中国汽车业已成为全球第一市场,标志着中国汽车产业进入了白热化竞争时代,因此,人们对汽车的操控性,安全性,易用性,舒适性,以及智能化要求也越来越高,更大的空间需求和更多的零部件因而产生了冲突,这就要求汽车零部件,特别是汽车电子往功能集中化、控制智能化、信息网络化方向发展,同时确保产品高性能低成本以应对竞争激烈的市场。在众多的汽车电器中,首先聚焦的就是车身控制模块(BCM)。作为车身电器的大总管和中枢神经,BCM的功能越来越强大,集成度也越来越高,这就要求有更专业半导体器件作为支撑。
作为汽车半导体行业的领导者,Freescale一直致力于中国市场的开发和服务,推动汽车零部件产业的国产化进程,协助各厂商实现高性价比,更安全,更先进的产品。
本文对Freescale的车身控制模块方案进行介绍,本方案主要由MC9S08DZ128,MC33880,MC33742,MC33596构成,主要包括:车灯控制、车锁控制、后备箱控制、玻璃升降器控制、油箱盖控制,无钥匙进入系统以及CAN总线通信技术的实现。
BCM功能概述
随着人们对汽车功能的需求越来越多,车身电子也越来越多,越来越复杂,通常来说车身控制模块包含的功能有:车灯控制、车门控制、车窗控制、开关及模拟信号采集,CAN总线通信等,本文所提供的Freescale车身控制模块为客户提供低成本,高性能的解决方案,主要包括以下功能:
序号
| 功能 |
1 | 车锁控制 |
2 | 第三制动灯 |
3 | 油箱盖控制 |
4 | 后备箱控制 |
5 | 胎压检测 |
6 | 玻璃升降器控制 |
7 | 门开启警示灯 |
8 | 开关背光 |
9 | 儿童锁 |
10 | 后备箱灯 |
11 | CAN 通讯 |
表一、Freescale车身控制模块功能概览
二、Freescale BCM原理框图
三、Freescale BCM信号列表
序号
| 名称 | I/O | 类型 |
1 | 点火开关 | In | CAN |
2 | RKE信号 | In | CAN |
3 | 前排开关信号 | In | CAN |
4 | 儿童锁信号 | In | CAN |
5 | 后排开关信号 | In | 数字信号 |
6 | 玻璃升降器电机信号 | Out | 模拟信号 |
7 | 车速信号 | In | CAN |
8 | 车速异常信号 | In | CAN |
9 | 碰撞信号 | In | CAN |
10 | 门状态信号 | In | CAN |
11 | RKE信号 | In | CAN |
12 | 机械钥匙开关 | In | 开关信号 |
13 | 内拉索(前排) | In | 开关信号 |
14 | 中控锁信号 | In | 开关信号 |
15 | 电机控制 | Out | 模拟信号 |
16 | 车速信号 | In | CAN |
17 | 车速异常信号 | In | CAN |
18 | 制动信号 | In | CAN |
19 | 门状态信号 | In | CAN |
20 | 后备箱状态信号 | In | CAN |
21 | 儿童锁信号 | In | CAN |
22 | 停车尾灯信号 | In | CAN |
23 | 背光等级信号 | In | CAN |
24 | 第三制动灯 | Out | 数字信号 |
25 | 门开启警示灯 | Out | 数字信号 |
26 | 后备箱灯 | Out | 数字信号 |
27 | 开关背光 | Out | 数字信号 |
28 | 预留背光 | Out | 数字信号 |
29 | 后备箱开关信号 | In | CAN |
30 | 四锁联动信号 | In | 逻辑信号 |
31 | 后备箱控制 | Out | 模拟信号 |
32 | 四锁联动信号 | In | 逻辑信号 |
33 | 油箱盖开关信号 | In | CAN |
34 | 油箱盖控制 | Out | 模拟信号 |
四、控制说明
本方案是典型的输入输出系统,主要通过CAN总线信号,模拟信号和各种中断信号进行信号采集,通过BCM的数据处理和转换,进行对相关车身电器设备的控制,包括:灯光、马达、继电器等进行控制,并将部分传感器采集的信号进行处理,通过CAN总线发布给个相关专业电器设备。
五、CAN总线示意图
六、芯片功能特性描述
6.1、MC9S08DZ128
• 40-MHz HCS08 中央处理器 (20-MHz 总线)
• HC08指令集并补充BGND指令
•支持最多32种中断/复位源
•支持128k Flash 2k EEPROM 8k RAM
• 两种低功耗的停止模式
• 减少功耗的等待模式
•在运行、等待和停止模式中非常低功耗的实时中断
• 多功能时钟发生器,支持PLL和FLL模式
• 看门狗复位
•带复位和中断的低压检测电路;可选择的电压阀值
• 支持非法指令代码复位
• 支持非法操作地址复位
• 支持Flash 块保护
• 支持时钟信号丢失保护
• 单线背景调试接口
• 片上及在线仿真(ICE),带总线实时捕获功能
•24 通道ADC
•两个模拟比较器ACMPx
• MSCAN —CAN协议– V2.0 A 和B;
•两个SCI
• SPI
• IIC —支持最高100kbps的总线波特率;
• TPMx — 一个6 通道(TPM1)和一个2 通道
(TPM2);
• RTC
I• 87个通用输入/ 输出(I/O)管脚和1 个专用输入管脚
• 32个中断管脚,每个管脚带触发极性选择
• 所有输入管脚上带电压滞后和可配置的上下拉器件
• 所有输入管脚上可配置输出斜率和驱动强度
6.2、MC33880
MC33880 带SPI可配置的8路输出开关
MC33880 是由8位串行输入控制的8路硬件可配置高端或低端开关,其中的2路输出可直接有微控制器控制用于脉宽调制(PWM),MC33880可由微控制器直接控制各种各样的感性或灯类负载,其创新的监测和保护特性包括:超低等待电流,“层叠式”故障报告,为低端配置用的内部40V输出钳位,为高端配置用的内部20V输出钳位,输出特性诊断及每路输出独立的关断功能。
8个独立的高端或低端输出开关
两个输出可以用作PWM控制
逻辑输入兼容于TTL/CMOS电平
SPI操作,可以达到40MHz频率
睡眠省电模式
上电复位
每个开关都有相应的SPI输出诊断位
6.3、MC33742
MC33742系统基础芯片(SBC)是一个单芯片解决方案,它在一个封装
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