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S12X系列双核单片机的整车控制器CAN结点设计

2020-03-17 11:01:45

  摘要:XGATE内核的MC9S12XE系列双核单片机具有数据处理速度快、反应时间短、功耗低等优点,在汽车电子领域有着很好的应用前景。本文介绍了Freescale公司MC9S12X系列双核单片机在混合动力汽车整车控制器中应用的优点,给出了其进行CAN总线通信的硬件接口设计与执行流程。最后给出了其利用协处理器XGATE管理CAN总线通信的典型配置方法。

  关键词:整车控制器;CAN;MC9S12XE;XGATE;中断

  引言

  高精度、高速度、高可靠性的混合动力汽车整车控制器是实现整车控制的基础。为了避免车载环境中的电磁干扰,满足闭环控制系统的快速响应,整车控制器与其他控制器的通信采取CAN总线方式。CAN总线位速率最大可达1 Mb/s,可以满足整车控制器与外界的高速通信。

  Freeseal公司MC9S12XE(简称S12X)系列单片机专门用于汽车网络和通用车身应用,具有32位单片机的性能,且具有16位MCU的所有优点和功效。内部的增强型XGATE模块,允许高速数据自主地在单片机外设和内部RAM、I/O端口之间进行数据传输与处理,XGATE内置有一个16位的精简指令集内核,可以对要传输的数据进行预处理并执行复杂的通信协议,易于用C语言进行编程。合理地使用XGATE可以提高整车控制器与外界CAN总线的通信速度,而不增加主CPU(S12X CPU)的中断负荷,从而提高了单片机的数据处理能力。

  1 CAN总线硬件接口设计

  S12X双核单片机CAN总线结点接口原理图如图1所示。为了增强CAN总线节点的抗干扰能力,S12X单片机的CAN总线收发引脚并不是直接与PCA82C250的TxD和RxD相连,而是通过高速光耦6N137后与PCA82C250相连,这样就很好地实现了总线上各CAN总线结点间的电气隔离。

  

  CANH和CANL引脚与地之间并联了两个电容C1、C2,可以滤除总线上的高频干扰,并具有一定的防电磁辐射的能力。另外,在两根CAN总线输入端与地之间分别接了TVS管D1和D2,当两输入端与地之间出现瞬变干扰时,可起到保护作用。