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FlashEEPROM12kB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。