1.7 MOTOROLA公司單片機(jī)在汽車控制中的應(yīng)用

MOTOROLA擁有豐富的微處理單元（MCU），可廣泛用于電控發(fā)動(dòng)機(jī)、車身控制、乘員安全、車門和座椅控制、車窗控制、通風(fēng)和空調(diào)、天窗和燈光、汽車局域網(wǎng)的網(wǎng)關(guān)、通信設(shè)備、全球定位系統(tǒng)及其他汽車控制單元中。其產(chǎn)品主要包括：8/16位微控制器（包括HC08/HCS08、HC12/HCS12等）、32位微控制器（包括PowerPC、ColdFire等）。

1.7.1 8位單片機(jī)MC68HC11F1在汽車控制技術(shù)中的應(yīng)用

瑪瑞利單點(diǎn)電噴發(fā)動(dòng)機(jī)ECU實(shí)物如圖1-19所示，外部接線如圖1-20所示。自瑪瑞利推出單點(diǎn)電噴發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)起，包括沈陽金杯海獅客車、金杯中華轎車、安徽奇瑞轎車、天津夏利轎車等車型都已采用了這種基于瑪瑞利單點(diǎn)電控發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)。下面以此為例，介紹MC68HC11F1在汽車電子中的應(yīng)用。

1．系統(tǒng)組成

圖1-21為金杯單點(diǎn)瑪瑞利邏輯電路的原理框圖，它主要由以下部件組成：

（1）MC68HC11F1本電路的控制核心：MC68HC11F1（CPU）為摩托羅拉8bit汽車專用MCU，其內(nèi)部資源如圖1-22所示。MC68HC11F1 8位微控制器是基于8位HC08 CPU的高性能閃存技術(shù)的低成本芯片。

MC68HC11F1的主要特征如下：

● 兩種省電模式：停止和等待

● 3.0～5.5V電壓均可正常工作

● 1024B的片內(nèi)RAM，RAM數(shù)據(jù)在待機(jī)時(shí)保留

● 512B的片內(nèi)EEPROM，帶區(qū)域數(shù)據(jù)保護(hù)功能

● 8通道，8位A/D轉(zhuǎn)換器

● 增強(qiáng)的16位定時(shí)器系統(tǒng)

● 8位脈沖累加器

● 實(shí)時(shí)中斷電路

● CPU看門狗系統(tǒng)

● 可達(dá)5MHz的總線時(shí)鐘

● 異步串行通信接口SCI

● 同步外部設(shè)備接口SPI

● 兩種封裝形式：68引腳PLCC及80引腳TQFP封裝

（2）74HC244作為空調(diào)、油泵、EVAP電磁閥、怠速電動(dòng)機(jī)等設(shè)備的狀態(tài)信息輸入開關(guān)，74HC244是帶使能端的三態(tài)總線驅(qū)動(dòng)器，輸出端直接與數(shù)據(jù)總線相連，引腳功能如圖1-23所示。

（3）74HC273作為怠速電動(dòng)機(jī)、主繼電器、故障指示燈、空調(diào)繼電器等驅(qū)動(dòng)信號(hào)的輸出開關(guān)。74HC273是帶復(fù)位端的8路上升沿有效的D觸發(fā)器，引腳功能如圖1-24所示。

（4）M27C512用來存儲(chǔ)電腦的主程序及各種數(shù)據(jù)表格。M27C512是64KB的8位只讀存儲(chǔ)器，引腳功能如圖1-25所示。

2．工作原理

1）邏輯電路原理圖如圖1-26所示，由電源芯片L9170提供工作電源、工作能量及傳感器的參考電壓，并且8號(hào)腳輸出低電位的復(fù)位信號(hào)送至CPU的復(fù)位端（17腳），同時(shí)送到74HC273的清零端使其輸出清零。

2）CPU進(jìn)入啟動(dòng)狀態(tài)，首先對(duì)內(nèi)部硬件進(jìn)行復(fù)位設(shè)置相應(yīng)的寄存器，然后開始Boot loader程序，進(jìn)行程序裝載；將27C512中的主程序讀入到內(nèi)部的RAM中，并通過跳轉(zhuǎn)指令進(jìn)入程序運(yùn)行狀態(tài)。

3）主程序首先從數(shù)據(jù)總線D2上輸出邏輯“1”（高電位），該信號(hào)經(jīng)74HC273鎖存后從6號(hào)腳輸出高電位控制信號(hào)，使主繼電器接通，將12V電源加到點(diǎn)火線圈及噴油器等外部設(shè)備。

4）然后通過PortE、PortA口讀入外部傳感器信號(hào)及轉(zhuǎn)速信號(hào)，通過這些信號(hào)判斷車輛當(dāng)前運(yùn)行的工況，根據(jù)以上信息調(diào)用M27C512中的控制規(guī)則圖，從PortA、PortD、PortG口及數(shù)據(jù)總線（通過74HC273鎖存）輸出相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，對(duì)汽車進(jìn)行點(diǎn)火與噴油控制并使相應(yīng)的設(shè)備進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)。

5）最后通過數(shù)據(jù)總線（經(jīng)74HC244驅(qū)動(dòng)）讀入相應(yīng)設(shè)備的狀態(tài)信息，根據(jù)這些信息對(duì)控制信號(hào)進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化和調(diào)整。邏輯電路和傳感器及執(zhí)行機(jī)構(gòu)構(gòu)成了閉環(huán)控制系統(tǒng)，通過反饋信號(hào)不斷優(yōu)化控制系統(tǒng)，使發(fā)動(dòng)機(jī)處于最佳狀態(tài)。

3．點(diǎn)火控制電路

（1）磁感應(yīng)式傳感器工作原理 磁感應(yīng)式傳感器的工作原理如圖1-27所示，磁感線穿過的路徑為永久磁鐵N極→定子與轉(zhuǎn)子間的氣隙→轉(zhuǎn)子凸齒→轉(zhuǎn)子凸齒與定子磁頭間的氣隙→磁頭→導(dǎo)磁板→永久磁鐵S極。當(dāng)信號(hào)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，磁路中的氣隙就會(huì)周期性地發(fā)生變化，磁路的磁阻和穿過信號(hào)線圈磁頭的磁通量隨之發(fā)生周期性變化。根據(jù)電磁感應(yīng)原理，傳感線圈中就會(huì)感應(yīng)產(chǎn)生交變電動(dòng)勢(shì)。

當(dāng)信號(hào)轉(zhuǎn)子按順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，轉(zhuǎn)子凸齒與磁頭間的氣隙減小，磁路磁阻減小，磁通量Ф增多，磁通變化率增大（dФ/dt＞0），感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E為正（E＞0），如圖1-28中曲線abc所示。當(dāng)轉(zhuǎn)子凸齒接近磁頭邊緣時(shí)，磁通量Ф急劇增多，磁通變化率最大[dΦ/dt=（dФ/dt）_max]，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E最高（E=E_max），如圖1-28中曲線b點(diǎn)所示。轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過b點(diǎn)位置后，雖然磁通量Ф仍在增多，但磁通變化率減小，因此感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E降低。

當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)到凸齒的中心線與磁頭的中心線對(duì)齊時(shí)（圖1-27b），雖然轉(zhuǎn)子凸齒與磁頭間的氣隙最小，磁路的磁阻最小，磁通量Ф最大，但是由于磁通量不可能繼續(xù)增加，磁通變化率為零，因此感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E為零，如圖1-28中曲線c點(diǎn)所示。

當(dāng)轉(zhuǎn)子沿順時(shí)針方向繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，凸齒離開磁頭時(shí)（圖1-27c），凸齒與磁頭間的氣隙增大，磁路磁阻增大，磁通量Ф也減少（dФ/dt＜0），所以感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E為負(fù)值，如圖1-28中曲線cda所示。當(dāng)凸齒轉(zhuǎn)到將要離開磁頭邊緣時(shí)，磁通量Ф急劇減少，磁通變化率達(dá)到負(fù)向最大值[dФ/dt=-（dФ/dt）_max]，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E也達(dá)到負(fù)向最大值（E=-E_max），如圖1-28中曲線上d點(diǎn)所示。

由此可見，信號(hào)轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)過一個(gè)凸齒，傳感線圈中就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)周期性交變電動(dòng)勢(shì)，即電動(dòng)勢(shì)出現(xiàn)一次最大值和一次最小值，傳感線圈也就相應(yīng)地輸出一個(gè)交變電壓信號(hào)。磁感應(yīng)式傳感器的突出優(yōu)點(diǎn)是不需要外加電源，永久磁鐵起著將機(jī)械能變換為電能的作用，其磁能不會(huì)損失。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速變化時(shí)，轉(zhuǎn)子凸齒轉(zhuǎn)動(dòng)的速度將發(fā)生變化，鐵心中的磁通變化率也將隨之發(fā)生變化。轉(zhuǎn)速越高，磁通變化率就越大，傳感線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)也就越高。轉(zhuǎn)速不同時(shí)，磁通量和感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的變化情況如圖1-28所示。

由于轉(zhuǎn)子凸齒與磁頭間的氣隙直接影響磁路的磁阻和傳感線圈輸出電壓的高低，因此在使用中，轉(zhuǎn)子凸齒與磁頭間的氣隙不能隨意變動(dòng)。氣隙如有變化，必須按規(guī)定進(jìn)行調(diào)整，氣隙一般設(shè)計(jì)在0.2～0.4mm范圍內(nèi)。

（2）曲軸位置傳感器結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 轎車的磁感應(yīng)式曲軸位置傳感器安裝在曲軸箱內(nèi)靠近離合器一側(cè)的缸體上，主要由信號(hào)發(fā)生器和信號(hào)轉(zhuǎn)子組成，如圖1-29所示。

信號(hào)發(fā)生器用螺釘固定在發(fā)動(dòng)機(jī)缸體上，由永久磁鐵、傳感線圈和線束插頭組成。傳感線圈又稱為信號(hào)線圈，永久磁鐵上帶有一個(gè)磁頭，磁頭正對(duì)安裝在曲軸上的齒盤式信號(hào)轉(zhuǎn)子，磁頭與磁軛（導(dǎo)磁板）連接構(gòu)成導(dǎo)磁回路。

信號(hào)轉(zhuǎn)子為齒盤式，在其圓周上均勻間隔地制作有58個(gè)凸齒、57個(gè)小齒缺和1個(gè)大齒缺。大齒缺輸出基準(zhǔn)信號(hào)，對(duì)應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸1或氣缸4壓縮上止點(diǎn)前一定角度。大齒缺所占的弧度相當(dāng)于2個(gè)凸齒和3個(gè)小齒缺所占的弧度。因?yàn)樾盘?hào)轉(zhuǎn)子隨曲軸一同旋轉(zhuǎn)，曲軸旋轉(zhuǎn)一圈（360°），信號(hào)轉(zhuǎn)子也旋轉(zhuǎn)一圈（360°），所以信號(hào)轉(zhuǎn)子圓周上的凸齒和齒缺所占的曲軸轉(zhuǎn)角為360°，每個(gè)凸齒和小齒缺所占的曲軸轉(zhuǎn)角均為3°（58×3°+57×3°=345°），大齒缺所占的曲軸轉(zhuǎn)角為15°（2×3°+3×3°=15°）。

曲軸位置傳感器工作情況：當(dāng)曲軸位置傳感器隨曲軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，由磁感應(yīng)式傳感器工作原理可知，信號(hào)轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)過一個(gè)凸齒，傳感線圈就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)周期性交變電動(dòng)勢(shì)（即電動(dòng)勢(shì)出現(xiàn)一次最大值和一次最小值），線圈相應(yīng)地輸出一個(gè)交變電壓信號(hào)。因?yàn)樾盘?hào)轉(zhuǎn)子上設(shè)有一個(gè)產(chǎn)生基準(zhǔn)信號(hào)的大齒缺，所以當(dāng)大齒缺轉(zhuǎn)過磁頭時(shí)，信號(hào)電壓所占的時(shí)間較長(zhǎng)，即輸出信號(hào)為一寬脈沖信號(hào)，該信號(hào)對(duì)應(yīng)于氣缸1或氣缸4壓縮上止點(diǎn)前一定角度。電子控制單元（ECU）接收到寬脈沖信號(hào)時(shí)，便可知道氣缸1或氣缸4上止點(diǎn)位置即將到來，至于即將到來的是氣缸1還是氣缸4，則需根據(jù)凸輪軸位置傳感器輸入的信號(hào)來確定。由于信號(hào)轉(zhuǎn)子上有58個(gè)凸齒，因此信號(hào)轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)一圈（發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸轉(zhuǎn)一圈），傳感線圈就會(huì)產(chǎn)生58個(gè)交變電壓信號(hào)輸入電子控制單元。

每當(dāng)信號(hào)轉(zhuǎn)子隨發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)一圈，傳感線圈就會(huì)向電子控制單元（ECU）輸入58個(gè)脈沖信號(hào)。因此，ECU每接收到曲軸位置傳感器58個(gè)信號(hào)，就可知道發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸旋轉(zhuǎn)了一圈。如果在1min內(nèi)ECU接收到曲軸位置傳感器116000個(gè)信號(hào)，ECU便可計(jì)算出曲軸轉(zhuǎn)速n為2000（n=116000/58=2000）r/min。如果ECU每分鐘接收到曲軸位置傳感器290000個(gè)信號(hào)，ECU便可計(jì)算出曲軸轉(zhuǎn)速為5000（n=290000/58=5000）r/min。依此類推，ECU根據(jù)每分鐘接收曲軸位置傳感器脈沖信號(hào)的數(shù)量，便能計(jì)算出發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速。發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)和負(fù)荷信號(hào)是電子控制系統(tǒng)最重要、最基本的控制信號(hào)，ECU根據(jù)這兩個(gè)信號(hào)就能計(jì)算出基本噴油提前角（時(shí)間）、基本點(diǎn)火提前角（時(shí)間）和點(diǎn)火導(dǎo)通角（點(diǎn)火線圈一次電流接通時(shí)間）三個(gè)基本控制參數(shù)。

磁感應(yīng)式曲軸位置傳感器信號(hào)轉(zhuǎn)子上大齒缺產(chǎn)生的信號(hào)為基準(zhǔn)信號(hào)，ECU控制噴油時(shí)間和點(diǎn)火時(shí)間是以大齒缺產(chǎn)生的信號(hào)為基準(zhǔn)進(jìn)行控制的。當(dāng)ECU接收到大齒缺產(chǎn)生的信號(hào)后，再根據(jù)小齒缺信號(hào)來控制點(diǎn)火時(shí)間、噴油時(shí)間和點(diǎn)火線圈一次電流接通時(shí)間（即導(dǎo)通角）。

（3）點(diǎn)火控制電路分析 瑪瑞利單點(diǎn)電腦的點(diǎn)火控制電路是典型的直接點(diǎn)火系統(tǒng)，點(diǎn)火系統(tǒng)是由CPU的端口A來控制的，電路如圖1-30所示。系統(tǒng)復(fù)位后主程序?qū)⒍丝贏配置成定時(shí)器口，來自電腦引腳的轉(zhuǎn)速信號(hào)（PIN11、PIN28），經(jīng)電阻送至芯片L9101的第6、7腳。

轉(zhuǎn)速信號(hào)波形（圖1-31）每個(gè)周期有58個(gè)小正弦波和1個(gè)大正弦波，經(jīng)L9101內(nèi)部波形整形后由第10腳輸出如圖1-32所示的5V低脈沖信號(hào)，每個(gè)周期由58個(gè)窄脈沖和1個(gè)寬脈沖組成。該信號(hào)送到反向器74HC14D的第1腳，取反后由第10腳送至CPU端口A的35腳（PA7驅(qū)動(dòng)CPU內(nèi)部的脈沖累加器）和42腳（PA0定時(shí)器的輸入端口OC1），產(chǎn)生脈沖波形如圖1-33所示。CPU根據(jù)OC1收到的脈沖信號(hào)對(duì)點(diǎn)火時(shí)間做出判斷：當(dāng)收到寬脈沖（對(duì)應(yīng)兩個(gè)缺齒）后開始計(jì)數(shù)，當(dāng)20個(gè)連續(xù)窄脈沖（對(duì)應(yīng)連續(xù)齒）出現(xiàn)后判斷為1缸或4缸的上止點(diǎn)，而當(dāng)50個(gè)窄脈沖出現(xiàn)后判斷為2缸或3缸上止點(diǎn)，由此CPU可計(jì)算出1、4缸和2、3缸的基本點(diǎn)火提前角，然后根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度傳感器、進(jìn)氣溫度傳感器、節(jié)氣門位置傳感器等輸入信號(hào)，通過存儲(chǔ)器中的點(diǎn)火提前角修正表對(duì)基本點(diǎn)火提前角進(jìn)行修正以獲得精確的點(diǎn)火時(shí)間，然后由CPU的38腳PA4（OC4）和36腳PA6（OC2）分別輸出給1、4缸和2、3缸的點(diǎn)火驅(qū)動(dòng)信號(hào)，如圖1-34所示，每路經(jīng)過兩個(gè)晶體管驅(qū)動(dòng)后送至點(diǎn)火晶體管控制點(diǎn)火線圈進(jìn)行點(diǎn)火。點(diǎn)火成功后經(jīng)運(yùn)算放大器構(gòu)成的電壓比較器LM2903輸出端產(chǎn)生點(diǎn)火確認(rèn)信號(hào)，該信號(hào)經(jīng)反相器驅(qū)動(dòng)后送至CPU，CPU通過該點(diǎn)火確認(rèn)信號(hào)對(duì)點(diǎn)火情況進(jìn)行監(jiān)視。

從上面的單點(diǎn)瑪瑞利電腦工作原理可以看出，點(diǎn)火電路要正常工作有4個(gè)不可缺少的要素：①有正常的傳感器信號(hào)（轉(zhuǎn)速信號(hào)）送至CPU系統(tǒng)；②CPU系統(tǒng)能進(jìn)行正常的信息處理并輸出相應(yīng)的點(diǎn)火驅(qū)動(dòng)信號(hào)；③執(zhí)行機(jī)構(gòu)（點(diǎn)火及驅(qū)動(dòng)電路）能正常工作；④點(diǎn)火反饋信號(hào)能正常送到CPU系統(tǒng)。

4．噴油控制電路分析

瑪瑞利單點(diǎn)電腦的噴油控制主要是由CPU來完成的，電路如圖1-35所示。CPU首先根據(jù)點(diǎn)火頻率確定噴油頻率（噴油頻率為點(diǎn)火頻率的一半），由CPU的37腳輸出噴油驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)至噴油模塊L9150的5腳，經(jīng)L9150放大后由2腳輸出到噴油器，在噴油過程中，CPU還要根據(jù)A/D轉(zhuǎn)換器送來的各種傳感器信號(hào)，判斷當(dāng)前的工況，并根據(jù)工況信息調(diào)整噴油驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)的脈沖寬度，從而控制噴油器噴射適量的燃油或中斷噴射燃油，以滿足發(fā)動(dòng)機(jī)各種工況的需要。噴油器的噴油量分基本噴油量和補(bǔ)充（額外）噴油量?jī)刹糠帧?/p>

CPU的21腳輸出片選信號(hào)至噴油模塊L9150的第1腳，來控制噴油電路的啟動(dòng)和停止；L9150的7～10腳分別接至CPU的26、25、27、24腳；通過反饋噴油脈寬的二進(jìn)制信息，使CPU時(shí)刻了解噴油控制是否達(dá)到了控制目標(biāo)，這是個(gè)典型的閉環(huán)控制系統(tǒng)，通過不斷的反饋和控制，最終使噴油量與發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際工況相一致。

（1）基本噴油量 發(fā)動(dòng)機(jī)只要一轉(zhuǎn)動(dòng)就產(chǎn)生兩個(gè)信號(hào)：發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)和負(fù)荷狀況信號(hào)。發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)由轉(zhuǎn)速傳感器提供；發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷信號(hào)由空氣流量傳感器或進(jìn)氣歧管壓力傳感器所測(cè)量的進(jìn)氣量而決定。CPU根據(jù)這兩個(gè)信號(hào)所決定的噴油量稱為基本噴油量。

（2）補(bǔ)充噴油量 在許多工況下，除基本噴油量外，尚需有額外噴油量。例如，在起動(dòng)時(shí)或大負(fù)荷工況下，需供給發(fā)動(dòng)機(jī)補(bǔ)充噴油量。

在電控汽油噴射系統(tǒng)中，精確地提供補(bǔ)充噴油量是由CPU收集各種傳感器送來的信號(hào)加以計(jì)算后決定的。可見，電控汽油噴射系統(tǒng)供油多少是根據(jù)實(shí)際需要而提供的。故使用電控汽油噴射系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)不但省油，而且還有動(dòng)力性好，污染小等一系列優(yōu)點(diǎn)。

1.7.2 16位單片機(jī)MC9S12DP256在汽車控制技術(shù)中的應(yīng)用

1．MC9S12DP256的特征

MC9S12DP256是基于16位HCS12 CPU及0.25μm微電子技術(shù)的高速、高性能帶5.0V Flash存儲(chǔ)器的16位微控制器。其較高的性價(jià)比非常適合于一些中高檔汽車控制系統(tǒng)，其較簡(jiǎn)單的背景開發(fā)模式也會(huì)使開發(fā)成本進(jìn)一步降低。同時(shí)，也使得現(xiàn)場(chǎng)開發(fā)與系統(tǒng)升級(jí)變得更加方便。

MC9S12DP256的主頻高達(dá)25MHz，同時(shí)片上還集成了許多標(biāo)準(zhǔn)模塊，包括2個(gè)異步串行通信口SCI、3個(gè)同步串行通信口SPI、8通道輸入捕捉/輸出比較定時(shí)器、2個(gè)10位8通道A/D轉(zhuǎn)換模塊、1個(gè)8通道脈寬調(diào)制模塊、49個(gè)獨(dú)立數(shù)字I/O口（其中20個(gè)具有外部中斷及喚醒功能）、兼容CAN2. OA/B協(xié)議的5個(gè)CAN模塊以及1個(gè)內(nèi)部IC總線模塊；片內(nèi)擁有256KB的Flash EEPROM，12KB的RAM、4KB的EEPROM。圖1-36所示是其芯片結(jié)構(gòu)框圖。

2．MC9S12DP256的功能特點(diǎn)

MC9S12系列單片機(jī)主要有三大特點(diǎn)：

1）片內(nèi)集成256KB的閃速存儲(chǔ)器（Flash）。隨著閃速存儲(chǔ)器（Flash）在微控制器片內(nèi)的應(yīng)用走向成熟，微控制器的開發(fā)、應(yīng)用又迎來了一次新的飛躍。Flash是一種非易失性存儲(chǔ)介質(zhì)，讀取它的內(nèi)容同RAM的讀取一樣方便，而對(duì)它的寫操作卻比EPROM還要快。同時(shí)，在系統(tǒng)掉電后，F(xiàn)lash中的內(nèi)容仍能可靠保持不變。Flash的主要優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、集成密度大、成本低。由于Flash可以局部擦除，且寫入、擦除次數(shù)可達(dá)數(shù)萬次以上，從而使開發(fā)微控制器不再需要昂貴的仿真器。

2）應(yīng)用鎖相環(huán)技術(shù)提高了系統(tǒng)的電磁兼容性。在以往不使用鎖相環(huán)的微控制器應(yīng)用系統(tǒng)中，晶振電路由于其工作頻率比較高（通常為幾兆赫茲至幾十兆赫茲）而成為一個(gè)很大的干擾源，這一問題給系統(tǒng)設(shè)計(jì)、線路板布局帶來了很多不便。MC9S12的時(shí)鐘發(fā)生系統(tǒng)中巧妙地使用了鎖相環(huán)技術(shù)，因而可在外接幾十千赫茲的外部晶振情況下，通過軟件編程產(chǎn)生幾兆的系統(tǒng)時(shí)鐘，從而降低了對(duì)外輻射干擾，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

3）如圖1-37所示，簡(jiǎn)單的背景開發(fā)模式（BDM）使得開發(fā)成本進(jìn)一步降低，也使得現(xiàn)場(chǎng)開發(fā)和系統(tǒng)升級(jí)變得比較方便。

此外，雖然擁有16位總線結(jié)構(gòu)，但MC9S12的外部總線可根據(jù)不同的系統(tǒng)需求工作在8位和16位兩種模式，因而能夠適應(yīng)不同價(jià)位的系統(tǒng)需求。

3．MC9S12DP256在汽車電子中的應(yīng)用

圖1-38所示為一個(gè)典型的汽車門控系統(tǒng)示意圖。中央微控制器選用MC9S12DP256，MC33389A、MC33884、MC33887、MC33486DH等均為摩托羅拉的智能模擬器件。其中MC33389A為開關(guān)電源芯片，提供CPU工作5V電壓，還可以將點(diǎn)火開關(guān)信號(hào)、車門開關(guān)信號(hào)及面板開關(guān)信號(hào)由SPI接入到微控制器以進(jìn)行喚醒、復(fù)位和中斷等工作。同時(shí)，該器件還具有容錯(cuò)功能的CAN物理層驅(qū)動(dòng)器。此外，它還可以將系統(tǒng)接入到整車網(wǎng)絡(luò)之中。MC33884的主要作用是用來實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)面板開關(guān)的狀態(tài)并驅(qū)動(dòng)面板的照明燈。MC33887是一個(gè)驅(qū)動(dòng)電路芯片，可用于后視鏡位置電動(dòng)機(jī)、后視鏡折疊電動(dòng)機(jī)及門鎖電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)。實(shí)際上，該功能也可以選用MC33884配合獨(dú)立的MOS驅(qū)動(dòng)管一起工作，MC33290D主要用于整個(gè)系統(tǒng)的診斷。

1.7.3 32位單片機(jī)MPC500在汽車控制技術(shù)中的應(yīng)用

1．MPC500的特征

MPC500系列經(jīng)專門設(shè)計(jì)，滿足了高速行駛的汽車所需的嚴(yán)格的工作環(huán)境。整個(gè)產(chǎn)品系列包括無閃存的MPC561和內(nèi)置1MB閃存的MPC566等，以適應(yīng)多種不同環(huán)境的應(yīng)用。它包括汽油機(jī)管理、柴油燃油直接噴射、電子傳動(dòng)控制等動(dòng)力傳輸系統(tǒng)的應(yīng)用。同時(shí)，此系列產(chǎn)品還應(yīng)用于穩(wěn)定控制系統(tǒng)和懸架系統(tǒng)。MPC500系列MCU還具有浮點(diǎn)單元和智能時(shí)鐘等創(chuàng)新功能，能夠滿足控制部分對(duì)速度和精度的要求。

MPC500內(nèi)包含一個(gè)系統(tǒng)集成模組（SIM），一個(gè)時(shí)間處理單元（TPU），一個(gè)隊(duì)列串行接口模組（QSM），2KB靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器并帶有TPU仿真能力（TPURAM）。采用HCMOS技術(shù)，進(jìn)一步降低產(chǎn)品功耗。同時(shí)，指令系統(tǒng)包含專用低功耗指令LPSTOP。系統(tǒng)時(shí)鐘在停止?fàn)顟B(tài)時(shí)，功率消耗最低。

2．MPC500在汽車電子中的應(yīng)用

圖1-39是MPC500 32位微控制器的發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)組成方案。該MCU主要應(yīng)用于一些新型發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)中，如GM的P5、P6系列發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)。