周雙斌中山市技師學(xué)院，廣東中山 528400

基于MC9S12D64的汽車防盜系統(tǒng)硬件的實(shí)現(xiàn)

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本文介紹了如何利用微控制器MC9S12D6416通過CAN總線實(shí)現(xiàn)汽車防盜的原理，并給出了該防盜系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)方法。

汽車防盜；車用微控制器MC9S12D64；RFID射頻技術(shù)；MC33989

隨著社會(huì)的發(fā)展、人們生活水平的不斷提高，汽車不再是奢侈品，越來越成為人們生活中不可缺少的一部分。汽車數(shù)量增多，車輛被盜的數(shù)量也逐年上升，這給社會(huì)帶來極大的不安定因素，擔(dān)心車輛被盜，成為困擾每一位汽車用戶的難題。如何解決此類問題，筆者利用MC9S12D64和汽車的CAN總線設(shè)計(jì)出了一種防盜系統(tǒng)。

利用MC9S12D64的防盜控制系統(tǒng)功能框圖見圖1。

圖1

系統(tǒng)功能模塊主要包括：總線通信的（CAN）控制、異步串行外圍通信設(shè)備控制（SPI）、車速監(jiān)測(cè)（ECT）、人機(jī)交互通信（SCI）、狀態(tài)的監(jiān)控、電機(jī)驅(qū)動(dòng)、性能表征、顯示和報(bào)警、電源監(jiān)控、差錯(cuò)控制等以上模塊。

總線（CAN）節(jié)點(diǎn)指車身內(nèi)部個(gè)個(gè)控制單元(ECU)，利用（CAN）總線進(jìn)行通信的時(shí)候，除（CAN）控制器自身功能需要考慮的還有連入（CAN）總線驅(qū)動(dòng)器硬件設(shè)計(jì)。

1）MC9S12D64微處理器系統(tǒng)：

該微處理器系統(tǒng)采用方案是片內(nèi)集成CAN控制器，微處理器選擇MC9S12D64。片內(nèi)集成CAN控制器特點(diǎn)：有較強(qiáng)的抗干擾能力；在開發(fā)過程的時(shí)候?qū)AN控制器操作簡(jiǎn)便；電路比較簡(jiǎn)單、PCB板面積節(jié)省；開發(fā)周期縮短；對(duì)CPU負(fù)載較低。片外CAN控制器特點(diǎn)：靈活使用CAN控制器，配合不同CPU通過接口來使用；CAN通訊程序能移植到其它節(jié)點(diǎn)中；開發(fā)多節(jié)點(diǎn)、不同微處理器和微控制器網(wǎng)絡(luò)。

該微處理器實(shí)現(xiàn)了RFID射頻技術(shù)16位器件，設(shè)備構(gòu)成是在多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)片外圍，包含16位中央處理單元，64K字節(jié)Flash EEPROM/4K字節(jié)RAM，EEPROM的1K字節(jié)，異步串行通信接口2個(gè)，8通道的脈寬調(diào)制器1個(gè)，串行外圍設(shè)備接口1個(gè)，8通道IC/OC增強(qiáng)型捕捉計(jì)時(shí)器1個(gè)，分散數(shù)字I/O通道29個(gè)，8通道10bit模數(shù)轉(zhuǎn)換器2個(gè)，分散的與中斷和喚醒功能相關(guān)的數(shù)字I/ O通道20個(gè)，內(nèi)部IIC總線1個(gè)，CAN2.0A，B軟件兼容模塊1個(gè)。MC9S12D64屬于完全16bit尋址。外部總線處可以在8bit窄帶模式下工作，1個(gè)8bit寬空間可與低功耗系統(tǒng)接口，PLL內(nèi)置電路允許功率消耗與性能被調(diào)整到運(yùn)行需求相對(duì)比較適合的位置。

大多數(shù)微處理器不能夠提供足夠電流驅(qū)動(dòng)CAN的總線，系統(tǒng)在采用微處理器MC9S12D64等時(shí)候也不例外。所以必不可少的是總線驅(qū)動(dòng)器，由MC33989完成這個(gè)功能。

2）基礎(chǔ)芯片MC33989的介紹與電路設(shè)計(jì)

MC33989主要是為了汽車ECU而設(shè)計(jì)，它集成多種功能基礎(chǔ)芯片。在系統(tǒng)中主要是電源調(diào)節(jié)器與CAN總線驅(qū)動(dòng)器。有電壓調(diào)節(jié)器2個(gè)，高電壓輸入端口4個(gè)，可編程超時(shí)與窗口看門狗，1Mb/sCAN總線物理接口，通過MCU接口通信和SPI來支持喚醒與睡眠功能。

MC33989的CAN總線驅(qū)動(dòng)器的功能正確啟動(dòng)一定要正確配置微處理器MC9S12D64的SPI模塊設(shè)置與MC33989外圍電路，MC33989功能模塊以及電路接口見圖2。

3）時(shí)鐘源電路

MC9S12D64的時(shí)鐘源可以有并聯(lián)模式和串聯(lián)模式，根據(jù)實(shí)際需求，并聯(lián)模式具有不需要偏置電阻、石英晶體應(yīng)力小、電磁輻射比較小等優(yōu)點(diǎn)，該系統(tǒng)選擇并聯(lián)模式。具體電路如圖3。

圖3

4）復(fù)位電路及工作模式選擇

雙向管腳是MC9S12D64的RESET管腳，輸出表示是否處在工作狀態(tài)，輸入可控制工作狀態(tài)，這個(gè)管腳連接了眾多外部器，要是不加隔離，在外部器件給出不同狀態(tài)與該管腳輸出和輸入不同狀態(tài)的時(shí)候，電平會(huì)產(chǎn)生不確定性，所以在有可能產(chǎn)生沖突結(jié)點(diǎn)的地方加4.7kΩ電阻。

MC9S12D64工作在多種模式的時(shí)候，對(duì)硬件的實(shí)現(xiàn)上要作相應(yīng)正確處理。系統(tǒng)工作處于正常單片機(jī)模式，該模式下通過BKGN引腳擦寫微處理器的Flash。

5）MC33287的電路設(shè)計(jì)

針對(duì)汽車應(yīng)用的是MC33287芯片，它是微處理器與汽車信號(hào)連接的橋梁。利用MC33287對(duì)車門和車燈狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視、車輛溫度是否超標(biāo)進(jìn)行監(jiān)控、啟動(dòng)內(nèi)置CAN總線數(shù)據(jù)幀的發(fā)送與捕捉電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊的輸入命令。

MC9S12D64微處理器輸入引腳狀態(tài)懸浮不能正確識(shí)別微處理器信息，增加外接電路將輸入的引腳降低到0電平。

MC33287的狀態(tài)監(jiān)控輸出出現(xiàn)抖動(dòng)現(xiàn)象能夠影響微處理器采集正確結(jié)果，我們要引入去抖動(dòng)電路。系統(tǒng)中采用的去抖動(dòng)電路是利用RC電路，這個(gè)電路可以使輸入引腳拉低起到抗干擾作用，（見圖4）去抖動(dòng)電路（見圖5）車門與車燈監(jiān)控模塊電路原理圖。

6）MC33186電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊（見圖6）

7） MC9S12D64的數(shù)字地的連接

MCU包含模擬與數(shù)字的模塊，主要是降低電磁的干擾，數(shù)字均采用星形連接。

8）全世界范圍汽車防盜問題備受關(guān)注，想解決這個(gè)問題我們必須從高科技防盜技術(shù)方面入手，RFID汽車防盜系統(tǒng)具有的優(yōu)點(diǎn)如下：

（1）瞬間完成身份識(shí)別主要采用射頻識(shí)別技術(shù)準(zhǔn)確辨別UID；

（2）為了提高更好的防盜功能我們對(duì)應(yīng)答器內(nèi)含唯一UID號(hào)與數(shù)字化的密碼來降低重碼率；

（3）提高了現(xiàn)場(chǎng)的抗干擾能力我們主要采用車用微控制器MC9S12D64防盜系統(tǒng)的控制單元確保防盜系統(tǒng)正常運(yùn)行；

（4）提高了防盜系統(tǒng)通信的抗干擾能力主要利用CAN總線與汽車中央計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信保證了通信的流暢。

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1674-6708（2010）33-0183-02