基于单片机MC9S12XS128的汽车BCM的设计
基于单片机MC9S12XS128的汽车BCM的设计
Freescale的S12系列16位MCU在车身控制系统中应用广泛，用于车身控制器BCM、门锁模块、RKE接收器、智能执行器、灯光模块等车身ECU中。在某整车厂开发的BCM中，采用MC9S12XS128做为中央处理器，实现了车身控制的大部分功能，包括门锁控制、灯光控制、雨刷控制、车窗控制和防盗报警，还实现了CAN／LIN网关功能，通过CAN总线接收车速和碰撞信号，从而实现安全驾驶和紧急操作，通过LIN总线接收来自雨量传感器的信号，控制雨刷的快速、慢速或间歇操作。
下面从硬件设计和软件设计中的关键技术方面介绍MC9S12XS128在BCM中的应用。
硬件设计
MC9S12XS128是一款针对汽车ic37的高性能16位单片机，具有速度快、功能强、成本低、功耗低等特点。其芯片资源及特性如下：
1）总线速度高达40MHz；
2）128KB程序Flash和8KBDataFlash，用于实现程序和数据存储，均带有错误校正码；
3）可配置8位、10位或12位ADC，3μs的转换时间；
4）内嵌MSCAN模块用于CAN节点应用，内嵌支持LIN协议的增强型SCI模块及SPI模块；
5）4通道16位计数器；
6）出色的低功耗特性，带有中断唤醒功能的10，实现唤醒休眠系统的功能；
7）8通道PWM，易于实现电机控制。
基于S12XS128实现的BCM硬件系统结构如图1所示。由图可见，BCM硬件电路包括开关信号检测、CAN／LIN通讯、负载控制及监控几部分。其中开关信号检测通过多路开关检测芯片MC33993实现，LIN通讯通过UART模块和LIN总线物理层收发器TJA1021共同实现，CAN通讯通过CAN模块和CAN总线物理层收发器TJA1055共同实现，负载控制通过智能功率器件实现，智能功率器件除了实现对负载的功率驱动，还可以提供镜像工作电流，这样通过对其镜像工作电流取样ADC转换便可以监测负载的工作状况。
基于S12XS128实现的BCM硬件系统结构
MC33993通过SPI和处理器通信，可检测22路开关量输入信号，并可以设置哪些开关通道可以触发中断。首先XS128通过SPI向MC33993发送控制命令字，进行初始化设置，设定MC33993的工作方式，并使能那些中断唤醒的开关通道的可触发中断功能。在正常工作模式下XS128通过SPI接口周期读取MC33993的开关状态，在低功耗模式下可触发中断的开关通道状态发生变化时，便可以唤醒XS128，进入正常工作模式。
BCM的软件设计采用初始化+循环体的软件结构。首先进行全局变量和所用外设的初始化，然后在循环体内依次进行开关信号检测、LIN通信、RKE通信以及负载控制。对负载控制逻辑而言，开关信号、LIN信号和RKE信号都是触发其控制操作的输入信号，而且由于需要把若干开关信号填充到LIN帧中，所以把负载控制放在循环体的最后。
