◆ 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。MC9S12DP256微控制器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。
◆ 简单的背景开发模式(BDM)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
由于MC9S12DP256强大的功能和丰富的片内资源,所以不需要扩展更多的接口。对于最小系统而言,还包括晶振电路、复位电路和BDM调试接口。系统采用了16MHz的外接晶振;复位电路采用了微处理器电源监控芯片MAX708,它可同时输出高电平有效和低电平有效的复位信号,复位信号可由VCC电压、手动复位输入,或由独立的比较器触发。
电源模块
合理的供电电源模块设计可以为ECU的工作提供有力的保障。本系统需要+12V和+5V两种供电电压等级,而车载蓄电池只提供+12V的电压,所以电源模块采用三端稳压管7805和7812来实现系统的要求,如图2所示。蓄电池+12V电压通过ECU45管脚和ECU23管脚分别输入7805和7812,经过7805产生+5V给最小系统和其他+5V芯片供电,而经过7812稳压的+12V则给电磁阀驱动芯片、电磁阀等供电。
模拟量输入通道
模拟量输入信号一共有2路,分别是节气门开度信号和变速箱油温信号。对于节气门开度信号,在车上是通过CAN总线由发动机控制单元发送到自动变速器控制单元的,由于我们不拥有其CAN总线的应用层协议,所以直接从自动变速箱线束接口处是无法获得节气门开度信号的。因此,采用在油门踏板下安装位移传感器获取油门踏板位移信号来代替节气门开度信号。
由于MC9S12DP256芯片A/D模块的输入阻抗很高,模拟输入引脚漏电流仅100nA,在输入电压为2.5V时,相当于输入电阻25MΩ,加上参考电压可以在0~5V之间选择,因此外部可以不加缓冲或放大器而直接测量满量程在5V以下的被测信号。
因此,对于本系统模拟量输入通道不需做特别设计,直接把2路模拟信号分别引入最小系统的PAD00和PAD01口。
脉冲量输入通道
脉冲量输入信号一共有2路,分别是车速信号和变速箱转速信号。对于输入脉冲量,输入通道的设计采用先滤波后整形的处理方法,电路原理如图3所示。比较器LM339的参考电平为2.5V,它同时也是传感器的供电电压,由电源模块VCC分压之后得到。输入信号在输入比较器之前,首先要分流,减小进入比较器的电流,如图中的R4。滤波采用R-C低通滤波器,如图中的C4和R3,滤掉高频噪音干扰。D2和D4为钳位二极管,将LM339的5号输入管脚的电位固定在2.5±0.7V。最后再进入LM339进行比较,输出规则的方波,进入到MC9S12DP256的输入捕捉口PT0和PT1,完成脉冲量的输入。