基于MC9S12XET256MAL的汽車車身控制模塊系統電路設計

張 超,俞 彬,梁展鴻

（惠州市德賽西威汽車電子有限公司，516006）

0 引言

目前汽車行業已經是中國普遍常有的交通工具，但距離每戶一部車的目標還是有段距離，也就是說汽車行業在國內的市場空間還是很大，這就意味著汽車車身控制模塊（Body Control Module，簡稱BCM）未來市場前景可觀。

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系統架構設計圖：如下圖所示：本系統按功能分9部分，分別為整車車燈控制，電源管理，總線CAN/LIN，內飾按鍵，雨刮洗滌電機驅動，車門窗電機驅動，遙控鑰匙功能，行車喇叭，后備箱。

1 模塊電路設計

1.1 電源管理設計

本電路設計上，MCU屬于5V供電系統，使用英飛凌半導體的TLE4278G電源管理IC，這些IC具有以下特點：

（1）低靜態電流，靜態電流最大50uA.

（2）最大可以輸出200mA電流。

（3）芯片集成復位電路，及看門狗功能

（4）5V電壓輸出，精度為2%

（5）短路保護

（6）過熱保護

（7）滿足汽車級質量認證要求

1.2 MCU處理電路設計

采用飛思卡爾半導體 MC9S12XE系列的MC9S12XET256MAL 16 BIT核心處理MCU，這款MCU資源如下:

（1）16 BIT MCU。

（2）普通IO有91個通道。

（3）AD采樣端口有16個通道。

（4）外部中斷口有8通道。

（5）Timer有25個，PWM輸入輸出有12個通道。

（6）SPI接口可以支持8個通道，I2C 接口可以1個通道，LIN BUS接口可以支持4個通道，CAN BUS 可以支持1個通道。

（7）支持在線編程調試。

（8）滿足汽車級質量認證要求。

1.3 雨刮電機及背光燈控制

電路采用意法半導體的VND5E050AJTR-E高邊驅動IC，這款IC具有以下特點：

（1）最大輸出電流27A。

（2）可用于感性負載。

（3）具有過流保護，過壓鉗位，過溫關斷，欠壓關斷的功能。

（4）具有診斷功能，包括：負載電流檢測，負載開路檢測，對電源或對地短路檢測。

（5）低靜態電流，可以做到2uA

（6）滿足汽車級質量認證要求。

1.4 轉向燈控制

電路采用意法半導體的VND5E025AYTR-E 高邊驅動IC, 這款IC具有以下特點：

（1）操作電壓范圍4.5V-28V

（2）導通阻抗是25mΩ

（3）內部電流限值是47A

（4）診斷功能。

（5）滿足汽車級質量認證要求。

1.5 小燈控制

電路采用意法半導體的VND5E050AJTR-E高邊驅動IC, 這款IC具有以下特點：

（1）單通道高邊輸出。

（2）低靜態電流2uA。

（3）最大輸出電流60A。

（4）具有ESD保護功能。

（5）滿足汽車級質量認證要求。

1.6 近/遠燈,前霧燈,頂燈,后背燈控制

電路采用安森美半導體的NCV8402D低邊驅動IC, 這款IC具有以下特點：

（1）雙通道高邊輸出。

（2）具有ESD保護。

（3）具有短路保護,過流,過壓保護。

1.7 車窗電機控制

電路采用三極管控制繼電器的通斷來實現電機的轉動及停止，同時在回路中串入小阻值電阻進行電流采樣后，在通過比例運算電路放大后給到MCU進行檢測。

1.8 雨刮，洗滌電機控制

電路采用三極管控制繼電器的通斷來實現電機的轉動及停止。

1.9 頂燈及喇叭控制

電路采用低邊驅動控制繼電器的通斷實現頂燈及喇叭的響應。用戶通過操作內飾開關，MCU檢測到開關輸入信息后，再對低邊進行控制，從而繼電器吸合/斷開實現功能。

1.10 RKE模塊

RKE電路采用恩智浦半導體的PQJ7911AHN/C0C IC進行設計，由于MCU是5V系統，PQJ7911AHN是3V供電系統，所以需要LDO（NCP551SN33T1）將5V轉成 3V為 PQJ7911AHN/C0C供電，同時PQJ7911AHN/C0C與MCU之間通信需要電平轉化電路。

1.11 開關SW輸入信號

汽車內飾開關SW輸入信號分為兩種：一種是高低電平開關SW，一種是模擬電壓開關SW；由于內飾開關SW與BCM的距離長，所以無論是哪一種開關SW，都需要做合適的濾波電路。

2 硬件電路設計總結

（1）在設計各個模塊電路時,需要了解外部負載及實驗條件來選用合適的IC。

（2）電路設計時,除了滿足功能需求外需要考慮成本及能源消耗的問題。

（3）原理圖設計及Layout時就要考慮EMC相關問題，預留相應的器件位置來改善EMC效果。

（4）驗證功能時，必須接模擬汽車電源：直流電源與蓄電池并聯后的電源，避免由于電源帶載能力不足引起電源波動使得按鍵檢測電路發生故障或失效。

3 結束語

本文中基于MC9S12XET256MAL設計車載車身控制單元，具有溫度控制精確，舒適，環保，并且具有廣閥的市場以及發展前景。

[1]飛思卡爾半導體 MC9S12XE系列規格書，2010/09

[2]意法半導體 VND5E050AJTR-E規格書， 2009

[3]恩智浦半導體PQJ7911AHN/C0C規格書，2010