汽車電子設(shè)備技術(shù)詳解及汽車控制方案匯總 - 全文

　　汽車電子是車體汽車電子控制裝置和車載汽車電子控制裝置的總稱。車體汽車電子控制裝置，包括發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)、底盤控制系統(tǒng)和車身電子控制系統(tǒng)（車身電子ECU）。汽車電子最重要的作用是提高汽車的安全性、舒適性、經(jīng)濟(jì)性和娛樂性。用傳感器、微處理器MPU、執(zhí)行器、數(shù)十甚至上百個(gè)電子元器件及其零部件組成的電控系統(tǒng)。

　　ABS防抱死系統(tǒng)

　　ABS即防抱死制動(dòng)系統(tǒng)，是Anti—lock—Braking　 System的縮寫。司機(jī)們?cè)隈{車時(shí)都有體會(huì)，在濕滑路面、沙石路面或者高速過彎時(shí)，剎車絕對(duì)不能一腳踩死，而應(yīng)分步剎車，一踩一松，否則，車輪容易發(fā)生抱死不轉(zhuǎn)動(dòng)的情況，前輪抱死會(huì)引起汽車失去轉(zhuǎn)彎能力，后輪抱死容易發(fā)生甩尾事故等等。安裝ABS就是為解決剎車時(shí)車輪抱死這個(gè)問題，其工作原理也像上面所說的一踩一松，不過，ABS的工作頻率要比人的操控快得多。裝有ABS的汽車，能有效控制車輪保持在轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)而不會(huì)抱死不轉(zhuǎn)，從而大大提高了剎車時(shí)汽車的穩(wěn)定性及較差路面條件下的汽車制動(dòng)性能。ABS是通過安裝在各車輪或傳動(dòng)軸上的轉(zhuǎn)速傳感器等不斷檢測(cè)各車輪的轉(zhuǎn)速，由計(jì)算機(jī)計(jì)算出當(dāng)時(shí)的車輪滑移率（由滑移率來(lái)了解汽車車輪是否已抱死），并與理想的滑移率相比較，做出增大或減小制動(dòng)器制動(dòng)壓力的決定，命令執(zhí)行機(jī)構(gòu)及時(shí)調(diào)整制動(dòng)壓力，以保持車輪處于理想的制動(dòng)狀態(tài)。因此，ABS裝置能夠使車輪始終維持在有微弱滑移的滾動(dòng)狀態(tài)下制動(dòng)，而不會(huì)抱死，達(dá)到提高制動(dòng)效能的目的。

　　EBD電子制動(dòng)力分配

　　EBD即電子制動(dòng)力分配系統(tǒng)，EBD能夠根據(jù)由于汽車制動(dòng)時(shí)產(chǎn)生軸荷轉(zhuǎn)移的不同，而自動(dòng)調(diào)節(jié)前、后軸的制動(dòng)力分配比例，提高制動(dòng)效能，并配合ABS提高制動(dòng)穩(wěn)定性。汽車在制動(dòng)時(shí)，四只輪胎附著的地面條件往往不一樣。比如，有時(shí)左前輪和右后輪附著在干燥的水泥地面上，而右前輪和左后輪卻附著在水中或泥水中，這種情況會(huì)導(dǎo)致在汽車制動(dòng)時(shí)四只輪子與地面的摩擦力不一樣，制動(dòng)時(shí)容易造成打滑、傾斜和車輛側(cè)翻事故。EBD用高速計(jì)算機(jī)在汽車制動(dòng)的瞬間，分別對(duì)四只輪胎附著的不同地面進(jìn)行感應(yīng)、計(jì)算，得出不同的摩擦力數(shù)值，使四只輪胎的制動(dòng)裝置根據(jù)不同的情況用不同的方式和力量制動(dòng)，并在運(yùn)動(dòng)中不斷高速調(diào)整，從而保證車輛的平穩(wěn)、安全。

　　TCS牽引力控制

　　TCS即牽引力控制系統(tǒng)，又稱循跡控制系統(tǒng)。汽車在光滑路面制動(dòng)時(shí)，車輪會(huì)打滑，甚至使方向失控。同樣，汽車在起步或急加速時(shí)，驅(qū)動(dòng)輪也有可能打滑，在冰雪等光滑路面上還會(huì)使方向失控而出危險(xiǎn)。TCS就是針對(duì)此問題而設(shè)計(jì)的。TCS依靠電子傳感器探測(cè)到從動(dòng)輪速度低于驅(qū)動(dòng)輪時(shí)（這是打滑的特征），就會(huì)發(fā)出一個(gè)信號(hào)，調(diào)節(jié)點(diǎn)火時(shí)間、減小氣門開度、減小油門、降擋或制動(dòng)車輪，從而使車輪不再打滑。TCS可以提高汽車行駛穩(wěn)定性，提高加速性，提高爬坡能力。原來(lái)只是豪華轎車上才安裝TCS，現(xiàn)在許多普通轎車上也有。TCS如果和ABS相互配合使用，將進(jìn)一步增強(qiáng)汽車的安全性能。TCS和ABS可共用車軸上的輪速傳感器，并與行車電腦連接，不斷監(jiān)視各輪轉(zhuǎn)速，當(dāng)在低速發(fā)現(xiàn)打滑時(shí)，TCS會(huì)立刻“通知”ABS動(dòng)作來(lái)減低此車輪的打滑。若在高速發(fā)現(xiàn)打滑時(shí)，TCS立即向行車電腦發(fā)出指令，指揮發(fā)動(dòng)機(jī)降速或變速器降擋，使打滑車輪不再打滑，防止車輛失控甩尾。

　　ESP電子穩(wěn)定程序

　　ESP即電子穩(wěn)定裝置，是Electronic　Stablity　Program的簡(jiǎn)稱。ESP是由奔馳汽車公司首先應(yīng)用在它的A級(jí)車上的，實(shí)際上也是一種牽引力控制系統(tǒng)。但是，與其他牽引力控制系統(tǒng)比較，ESP不但控制驅(qū)動(dòng)輪，而且可控制從動(dòng)輪。如后輪驅(qū)動(dòng)汽車出現(xiàn)轉(zhuǎn)向過度時(shí)，ESP便會(huì)慢剎外側(cè)的前輪來(lái)穩(wěn)定車子，防止后輪失控而發(fā)生甩尾現(xiàn)象；在轉(zhuǎn)向過小時(shí)，為了校正循跡方向，ESP則會(huì)剎慢內(nèi)后輪，從而校正行駛方向。

　　GPS全球定位系統(tǒng)

　　GPS是GloblePositioningSystem的縮寫，意思為全球定位系統(tǒng)，它是由美國(guó)政府歷經(jīng)20多年，耗資120億美金而實(shí)施的一項(xiàng)龐大的宇宙及航天工程。該系統(tǒng)可以在全球范圍內(nèi)全天候地為地面目標(biāo)提供信息，從而確定該目標(biāo)在地面上的精確位置、速度、運(yùn)行方面等參數(shù)。

　　最新汽車智駕電子技術(shù)

　　豐田“司機(jī)意識(shí)探索”

　 　在洛杉磯車展上，豐田公司展示了一輛“司機(jī)意識(shí)探索”概念車，這款車由豐田與微軟研究院共同開發(fā)，后者利用微軟公司的Kinect 體感技術(shù)，將車與人之間的交互設(shè)計(jì)充分融入到汽車顯示系統(tǒng)中，將手勢(shì)控制、語(yǔ)音控制、遙控鑰匙相結(jié)合，司機(jī)能夠在駕車之前就獲得交通、天氣、預(yù)約等信息， 甚至?xí)⒙范沃薪?jīng)過的加油站位置標(biāo)記出來(lái)，通過遙控器能夠在車窗顯示屏上對(duì)出行途中的多項(xiàng)計(jì)劃任務(wù)進(jìn)行規(guī)劃。豐田表示，將這些日常任務(wù)在司機(jī)進(jìn)入汽車之前 就全部規(guī)劃完畢，那么司機(jī)就能更專注于駕車的過程。

　　斯巴魯新一代安全系統(tǒng)

　　斯巴魯 新一代EyeSight系統(tǒng)新增了方向盤自動(dòng)控制功能和防止車輛偏離車道功能。在啟動(dòng)跟蹤前方車輛的功能后，當(dāng)車速超過65 千米/時(shí)時(shí)就自動(dòng)控制方向盤，使車輛行駛于車道中央附近。不過，當(dāng)推斷駕駛員未操作方向盤時(shí)則不啟動(dòng)該功能。車輛偏離預(yù)警的功能是當(dāng)車輛以超過65千米 /時(shí)的速度行駛在汽車專用道路時(shí)，如果出現(xiàn)跑出車道的苗頭，除了通過原來(lái)就有的圖示及聲音來(lái)提醒駕駛員注意之外，還會(huì)向方向盤施加扭矩，使車輛返回車道 內(nèi)，這時(shí)無(wú)需啟動(dòng)跟蹤功能。

　　善領(lǐng)科技最新行車記錄儀

　　善領(lǐng)科技今年發(fā)布了新一代行 車記錄儀產(chǎn)品善領(lǐng)VH5，該產(chǎn)品集合了導(dǎo)航、安全預(yù)警、免提通話、高清錄影、倒車輔助影像等當(dāng)前駕駛常用功能，并采用了最新定制安卓系統(tǒng)，完美兼容當(dāng)前安 卓市場(chǎng)上大部分實(shí)用APP以擴(kuò)展善領(lǐng)VH5功能。材料上善領(lǐng)VH5采用了訂制24位防飛散顯示電容屏，在高強(qiáng)度撞擊時(shí)不會(huì)使屏幕飛出，更好的保護(hù)駕駛者安 全，并且使用德國(guó)進(jìn)口拜爾材料作為固定外殼。

　　富士通無(wú)變形顯示的3D圖像技術(shù)

　　基 于富士通老的全景監(jiān)控技術(shù)，新的全景技術(shù)首先在車輛周圍建立虛擬的三維場(chǎng)景，再利用激光雷達(dá)搜集到的距離信息，將攝像頭搜集到的圖像投射到三維場(chǎng)景中的相 應(yīng)表面上。該系統(tǒng)需要準(zhǔn)確地布置每臺(tái)攝像頭和雷達(dá)的位置和角度，目的在于，當(dāng)僅靠一個(gè)攝像頭時(shí)，物體背面和側(cè)面位于盲區(qū)，但是該盲區(qū)可以通過其他攝像頭拍 到，通過整合，消除盲區(qū)。最后合成的圖像效果好于僅使用一個(gè)攝像頭和雷達(dá)的效果。

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　　無(wú)線終端測(cè)試技術(shù)資料集錦——升級(jí)戰(zhàn)打響，智測(cè)無(wú)線終端靠什么？

基于繼電器MLX81150的車窗/天窗設(shè)計(jì)

　　汽車電動(dòng)車窗和天窗主要由升降控制開關(guān)、電動(dòng)機(jī)、升降機(jī)構(gòu)和繼電器等組成，它是利用開關(guān)控制電動(dòng)機(jī)的電流方向，實(shí)現(xiàn)車窗和天窗的升（關(guān)）降（開）。

　 　車窗和天窗電動(dòng)機(jī)都是雙向的，通過改變輸入電樞繞組的電流方向使電動(dòng)機(jī)以不同的方向旋轉(zhuǎn)。每個(gè)車窗和天窗都有一個(gè)電動(dòng)機(jī)，是一種不直接接地型電動(dòng)機(jī)。所 有電動(dòng)車窗都有兩套控制裝置如圖一所示，一套為總開關(guān)，可由駕駛員通過總控制開關(guān)操縱四個(gè)車窗的升降；另一套為分開關(guān)，分別裝在每個(gè)車窗中部，可由乘客操 縱身邊車窗的升降?？傞_關(guān)和分開關(guān)互不干涉，均可獨(dú)立控制。而天窗通過駕駛員操作開關(guān)遠(yuǎn)程控制天窗的開關(guān)。

　　圖1、 車窗/天窗控制結(jié)構(gòu)圖

　　汽車車窗和天窗是LIN總線的完美應(yīng)用，尤其是駕駛員通過總控制開關(guān)操縱四個(gè)車窗的升降。當(dāng)駕駛員操作車窗的開關(guān)時(shí)，中央ECU單元會(huì)通過LIN總線向?qū)?yīng)的MXL81150發(fā)送指令，MXL81150接受到指令時(shí)會(huì)控制電機(jī)啟動(dòng)實(shí)現(xiàn)車窗或天窗的升（關(guān)）降（開）。

　　圖2、 MCU與MLX81150通訊控制電機(jī)示意圖

　　MLX81150有2個(gè)獨(dú)立的、完全集成的繼電器驅(qū)動(dòng)器，可用來(lái)驅(qū)動(dòng)繼電器控制直流電機(jī)，操縱電機(jī)的正反轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)車窗和天窗的升（關(guān)）降（開），如圖三所示。

　　圖3、 MLX81150繼電器驅(qū)動(dòng)原理圖

　　MLX81150有四個(gè)功率FET柵極驅(qū)動(dòng)器，可用來(lái)驅(qū)動(dòng)全橋控制直流電機(jī)，操縱電機(jī)的正反轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)車窗和天窗的升（關(guān)）降（開），如圖四所示。

　　圖4、 MLX81150 全橋驅(qū)動(dòng)原理圖

　　MXL81150主要性能：

　　? 集成有一個(gè)高性能16位嵌入式閃存微控制器，具有32K字節(jié)的閃存容量，可滿足一些特定的電機(jī)控制應(yīng)用要求，內(nèi)置的4位中央處理器則能夠完全處理LIN協(xié)議；

　　? 在小巧的封裝內(nèi)集成了許多對(duì)于電機(jī)控制非常關(guān)鍵的外部元件，減少芯片外圍電路，減小PCB設(shè)計(jì)，降低了物料清單成本以及系統(tǒng)消耗的功率；

　　? 帶有一LIN通信接口，通過LIN接受指令，控制電機(jī)的啟動(dòng)/停止，使得可以遠(yuǎn)程通信控制車窗/天窗的升（關(guān)）降（開）；

　　? 帶有兩個(gè)繼電驅(qū)動(dòng)器和四個(gè)功率FET柵極驅(qū)動(dòng)器，可以選擇驅(qū)動(dòng)繼電器或全橋控制電機(jī)，通過PWM實(shí)現(xiàn)電機(jī)調(diào)速；

　　? 帶有一個(gè)用于連接霍爾傳感器的接口，通過霍爾傳感器確定車窗/天窗的位置；

　　? 帶有電流檢測(cè)接口，通過檢測(cè)電機(jī)運(yùn)行電流的大小來(lái)實(shí)現(xiàn)防夾功能；

　　? 內(nèi)部EEPROM用來(lái)存儲(chǔ)車窗和天窗的位置參數(shù)；

　　? 休眠時(shí)的工作電流僅30uA；

　　? 正常工作電壓范圍5.5V—18V，芯片工作電壓低至3.9V；28V的啟動(dòng)條件，45V的過壓保護(hù)；

　　? 溫度范圍為-40℃ - 150℃；

　　詳細(xì)資料：MXL81150：具有MCU、PWM與LAN收發(fā)器的控制器

安森美汽車電控制解決方案

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　　安森美半導(dǎo)體公司的NCV7471系統(tǒng)基礎(chǔ)芯片（SBC）集成了車體的汽車電控單元（ECU）的功能，提供和監(jiān)視應(yīng)用微控制器和其他負(fù)載的低壓電源，通過看門狗監(jiān)視應(yīng)用軟件，以及高速CAN和LIN收發(fā)器，使ECU成為多個(gè)通信節(jié)點(diǎn)或用作網(wǎng)關(guān)單元。

　　1.NCV7471 是一個(gè)系統(tǒng)基礎(chǔ)芯片

　　NCV7471 是一個(gè)系統(tǒng)基礎(chǔ)芯片（SBC），整合了汽車車身電子控制單元（ECU）的功能。NCV7471提供了（并監(jiān)視）用于微控制器和其他負(fù)載的低電壓電源，并通過監(jiān)視應(yīng)用程序來(lái)監(jiān)視軟件的運(yùn)作。NCV7471還包括高速CAN和LIN收發(fā)器，可以使ECU承載多個(gè)通信節(jié)點(diǎn)，或充當(dāng)網(wǎng)關(guān)單元。其片上狀態(tài)控制器，確保了安全的上電順序，并支持低功耗模式，還具有一些可配置的特性，包括通信總線喚醒或局部數(shù)字信號(hào)WU喚醒。NCV7471內(nèi)部模塊的狀態(tài)可以通過串行外設(shè)接口，由微控制器進(jìn)行讀取，或被用來(lái)產(chǎn)生中斷請(qǐng)求。

　　圖1 NCV7471框圖

　　NCV7471主要特性

　　?控制邏輯

　　- 確保安全的上電順序，不同供電條件的正確反應(yīng)

　　- 控制模式轉(zhuǎn)換，包括電源管理、喚醒處理總線喚醒、局部喚醒（通過WU引腳）、和環(huán)喚醒（通過片內(nèi)定時(shí)器）

　　- 生成復(fù)位和中斷請(qǐng)求

　　?串行外設(shè)接口

　　- 運(yùn)行16bit的幀

　　- 確保與ECU微控制器單元的通信

　　- 模式設(shè)置，芯片狀態(tài)反饋和通過八個(gè)12位寄存器進(jìn)行監(jiān)督

　　?來(lái)自DC / DC轉(zhuǎn)換器的5 V電源VOUT

　　- 最高可提供500mA的電流達(dá)到2％ 的精度

　　- 一般用于ECU微控制器

　　- 適用于啟動(dòng)停止系統(tǒng)，最低電池電壓2.5V

　　? 5V VOUT2 低壓差輸出穩(wěn)壓器

　　- 可提供外部載荷，如傳感器

　　-通過SPI和狀態(tài)機(jī)控制

　　- 防汽車電瓶短路保護(hù)

　　?一個(gè)高速CAN收發(fā)器

　　- ISO11898標(biāo)準(zhǔn)

　　- TxD主導(dǎo)的超時(shí)保護(hù)

　　?兩個(gè)LIN收發(fā)器

　　- LIN2.1和J2602標(biāo)準(zhǔn)

　　?喚醒輸入WU

　　-邊沿觸發(fā)高電壓輸入

　　- 可以用作喚醒源或通過SPI作為邏輯輸入

　　?保護(hù)和監(jiān)視功能

　　- 通過V_MID點(diǎn)，監(jiān)測(cè)主電源

　　- 通過可編程的閾值，監(jiān)測(cè)VOUT電源輸出

　　- 通過SPI 和中斷，診斷VOUT2電源

　　- 熱警告和熱關(guān)斷保護(hù)

　　- 可編程看門狗監(jiān)測(cè)ECU軟件

　　?汽車車身控制模塊

　　NCV7471應(yīng)用框圖

　　2.NCV7471系統(tǒng)基礎(chǔ)芯片評(píng)估板

　　文檔介紹了安森美半導(dǎo)體公司的NCV7471系統(tǒng)基礎(chǔ)芯片（具有高速CAN、兩個(gè)LIN收發(fā)器、升壓-降壓轉(zhuǎn)換器和低壓降穩(wěn)壓器）。NCV7471 EVB板可以對(duì)其功能及主要參數(shù)進(jìn)行評(píng)估。

　　NCV7471系統(tǒng)基礎(chǔ)芯片評(píng)估板主要特性

　　?單排針接頭，提供了電路的信號(hào)，可以使評(píng)估板很容易插入到更復(fù)雜的應(yīng)用程序

　　?對(duì)所有重要信號(hào)的示波器測(cè)試點(diǎn)

　　?主（電池）電源的反向保護(hù)和去耦

　　?具有所有必要的VOUT轉(zhuǎn)換器外部元件-裝配可選項(xiàng)

　　? VOUT上的解耦轉(zhuǎn)換器，和VOUT2調(diào)節(jié)器輸出

　　?漏極開路數(shù)字輸出的額外上拉電阻（RSTN，INTN，UVN_VOUT）

　　?開關(guān)-監(jiān)測(cè)喚醒輸入的濾波電路

　　?板載本地喚醒開關(guān)

　　? CAN/LIN總線終端

　　?電路的裸露焊盤到底盤的，良好的熱連接

　　?使用的軟件開發(fā)模式的基本獨(dú)立功能

　　1.概述

　　飛思卡爾與同濟(jì)大學(xué)聯(lián)合推出采用 MagniV S12VR MCU的面向汽車車窗玻璃升降系統(tǒng)的參考設(shè)計(jì)。 這個(gè)防夾車窗玻璃升降器參考設(shè)計(jì)展示了其在汽車設(shè)計(jì)中的功能，是電動(dòng)車窗和遮陽(yáng)板系統(tǒng)開發(fā)的理想之選。 該參考設(shè)計(jì)還包括真正的車門/窗應(yīng)用所用的硬件，以及防夾算法和低級(jí)別S12VR驅(qū)動(dòng)程序等軟件。

　　這款參考設(shè)計(jì)利用了MagniV S12VR MCU獨(dú)特的功能，旨在縮短產(chǎn)品上市時(shí)間。除了幫助減少不必要的外部元件，該參考設(shè)計(jì)還降低了總物料成本（BOM），提高了系統(tǒng)的質(zhì)量，并通過采用更小的PCB節(jié)省了汽車應(yīng)用的空間。

　　2.參考設(shè)計(jì)特性

　　1）車窗手動(dòng)/自動(dòng)上升/下降，通過停止功能自動(dòng)上升/下降

　　2）手動(dòng)/自動(dòng)模式防夾，防夾區(qū)域和力度可調(diào)節(jié)。

　　3）防夾區(qū)域外的卡殼檢測(cè)，電機(jī)過載保護(hù)

　　4）車窗接近頂部/底部時(shí)軟停止

　　5）故障診斷，指示低電壓、過電壓/過電流/高溫等。

　　6）低功耗模式（利用S12VR低功耗模式），以降低功耗

　　7）自學(xué)習(xí)，通過更新存儲(chǔ)在EEPROM中的車窗/電機(jī)參數(shù)進(jìn)行校準(zhǔn)

　　8）使用霍爾傳感器以及電流檢測(cè)通過算法來(lái)判斷防夾

　　9）易于控制的圖形用戶界面（GUI），可設(shè)置參數(shù)，獲取狀態(tài)信息

　　10）車窗玻璃升降器可以由多個(gè)LIN從節(jié)點(diǎn)或LIN主節(jié)點(diǎn)控制（通過GUI）

　　防夾升降車窗參考平臺(tái)框圖

　　3.支持器件

　　S12VR： 面向繼電器驅(qū)動(dòng)的電機(jī)應(yīng)用的S12 MagniV混合信號(hào)MCU

　 　S12VR系列將NVM、數(shù)字邏輯電路和高電壓模擬組件組合成一個(gè)單芯片解決方案。這些模擬組件包括一個(gè)汽車穩(wěn)壓器、LIN物理層、低邊驅(qū)動(dòng)、高邊驅(qū)動(dòng) 和輸入。新的高電壓器件都能夠承受汽車環(huán)境的嚴(yán)格要求（高達(dá)40V，這種情況在負(fù)載突降時(shí)會(huì)出現(xiàn)），這些器件與業(yè)界公認(rèn)的16位S12 CPU和存儲(chǔ)器子系統(tǒng)（包含受ECC保護(hù)的閃存和真實(shí)的EEPROM）集成在一起。S12 CPU與高性價(jià)比、高度集成的S12G系列MCU完全兼容。S12VR中的數(shù)字外設(shè)，如SPI、SCI串行模塊、PWM和定時(shí)器模塊等也具有兼容性。

　 　S12VR 集成了一個(gè)系統(tǒng)中的所有元件，節(jié)省了寶貴的PCB空間，簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)，提高了系統(tǒng)的整體質(zhì)量，降低了成本。更小的PCB意味著更小的機(jī)箱，在汽車應(yīng)用中減去 一點(diǎn)點(diǎn)重量都會(huì)提高燃油效率。S12VR上可集成不同的組件，縮短了獲得一個(gè)完整解決方案所需要的開發(fā)時(shí)間，從而大大加快了產(chǎn)品上市速度。帶集成LIN- PHY的S12VR系列通過了主要汽車原始設(shè)備制造商的審核，滿足LIN規(guī)范和EMC要求，現(xiàn)在還支持高達(dá)125°C的環(huán)境溫度。

　　特性

　　1）S12 CPU內(nèi)核，25 MHz總線

　　2）帶有ECC功能的64 KB閃存

　　3）帶有ECC功能的512 字節(jié)EEPROM

　　4）2 KB片上SRAM

　　5）LIN物理層

　　6）穩(wěn)壓器

　　7）兩個(gè)低邊驅(qū)動(dòng)器，驅(qū)動(dòng)感應(yīng)負(fù)載

　　8）最多兩個(gè)高邊驅(qū)動(dòng)器

　　9）4個(gè)高電壓輸入

　　S12VR結(jié)構(gòu)框圖

Freescale MC33813小型發(fā)動(dòng)器控制方案

　　Freescale公司的MC33813是一種發(fā)動(dòng)機(jī)控制模擬電源集成電路，包括5個(gè)集成低邊驅(qū)動(dòng)器，兩個(gè)預(yù)驅(qū)動(dòng)器，一個(gè)VSR（可變磁阻傳感器） 輸入電路，一個(gè)采用外部傳輸晶體管的前置穩(wěn)壓器，以及兩個(gè)5.0V內(nèi)部穩(wěn)壓器，其中一個(gè)用于（MCU） VCC供電，另一個(gè)用作受保護(hù)的傳感器電源，主要用在汽車電子，摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元（ECU）和小型發(fā)動(dòng)機(jī)控制和直噴發(fā)動(dòng)機(jī)。本文介紹了MC33813 主要特性，框圖，應(yīng)用電路，以及KIT33813AEEVBE評(píng)估板（EVB）主要特性，框圖，電路圖，材料清單等。

　　1.MC33813一種發(fā)動(dòng)機(jī)控制模擬電源集成電路

　　MC33813 是一種發(fā)動(dòng)機(jī)控制模擬電源集成電路，適用于單缸摩托車及其他小型發(fā)動(dòng)機(jī)控制應(yīng)用。IC包括5個(gè)集成低邊驅(qū)動(dòng)器，兩個(gè)預(yù)驅(qū)動(dòng)器，一個(gè)VSR（可變磁阻傳感器）輸入電路，一個(gè)采用外部傳輸晶體管的前置穩(wěn)壓器，以及兩個(gè)5.0V內(nèi)部穩(wěn)壓器，其中一個(gè)用于（MCU） VCC供電，另一個(gè)用作受保護(hù)的傳感器電源。此外，還包括帶看門狗的MCU復(fù)位控制電路、用于診斷通信的ISO 9141 K線接口以及一個(gè)SPI （串行外設(shè)接口）。5個(gè)低邊驅(qū)動(dòng)器，用于驅(qū)動(dòng)一個(gè)噴油器，一個(gè)燈泡，兩個(gè)繼電器或者其他負(fù)載和一個(gè)轉(zhuǎn)速表。預(yù)驅(qū)動(dòng)器用于驅(qū)動(dòng)IGBT或MOSFET晶體管來(lái)控制點(diǎn)火線圈和/或一個(gè)HEGO加熱器。這兩款器件采用48引腳LQFP封裝，帶裸焊盤。

　　MC33813主要特性：

　　設(shè)計(jì)的工作電壓范圍為4.5 V ≤ VPWR ≤ 36 V

　　確保邏輯穩(wěn)定性的最低電壓為2.5 V

　　一個(gè)噴油器-典型值 1.3 A

　　一個(gè)點(diǎn)火IGBT或通用門控預(yù)驅(qū)動(dòng)器

　　一個(gè)O2傳感器（HEGO）加熱器，通用門控預(yù)驅(qū)動(dòng)器

　　繼電器1驅(qū)動(dòng)器，典型值2.0 A，用于燃油泵控制

　　繼電器2驅(qū)動(dòng)器，典型值1.0 A，用于電源繼電器控制

　　燈泡驅(qū)動(dòng)器，典型值1.0 A，也可用于驅(qū)動(dòng)一個(gè)LED

　　VPROT受保護(hù)的傳感器電源，跟蹤VCC +5.0 V 穩(wěn)壓器

　　MCU復(fù)位生成器-系統(tǒng)完整性監(jiān)控器（看門狗）

　　VPP前置穩(wěn)壓器，為VCC和VPROT穩(wěn)壓器供電

　　獨(dú)立的故障保護(hù)，所有故障通過SPI報(bào)告

　　ISO 9141 K-Line接口，用于傳送診斷信息

　　啟動(dòng)/關(guān)閉控制和上電時(shí)序邏輯，實(shí)現(xiàn)電源控制

　　使用一個(gè)5.0 V SPI和邏輯I/O可直接與MCU連接

　　帶有自動(dòng)/手動(dòng)選擇閾值和濾波器時(shí)間的差分/單端VRS可調(diào)節(jié)電路，帶有數(shù)字和轉(zhuǎn)速輸出

　　鑰匙開關(guān)邏輯，用于設(shè)置功率繼電器和MCU控制的關(guān)斷。

　　圖1.MC33813功能框圖

　　圖2.MC33813簡(jiǎn)化應(yīng)用電路圖

　　2.KIT33813AEEVBE評(píng)估板（EVB）

　　KIT33813AEEVBE 評(píng)估板（EVB）是一款易用的電路板，可讓用戶練習(xí)使用MC33813單缸小型發(fā)動(dòng)器控制IC的所有功能。 PC通過連接到其USB端口的USB/SPI Dongle （KITUSBSPIDGLEVME）來(lái)與該EVB通信。飛思卡爾SPIGen （版本6.0）程序針對(duì)MC33813 SPI （串行外設(shè)接口）提供用戶界面，可讓用戶向IC發(fā)送命令以及從IC接收狀態(tài)信息。

　　圖3.KIT33813AEEVBE評(píng)估板（EVB）外形圖

　　圖4.KIT33813AEEVBE評(píng)估板（EVB）和KITUSBSPIDGLEVME板建立圖

　　圖5.KIT33813AEEVBE評(píng)估板（EVB）框圖

　　3.MC33813目標(biāo)應(yīng)用：

　　汽車電子

　　摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元（ECU）和小型發(fā)動(dòng)機(jī)控制

　　直噴發(fā)動(dòng)機(jī)

汽車光控制模塊參考設(shè)計(jì)

　　Freescale公司的Kinetis KEA128系列產(chǎn)品是基于ARM Cortex-M0+內(nèi)核的MCU，工作頻率48MHz，單周期32位x32位乘法器，多達(dá)128KB閃存、256B EEPROM和16KB RAM，工作電壓2.7V~5.5V，閃存寫電壓2.7V~5.5V，工作溫度–40℃~+125℃。主要用在汽車娛樂連接模塊、DC/BLDC馬達(dá)控制、TPMS、電動(dòng)摩托車CDI/EFI、電池管理、泵/風(fēng)扇控制、窗/門/天窗控制、BCM/HVAC和座位/雨刷控制等。

　　1.Kinetis KEA128系列MCU

　　車用型Kinetis EA系列MCU，提供了高性價(jià)比的，ARM為基礎(chǔ)的解決方案，可以廣泛地用于汽車領(lǐng)域，并與KinetisEA系列及未來(lái)的Kinetis汽車系列引腳兼容。

　　這一系列包括一組模擬、通信、定時(shí)和控制外設(shè)，以及不同的閃存容量和引腳數(shù)。這些可擴(kuò)展的設(shè)備非常強(qiáng)勁，并提供了增強(qiáng)的ESD/ EMC性能的解決方案，用于成本敏感的汽車領(lǐng)域。該系列具有開發(fā)工具、軟件、和硬件參考的支持，快速啟動(dòng)設(shè)計(jì)。

　　圖1 Kinetis KEA128系列MCU框圖

　　圖2 KEA128LEDLIGHTRD光控制模塊參考設(shè)計(jì)框圖

　　Kinetis KEA128主要特性

　　?工作特性

　　-電壓范圍：2.7V~5.5V，

　　-閃存的寫入電壓范圍：2.7V~5.5V，

　　-溫度范圍（環(huán)境）：-40℃~+125℃

　　?性能

　　-最高48MHz的ARM Cortex-M0+核

　　-單周期32位×32位乘法器

　　-單周期訪問I/O端口

　　?存儲(chǔ)器和存儲(chǔ)器接口

　　-最高128KB的閃存

　　-最高256B的EEPROM

　　-最高16KB的RAM

　　?時(shí)鐘

　　-振蕩器（OSC）-loop控制皮爾斯振蕩器，晶體或陶瓷諧振器系列31.25kHz~39.0625kHz或4MHz~24MHz

　　-內(nèi)部時(shí)鐘源（ICS）-內(nèi)部FLL具有內(nèi)部或外部參考，內(nèi)部參考精確微調(diào)，允許-30℃~85℃溫度范圍1％的偏差和-40℃~125℃的溫度范圍，1.5％的偏差，最高48MHz

　　-內(nèi)部1kHz低功耗振蕩器（LPO）

　　?系統(tǒng)外設(shè)

　　-電源管理模塊（PMC）與三種功率 模式：運(yùn)行、等待、停止

　　-低電壓檢測(cè)（LVD）復(fù)位或中斷，可選擇的觸發(fā)點(diǎn)

　　-看門狗具有獨(dú)立的時(shí)鐘源（WDOG）

　　-可編程循環(huán)冗余校驗(yàn)?zāi)K（CRC）

　　-串行線調(diào)試接口（SWD）

　　-位操作引擎（BME）

　　?安全性和完整性模塊

　　- 80位的唯一的標(biāo)識(shí)（ID）碼（每片）

　　?人機(jī)界面（HMI）

　　-最多71個(gè)通用輸入/輸出（GPIO）

　　-最多兩個(gè)32位鍵盤中斷模塊（KBI）

　　-外部中斷（IRQ）

　　?模擬模塊

　　-一個(gè)12位，最多16通道SAR ADC，具有內(nèi)部帶隙參考通道，停止模式下可運(yùn)行，可選的硬件觸發(fā)（ADC）

　　-兩個(gè)模擬比較器，包含一個(gè)6位DAC和可編程參考輸入（ACMP）

　　?計(jì)時(shí)器

　　-一個(gè)6通道FlexTimer/脈寬調(diào)制器（FTM）

　　-最多兩個(gè)雙通道FlexTimer/脈寬調(diào)制器（FTM）

　　-一個(gè)2通道周期中斷定時(shí)器（PIT）

　　-一個(gè)實(shí)時(shí)時(shí)鐘（RTC）

　　-最多1個(gè)16位脈沖寬度定時(shí)器

　　2.Kinetis KEA128目標(biāo)應(yīng)用：

　　信息娛樂系統(tǒng)連接模塊、公園援助、直流/直流無(wú)刷電機(jī)控制、電子駐車制動(dòng)、TPMS、摩托車點(diǎn)火/電噴、電池管理、泵/風(fēng)扇控制器、被動(dòng)入口始推、環(huán)境照明、BCM/暖通空調(diào)、窗/門/天窗、座椅/后視鏡/雨刮器、防盜、動(dòng)力總成配套芯片、通用傳感器節(jié)點(diǎn)。

?

　　3.KEA128LEDLIGHTRD光控制模塊參考設(shè)計(jì)

　　KEA128LEDLIGHTRD 光控模塊參考設(shè)計(jì)，基于Kinetis EA MCU和E-開關(guān)（MC10XS3425）。照明控制參考設(shè)計(jì)是建立在Kinetis KEA128 32-bit ARM Cortex-M0+ automotive-grade MCU上。其整體硬件解決方案，包括，Kinetis KEA128 MCU、MC10XS3425EK、四高邊驅(qū)動(dòng)芯片MC33901 CAN收發(fā)器和MC33662 LIN收發(fā)器芯片。這包括LIN和CAN以通信為基礎(chǔ)的，完整的大燈環(huán)境控制解決方案，包括LED燈、尾燈、轉(zhuǎn)向燈、燈電流控制和診斷。硬件板卡已上市，可用于評(píng)估這個(gè)解決方案，它包括SWD連接器接口，用于調(diào)試SW。此外，還具有照明連接器接口，以提高該解決方案控制燈的數(shù)量。

　　圖3 KEA128LEDLIGHTRD光控制模塊參考設(shè)計(jì)電路圖

　　光控制模塊參考設(shè)計(jì)主要特性

　　? 32位KEA128MCU，64引腳LQFP封裝

　　? MC33662 LIN收發(fā)器

　　? MC33901 CAN收發(fā)器

　　? MC10XS3425EK多芯片高邊開關(guān)

　　? 4個(gè)LED

　　? 4個(gè)電位器

　　? 4個(gè)用戶按鈕

　　? SWD連接器接口，用于調(diào)試

　　?光連接器接口

　　KEA128LEDLIGHTRD光控制模塊參考設(shè)計(jì)包括：

　　? Kinetis KEA128LEDLIGHTRD板

　　? DVD

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