基于16位MCU的汽车车身电子控制系统解决方案

达、量程表和LED驱动器等集成电路。这些特殊的输入接口器件同样也提供保护与错误检测功能。

输出系统

在电源系统与输入调整确认后就必须考虑输出系统。许多汽车负载不能被MCU或低电流接口器件直接驱动，包括马达和灯。继电器或机械式开关是当今汽车车身控制结构中主要的大电流开关器件。由于电磁系统成本低，设计成熟，不少系统结构师仍乐于选用。然而使用电磁系统会产生很多问题，例如：

1. 机械触点的有限寿命限制了继电器的开关频率。由于触点在打开或闭合的时候具有一定的惯性，在稳定到下一个状态前会有一定程度的跳动。这一跳动限制了最大的工作频率，如果超过这一频率继电器的寿命将大大缩短。

2. 电磁系统不具备诊断功能。在恶劣的汽车环境中，这些器件的可靠性是个大问题。

利用专为这类负载设计的驱动器可以方便地把这些负载集成到系统中去。摩托罗拉公司提供的具有4个高端与8个低端的MC33888开关就是专为驱动汽车负载设计的。这种器件能直接控制4个功率达60W的高端负载和8个小电流(2.5W)的低端负载。MC33888器件还内建了处理与白炽灯有关的浪涌电流的功能。从图2可以看出由白炽灯引起的浪涌电流能达到正常工作电流的10到15倍，这会给没有这些大浪涌电流处理电路的系统带来很大的问题。对这类负载的最常见措施是触发过流保护电路来切断这些负载。

MC33888很好地解决了这个问题，它采用了一个启动定时器，允许白炽灯在过流保护电路工作前进行预热。过流保护电路的启动需要检测调节输出驱动器到器件可接受电平的状态和脉宽信号。图3给出了过流保护的动作波形。完整的电池反极保护、负载倾卸保护和低功耗特性都有助于降低系统的复杂性，并减少外部元器件的数量。诊断功能包括负载开路检测、短路检测和过温检测。作为附加的保护功能，该器件还内建了一个看门狗定时器，当器件与MCU之间的通信发生中断时可以用来关闭器件。对该器件的控制是通过一个高速串行接口实现的，因此大大减少了所需的MCU引脚数量。

电子马达控制

最后一个需要考虑的问题是电子马达控制。MC33887马达驱动器能很好地完成这一任务，它是一个完整的H型桥式驱动器。该器件具有大于5A的连续电流驱动能力，因此非常适合用于锁定马达、天线马达或雨刷泵。MC33887还具有高端电流传感反馈功能。高端电流传感反馈功能可根据实时的马达电流反馈修正马达的驱动频率和负载循环。就象灯驱动器那样，当检测到过流状态时它能自动对输出进行脉宽调制。

MC33887器件能够完全控制H桥激活方向和负载的中断控制。

嵌入式仿真器

专门设计用于复杂的汽车电子应用的MC33993、MC33887和MC33888器件提供了具有先进性能和诊断功能的解决方案。

复杂的多引脚MCU常会引起开发问题。MC9S12DP256提供了一个单线的后台调试接口，可以方便地在汽车环境中实现广泛的调试工作，并且不会遇到使用传统电路嵌入式仿真器时常见的困难。这一接口还能用来在生产线末端进行主要闪存的编程，甚至可以用来在车内执行再编程操作。

现代的汽车微控制器常采用闪存来存储主操作程序。编程闪存的最佳方法是在最终组装后把主程序编程进完整的电子控制模块中，与在模块组装前通过第三方把主程序编程进MCU相比，这种方法能有效地避免风险和延时。通过简单的串行接口将主程序编程进MCU是在模块组装后完成的，一般是在最终测试过程中执行的。一些制造商采用便宜的独立编程器完成这一操作，而另外一些厂商则将编程操作集成在生产线末端的测试设备中。

摩托罗拉的相关器件则提供一个单线的后台调试接口用来实现闪存编程、检验和一般的调试操作。在设备正常工作时，串行通信引脚在复位时是被拉高的，因此后台系统不被激活。当有编程器或调试系统连接到这个引脚时，该引脚在复位时会被拉到低电平，从而迫使MCU进入激活的后台模式，而不是去启动应用程序。为了方便调试，可以在设备正常工作时将一个主机系统连接到目标MCU系统，从而在不干扰设备运行的条件下实现对闪存或寄存器内容的监测。所连接的调试系统也能取代MCU的控制来读写CPU寄存器、设置硬件断点或跟踪单条指令。

传统的电路嵌入式仿真器与目标系统之间通常需要30到40个连接，而上述后台调试接口只需要2到4个连接。单根BKGD通信信号和公共地是必须的。增加复位信号能使主机更容易地强迫和控制系统复位，在某些情况下增加VDD能允许调试夹具从目标系统中"窃取"电源。这种简单的接口为汽车电子设计师提供了对安装在运动汽车电子控制模块中的MCU的调试访问能力。当汽车在正常路况下行进时许多问题只能经过调试才能发