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(yè)已經(jīng)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(yè)在國內(nèi)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(tǒng)架構(gòu)設(shè)計圖：如下圖所示：本系統(tǒng)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(nèi)飾按鍵，雨刮洗滌電機驅(qū)動，車門窗電機驅(qū)動，遙控鑰匙功能，行車喇叭，后備箱。

1 模塊電路設(shè)計

1.1 電源管理設(shè)計

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

（1）低靜態(tài)電流，靜態(tài)電流最大50uA.

（2）最大可以輸出200mA電流。

（3）芯片集成復(fù)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(zhì)量認證要求

1.2 MCU處理電路設(shè)計

采用飛思卡爾半導(dǎo)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(diào)試。

（8）滿足汽車級質(zhì)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(dǎo)體的VND5E050AJTR-E高邊驅(qū)動IC，這款I(lǐng)C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(guān)斷，欠壓關(guān)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?qū)Φ囟搪窓z測。

（5）低靜態(tài)電流，可以做到2uA

（6）滿足汽車級質(zhì)量認證要求。

1.4 轉(zhuǎn)向燈控制

電路采用意法半導(dǎo)體的VND5E025AYTR-E 高邊驅(qū)動IC, 這款I(lǐng)C具有以下特點：

（1）操作電壓范圍4.5V-28V

（2）導(dǎo)通阻抗是25mΩ

（3）內(nèi)部電流限值是47A

（4）診斷功能。

（5）滿足汽車級質(zhì)量認證要求。

1.5 小燈控制

電路采用意法半導(dǎo)體的VND5E050AJTR-E高邊驅(qū)動IC, 這款I(lǐng)C具有以下特點：

（1）單通道高邊輸出。

（2）低靜態(tài)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(zhì)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(dǎo)體的NCV8402D低邊驅(qū)動IC, 這款I(lǐng)C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(xiàn)電機的轉(zhuǎn)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(xiàn)電機的轉(zhuǎn)動及停止。

1.9 頂燈及喇叭控制

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

1.10 RKE模塊

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

1.11 開關(guān)SW輸入信號

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

2 硬件電路設(shè)計總結(jié)

（1）在設(shè)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(shè)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(shè)計及Layout時就要考慮EMC相關(guān)問題，預(yù)留相應(yīng)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(lián)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(fā)生故障或失效。

3 結(jié)束語

本文中基于MC9S12XET256MAL設(shè)計車載車身控制單元，具有溫度控制精確，舒適，環(huán)保，并且具有廣閥的市場以及發(fā)展前景。

[1]飛思卡爾半導(dǎo)體 MC9S12XE系列規(guī)格書，2010/09

[2]意法半導(dǎo)體 VND5E050AJTR-E規(guī)格書， 2009

[3]恩智浦半導(dǎo)體PQJ7911AHN/C0C規(guī)格書，2010