摩托罗拉MC9S12DP256在汽车电子中的应用

摘要：介绍了摩托罗拉１６位单片机MC9S12DP256的结构、特点及其区别于其它单片机的优势。通过MC0S12DP256在汽车电子门控汽车电子系统的应用实例，简单介绍了MC9S12DP256单片机在汽车电子领域的应用方法。 关键词：MC9S12DP256 汽车电子门控系统 汽车电子 中国的汽车业从２００２年开始呈现出很好的发展势头。据国家计委最新数据显示：２００２年全国轿车的产、销量首次突破百万辆大关，分别达到１０９万辆和１１２．６万辆同比增长５５％和５６％。整个汽车行业的产销形势也是一片大好，汽车产、销量双双突破３００万辆大关，分别达到３２５万辆和３２４．８万辆，增幅逼近４０％。２００２年车市的异常红火，使汽车产业首次超过了电子产业，成为拉动工业增长的最重要动力。作为汽车产业与电子产业的完美结合，汽车电子业的发展将更加迅猛。据估计，近几年该行业的年增长率均超过５０％，成为拉动汽车工业发展的重要因素。作为全球最大的汽车电子半导体器件供应商，Ｍｏｔｏｒｏｌａ的微控制器广泛用于汽车电子控制单元中，而Ｍｏｔｏｒｏｌａ的１６位单片机ＭＣ９Ｓ１２ＤＰ２５６则以强大的功能及优异的性能越来越受到人们的青睐。 １　ＭＣ９Ｓ１２ＤＰ２５６的结构 ＭＣ９Ｓ１２ＤＰ２５６ １６位微控制器是基于１６位ＨＣＳ１２ ＣＰＵ及０．２５μｍ微电子技术的高速、高性能５．０Ｖ ＦＬＡＳＨ存储器产品中的中档芯片。其较高的性能价格比使其非常适合用于一些中高档汽车电子控制系统。同时其较简单的背景开发模式(ＢＤＭ)(如图１所示)也会使开发成本进一步降低同时也使得现场开发与系统升级变得更加方便。 ＭＣ９Ｓ１２ＤＰ２５６的主频高达２５ＭＨｚ，同时片上还集成了许多标准模块，包括２个异步串行通信口ＳＣＩ、３个同步串行通信口ＳＰＩ、８通道输入捕捉／输出比较定时器、２个１０位８通道Ａ／Ｄ转换模块、１个８通道脉宽调制模块、４９个独立数字Ｉ／Ｏ口（其中２０个具有外部中断及唤醒功能）、兼容ＣＡＮ２．０Ａ／Ｂ协议的５个ＣＡＮ模块以及一个内部ＩＣ总线模块；片内拥有２５６ｋＢ的ＦｌａｓｈＥＥＰＲＯＭ１２ｋＢ的ＲＡＭ、４ｋＢ的ＥＥＰＲＯＭ。图１所示是其芯片结构框图。 ２　ＭＣ９Ｓ１２ＤＰ２５６的功能特点 ＭＣ９Ｓ系列单片机主要有三大特点： （１） 片内集成２５６ｋＢ的闪速存储器（Ｆｌａｓｈ）。近年来，随着闪速存储器（Ｆｌａｓｈ）在微控制器片内的应用走向成熟， 微控制器的开发、应用又迎来了一次新的飞跃。Ｆｌａｓｈ 是一种非易失性存储介质，读取它的内容同ＲＡＭ的读取一样方便，而对它的写操作却比ＥＰＲＯＭ还要快。同时，在系统掉电后，Ｆｌａｓｈ中的内容仍能可靠保持不变。Ｆｌａｓｈ的主要优点是结构简单、集成密度大、成本低。由于Ｆｌａｓｈ可以局部擦除，且写入、擦除次数可达数万次以上，从而使开发微控制器不再需要昂贵的仿真器。 （２） 应用锁相环技术提高了系统的电磁兼容性。在以往不使用锁相环的微控制器应用系统中，晶振电路由于其工作频率比较高（通常为几兆赫兹至几十兆赫兹）而成为一个很大的干扰源，这一问题给系统设计、线路板布局带来了很多不便。ＭＣ９Ｓ１２的时钟发生系统中巧妙地使用了锁相环技术，因而可在外接几十千赫的外部晶振情况下，通过软件编程产生几兆的系统时钟，从而降低了对外辐射干扰，提高了系统的稳定性。 （３） 简单的背景开发模式（ＢＤＭ）(如图２所示)使得开发成本进一步降低，也使得现场开发和系统升级变得比较方便。 此外，虽然拥有１６位总线结构，但ＭＣ９Ｓ１２的外部总线可根据不同的系统需求工作在８位和１６位两种模式，因而能够极大地适应不同价位的系统需求。 ３ ＭＣ９Ｓ１２ＤＰ２５６在汽车电子中的应用 现以一个典型的汽车电子门控系统为例来说明ＭＣ９Ｓ１２ＤＰ２５６在汽车电子中的应用，图３所示为该门控系统示意图，图中，中央微控制器选用ＭＣ９Ｓ１２ＤＰ２５６，图中的ＭＣ３３３８９Ａ 、ＭＣ３３８８４、ＭＣ３３８８７ 、ＭＣ３３４８６等均为摩托罗拉的智能模拟器件。其中ＭＣ３３３８９Ａ可直接将汽车蓄电池电压转换成系统所需要的５Ｖ电压，还可以将点火开关信号、车门开关信号及面板开关信号由ＳＰＩ接入到微控制器以进行唤醒、复位和中断等工作，同时，该器件还具有容错功能的ＣＡＮ物理层驱动器。此外，它还可以将系统接入到整车网络之中；ＭＣ３３８８４的主要作用是用来实时监测面板开关的状态并驱动面板的照明灯；ＭＣ３３８８７可用于后视镜位置电机、后视镜折叠电机及门锁电机的驱动（如需要较大电流来驱动车窗玻璃的升降等）。实际上，该功能也可以选用ＭＣ３３４８６配合独立的ＭＯＳ驱动管一起工作；ＭＣ３３２９０主要用于对整个系统的诊断。 图3 汽车电子门控系统示意图 ４　小结 根据以上介绍可以看到：ＭＣ９Ｓ１２ＤＰ２５６的功能十分强大。由于其片内资源极其丰富，因此，对于一般的简单应用，只需一片单片机加少量的外围电路即可。而对于复杂的系统，对ＭＣ９Ｓ１２ＤＰ２５６进行外部电路的扩展也很方便。特别是在汽车电子领域，ＭＣ９Ｓ１２ＤＰ２５６丰富的片内存储器、功能强大的定时器以及片内集成的ＣＡＮ模块，无不给硬件设计及软件编程带来极大的方便。因此，可以预见：汽车电子工业的迅猛发展必将给这种高性价比的微控制器带来更为广泛的应用和发展空间。