汽車電子門控系統(tǒng)示意圖 4　小結 根據(jù)以上介紹可以看到：MC9S12DP256的功能十分強大。由于其片內資源極其豐富，因此，對于一般的簡單應用，只需一片單片機加少量的外圍電路即可。而對于復雜的系統(tǒng)，對MC9S12DP256進行外部電路的擴展也很方便。特別是在汽車電子領域，MC9S12DP256豐富的片內存儲器、功能強大的定時器以及片內集成的CAN模塊，無不給硬件設計及軟件編程帶來極大的方便。因此，可以預見：汽車電子工業(yè)的迅猛發(fā)展必將給這種高性價比的微控制器帶來更為廣泛的應用和發(fā)展空間。