汽車電子類MCU/DSP器件及應(yīng)用

2004年8月B版

　　MM908E624/25系列單片機(jī)主要是為汽車和工業(yè)控制而設(shè)計(jì)。它們都是由高性能的HC08單片機(jī)(MCU)核和SmartMOS集成電路芯片構(gòu)成，具有集成度高、價(jià)格低等特點(diǎn)。

　　該系列單片機(jī)所帶的HC08單片機(jī)核基本都是一樣的，都包括16K字節(jié)的片上flash存儲(chǔ)器，512字節(jié)的RAM，兩個(gè)16位2通道的定時(shí)器，增強(qiáng)型串行通訊接口(ESCI)，10位精度的模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)，串行外設(shè)接口(SPI)和16個(gè)單片機(jī)通用I/O口。

　　但二者內(nèi)部的SmartMOS集成電路部分略有不同。其中，MM908E624內(nèi)部的SmartMOS集成電路主要是由三個(gè)高端輸出口，LIN總線接口，電壓調(diào)整器以及運(yùn)算放大器接口和喚醒接口等構(gòu)成。而MM908E625內(nèi)部的SmartMOS集成電路主要是由一個(gè)高端輸出口，四個(gè)半橋輸出口，三個(gè)霍爾效應(yīng)傳感器輸入端口，LIN總線接口及電壓調(diào)整器等構(gòu)成。

　　其實(shí)，MM908E624/25所帶的HC08單片機(jī)核與其他8位單片機(jī)都一樣，這里就不作介紹。下面主要針對SmartMOS集成電路部分，介紹MM908E624/25系列單片機(jī)帶有一些主要功能的模塊。

MM908E624/25單片機(jī)

　　MM908E624共有三個(gè)高端輸出口：其中前兩個(gè)高端輸出接口HS1和HS2，帶有過流及過溫保護(hù)功能，最大輸出電流范圍為200mA~500mA，可以用來驅(qū)動(dòng)繼電器、燈等負(fù)載。在驅(qū)動(dòng)電感性負(fù)載的情況下，這兩個(gè)輸出口的內(nèi)部還帶有鉗位電路，可以限制輸出的電壓。對這兩個(gè)輸出口的控制是通過SPI接口實(shí)現(xiàn)的，另外還可以通過PWMIN端口，實(shí)現(xiàn)PWM控制功能。在使用PWM功能的時(shí)候，芯片內(nèi)部驅(qū)動(dòng)高端輸出接口的電路會(huì)把SPI寄存器的HS1ON位(或HS2ON位)和PWMIN輸入引腳的電平進(jìn)行邏輯與運(yùn)算，然后根據(jù)與的結(jié)果控制高端輸出口的狀態(tài)。如果不想使用PWM功能，PWMIN引腳必須連接到VDD端口。第三個(gè)高端輸出接口HS3，也帶有過流及過溫保護(hù)功能，但不具備PWM功能，最大輸出電流值最小可達(dá)60mA，與其他兩個(gè)高端輸出接口相比，電流輸出能力相對較小，主要用來驅(qū)動(dòng)小燈、霍爾傳感器及上拉電阻等。MM908E625只有一個(gè)高端輸出口。

　　MM908E624/25都帶有一個(gè)LIN物理層，提供了一個(gè)LIN總線端口LIN，該端口為單總線收發(fā)，可以與三線LIN總線兼容。LIN (Local Interconnect Network)是一種低成本的串行通訊網(wǎng)絡(luò)，基于SCI(UART)數(shù)據(jù)格式，采用單主控制器/多從設(shè)備的模式,主要用于實(shí)現(xiàn)汽車中的分布式電子系統(tǒng)控制。與CAN(Control Area Network)相比，LIN的設(shè)計(jì)更為簡單廉價(jià)。在很多應(yīng)用的場合，使用LIN來替代CAN能夠大幅度的降低產(chǎn)品成本。

　　MM908E624帶有兩個(gè)專門的喚醒輸入接口L1、L2。在SLEEP或STOP模式下，如果喚醒輸入接口的電平發(fā)生變化，系統(tǒng)就會(huì)被喚醒并進(jìn)入NORMAL模式。在正常(NORMAL)模式下，通過SPI接口可以讀取這兩個(gè)端口的狀態(tài)，因此喚醒接口也可以用來監(jiān)控外接開關(guān)的狀態(tài)變化。MM908E625不帶有這兩個(gè)接口，但MM908E625也有一些接口也可以喚醒系統(tǒng)，比如：SIO端口、霍爾效應(yīng)傳感器輸入端口等。

　　MM908E624/25都帶有一個(gè)電壓調(diào)整器輸出接口。在正常模式和STOP模式下，該電壓調(diào)整器可以輸出一個(gè)5V電壓，從而可以給單片機(jī)供電。但需要注意的是，該端口需外接一個(gè)電容來穩(wěn)定電壓的輸出。另外，該電壓調(diào)整器還具有限流功能，主要用于STOP模式下。

　　上面的各個(gè)功能模塊只有喚醒輸入接口L1、L2為MM908E624所特有，其他都是MM908E624/25所共有的。下面將要介紹的一些模塊是為MM908E625所特有的。

　　MM908E625帶有4個(gè)半橋驅(qū)動(dòng)輸出口，其RDS(ON)為500mW。這些輸出口可用于步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)，或者作為高端和低端的選擇開關(guān)。這些輸出都帶有短路保護(hù)和過熱保護(hù)，并且有電流再復(fù)制，電流限制和BEMF(反向電磁力)產(chǎn)生的特性。這種保護(hù)是由高端和低端場效應(yīng)晶體管完成的(高端有真實(shí)電流測量，低端通過VDS監(jiān)測)，而電流限制和再復(fù)制是由低端場效應(yīng)晶體管完成的。

　　MM908E625帶有三個(gè)霍爾效應(yīng)傳感器輸入引腳。它們能夠用于探測電機(jī)的停止和位置，或者讀取霍爾效應(yīng)傳感器的連接狀態(tài)。它們不受系統(tǒng)控制寄存器中PSON位的影響。通過對霍爾效應(yīng)傳感器輸入引腳控制寄存器中的HxEN置位，可以使相應(yīng)的霍爾效應(yīng)傳感器引腳允許輸入。當(dāng)這些引腳被允許輸入時(shí)，霍爾效應(yīng)傳感器將由VSUP供電，同時(shí)其檢測電路開始工作，其結(jié)果由霍爾效應(yīng)傳感器輸入引腳狀態(tài)寄存器中的HxF標(biāo)志位給出。如果標(biāo)志位為高電平，則說明檢測到的電流高于IREC。為了防止該標(biāo)志的噪聲，這些引腳都實(shí)現(xiàn)了一定的滯后作用。

MM908E624/25的應(yīng)用

　　MM908E624/25都是高度集成的單片機(jī)芯片，并且都集成了一個(gè)SmartMOS集成電路。在汽車和工業(yè)應(yīng)用上，它們?yōu)橛脩籼峁┝艘环N理想的單芯片解決方案，用戶可以很容易的實(shí)現(xiàn)多種控制檢測的功能而無需增加外圍接口電路的復(fù)雜性。圖1和圖2是兩種單片機(jī)的典型應(yīng)用原理圖。

　　MM908E624/25系列單片機(jī)主要是為汽車和工業(yè)控制而設(shè)計(jì)的，它們主要的應(yīng)用有：汽車車體、座椅、門窗、后視鏡、燈光、雨刷等的控制、發(fā)動(dòng)機(jī)控制、安全氣囊、ABS及機(jī)器人控制等。

DSP器件MC56F8323

　　MC56F8323芯片是一款基于56800E 增強(qiáng)型高性能DSP內(nèi)核的DSP器件，具有很強(qiáng)的運(yùn)算能力。該芯片帶有：4KBytes程序RAM，32KBytes程序閃存和8KBytes數(shù)據(jù)RAM，8KBytes數(shù)據(jù)閃存；PWM模塊，具有6路輸出和3路可編程的錯(cuò)誤輸入端口；兩路SPI接口和兩路SCI接口，以及I2C 總線主接口；8個(gè)16位定時(shí)器，具有輸入捕捉和輸出比較功能；4輸入的相位檢測模塊；FlexCAN總線模塊，兼容CAN2.0 A/B；片上集成的溫度傳感器，可以用來監(jiān)控芯片溫度；片上3.3V到2.6V的電壓調(diào)節(jié)器；及8路12位A/D。該芯片最多可以支持27個(gè)通用I/O引腳，內(nèi)部集成了看門狗和低電壓禁止模塊。

MC56F8323芯片主要的應(yīng)用有：

　　車載MP3播放器、自動(dòng)化控制、電機(jī)控制、工業(yè)控制、智能傳感器以及消防、安全、醫(yī)療儀器等。

　　本次設(shè)計(jì)競賽推薦使用的DSP器件還有MC56805，該器件已經(jīng)有幾年的應(yīng)用史，不少用戶對其比較熟悉，相關(guān)的中文書籍有《Motorola DSP 型16位單片機(jī)原理與實(shí)踐》(北京航空航天大學(xué)出版社)。■