小引擎（單缸）的電子控制方案設(shè)計(jì)

MCZ33812詳細(xì)介紹

　　MCZ33812將多個(gè)模擬功能集成到一個(gè)小型的32引腳的封裝里。MCU和該IC間的接口要通過10個(gè)并行的5V邏輯電平線路。之所以選擇簡(jiǎn)單的并行接口，是為了保證即使從只擁有機(jī)械設(shè)計(jì)背景轉(zhuǎn)過來電子設(shè)計(jì)新手也能輕松了解該電路。該電路設(shè)計(jì)從標(biāo)準(zhǔn)的12伏電池運(yùn)行，但可以最高承受36V的電壓，并且所有外部輸出都可防止電池短路，過電流、溫度過高和ESD問題。下文簡(jiǎn)要介紹包含的功能特性：

　　電源

　　該模塊是一個(gè)線性穩(wěn)壓器預(yù)驅(qū)動(dòng)裝置，可提供穩(wěn)定的5V電源，為MCU提供動(dòng)力。它的設(shè)計(jì)可以在 *V到36V的輸出電壓中提供穩(wěn)定的5V電壓，并且跟蹤從*V降為4.5V的輸入電壓電源。作為預(yù)驅(qū)動(dòng)裝置，它驅(qū)動(dòng)外部PNP晶體管的基極，在集電極處生成浮動(dòng)范圍為+/-2%的5V電壓。VCCSENS輸入引腳與PNP集電極相連，該集電極監(jiān)控提供反饋的輸出電壓并讓集電極穩(wěn)壓在5V。

　　復(fù)位和安全功能

　　要保證MCU的功能正常，該IC必須具備某些安全功能。第一個(gè)帶輸出引腳RESETB的復(fù)位電路，它能驅(qū)動(dòng)MCU的復(fù)位輸入引腳?？偣灿腥N不同的事件可能導(dǎo)致復(fù)位信號(hào)發(fā)生。復(fù)位模塊包含三個(gè)輸入引腳：一個(gè)是VCCSENS，用來感應(yīng)外部5V電壓；一個(gè)是WDRFSH，用來定期提供MCU到看門狗定時(shí)器的刷新信號(hào)；最后一個(gè)是WD_INH，用來選擇是啟用還是禁用看門狗功能?？赡茯?qū)動(dòng)復(fù)位信號(hào)的第一個(gè)事件是上電復(fù)位。當(dāng)器件首先上電時(shí)，RESETB 信號(hào)置于低，以確保MCU保持在復(fù)位狀態(tài)，直到電源電壓達(dá)到最低工作值。當(dāng)5V電壓超過最低電平時(shí)，RESETB信號(hào)可以在低的位置再保持128 微秒，從而讓MCU的內(nèi)部邏輯時(shí)間趨于穩(wěn)定。過了128微秒后，RESETB信號(hào)置于高，MCU開始執(zhí)行程序。發(fā)生RESETB信號(hào)的第二種情況是欠壓復(fù)位，5V電壓低于MCU的最小工作值時(shí)發(fā)生。這樣能確保MCU超過推薦的工作電壓范圍后不會(huì)運(yùn)行。生成RESETB信號(hào)的最后一種情況是看門狗電路超時(shí)復(fù)位。當(dāng)看門狗電路啟用后，WDRFSH引腳會(huì)定期提供來自MCU的刷新信號(hào)。如果MCU不能提供定期刷新信號(hào)，就表明程序指令流出現(xiàn)錯(cuò)誤或MCU“掛斷”了。發(fā)生RESETB狀況后，看門狗最大時(shí)長(zhǎng)由WDRFSH引腳上MCU提供第一個(gè)脈沖的時(shí)長(zhǎng)來確定。

　　圖3 MCZ33812復(fù)位電路框圖

　　點(diǎn)火預(yù)驅(qū)動(dòng)裝置

　　點(diǎn)火預(yù)驅(qū)動(dòng)裝置可以驅(qū)動(dòng)IGBT或達(dá)林頓晶體管。它有兩個(gè)輸出線路，即IGNOUTH和IGNOUTL線路，由單個(gè)并行輸入引腳IGNIN控制。選擇使用的晶體管類型時(shí)，可以由連接的IGNSUP引腳決定：可以選擇達(dá)林頓晶體管提供5V電壓或者選擇IGBT提供12V電壓。大部分新汽車設(shè)計(jì)師選擇使用IGBT，但一些小引擎ECU設(shè)計(jì)師仍然選用達(dá)林頓晶體管，因?yàn)橐郧暗腃DI ECU設(shè)計(jì)使用達(dá)林頓晶體管。點(diǎn)火預(yù)驅(qū)動(dòng)裝置檢測(cè)到開路故障或電池短路后，將故障指示信號(hào)IGNFLT發(fā)送給MCU。

　　低邊驅(qū)動(dòng)裝置

　　它有三個(gè)低邊驅(qū)動(dòng)裝置，全部使用相關(guān)的并行輸入引腳來控制。它們分別設(shè)計(jì)來驅(qū)動(dòng)噴油器、繼電器（或備用噴油器）以及報(bào)警燈或其他負(fù)載。

　　低邊驅(qū)動(dòng)裝置在過壓或欠壓事件中都會(huì)關(guān)閉，它們都可以防止過電流、電池短路和溫度過高狀況。對(duì)于噴油器和繼電器驅(qū)動(dòng)裝置，可以檢測(cè)空載或電池短路故障。噴油器和繼電器驅(qū)動(dòng)裝置向MCU提供故障報(bào)告信號(hào)。

　　繼電器驅(qū)動(dòng)裝置擁有與噴油器驅(qū)動(dòng)裝置相同的電子特征，因此它也能用來驅(qū)動(dòng)其他電流更高的器件，如燃油泵。

　　指示燈驅(qū)動(dòng)器沒有故障指示信號(hào)，但它可以防止過電流、過壓、溫度過高和電池短路。因?yàn)樗鼪]有引腳為微控制器提供故障信息，檢測(cè)到故障條件時(shí)，驅(qū)動(dòng)器關(guān)閉；當(dāng)故障條件消失后，它再次打開。但它被設(shè)計(jì)來驅(qū)動(dòng)白熾燈，因?yàn)樗淖畲箅娏飨揞~為3 安，但另外兩個(gè)驅(qū)動(dòng)器的限額為6 安。

　　ISO-9141 通信接口

　　提供ISO-9141串行接口，允許MCU收發(fā)進(jìn)出外部測(cè)試終端的診斷信息。

MCZ33812 參考設(shè)計(jì)

　　為演示用于小引擎ECU的第一款模擬IC的功能，ECU參考設(shè)計(jì)由此產(chǎn)生。

　　圖6 MCZ33812參考設(shè)計(jì)板