基于MC9S08DZ60的AMT手柄ECU的设计

摘  要： 在AMT汽车中换挡手柄ECU的软硬件设计，采用MC9S08DZ60单片机的CAN模块实现AMT手柄ECU与汽车其他系统之间的数据通信。该手柄ECU具有结构简单、成本低、功能强的特点。
关键词： 手柄ECU；AMT； MC9S08DZ60； CAN总线
   　采用数字电路可以方便快捷地实现换挡手柄挡位信号的传递，但是控制单元间通信的可靠性、实时性、安全性等方面没有CAN总线技术好。本设计中，手柄ECU可以通过CAN总线向AMT_ECU传递驾驶员的驾驶意图，AMT的ECU根据手柄ECU所传递的报文信息控制变速器进行换挡动作。同时，AMT的ECU也可以通过CAN总线把变速器的当前状态(例如档位状态和故障状态)传送给换挡手柄电路。驾乘人员通过换挡手柄选择当前期望的挡位，手柄ECU根据接收到霍尔传感器传递的手柄位置信息，执行输入信号处理，并将处理后的挡位信息通过CAN总线发送给AMT的ECU，传递驾驶员的驾驶意图。AMT的ECU根据手柄ECU所传递的报文信息控制变速器的换挡动作。由于自身有单片机作为处理单元，可以采用CAN/LIN总线的方式与TCU通信，基本不占用TCU的接口资源。当信号采集电路出现问题时，单片机可自行诊断，简单故障甚至可代替TCU进行处理[1]。本设计控制电路结构简单、成本低廉、功能强。
1 硬件设计
　本设计硬件电路是以MC9S08DZ60微控制器为核心，主要包括单片机外围电路、电源转换电路、开关量输出处理电路以及CAN通信电路。
1.1 单片机最小系统
　由于手柄ECU系统小但功能全，因此采用摩托罗拉公司的8位微控制器MC9S08DZ60。该微控制器尺寸小、成本低、功能强大、资源齐全，具有很高的性能价格比，适合汽车手柄换挡的功能要求以及汽车的运行环境。其主要资源包括：一个CAN模块、一个串行外设接口SPI模块、两个串行通信接口SCI模块、多达24通道的12 bit的A/D转换模块、一个基本时钟模块、60 KB的片上Flash、4 KB的片上RAM、2 KB的E2PROM、看门狗定时器(COP Watch-dog)，另外还有I2C总线模块和多个定时器、计数器等。该控制器采用PLL锁相环技术，能够产生最高40 MHz的总线频率。其独特的片上仿真/调试模块(BDC)更是大大简化了设计，从而确保了MC9S08DZ60在本设计中的应用地位[3]。其外围电路如图1所示。
   
   1.2 电源模块
     该模块采用7805(U1)芯片实现+12 V转换成+5 V，MIC29510-3.3(U2)芯片实现+5 V转换+3.3 V，从而满足了整个系统的供电，包括单片机的供电。其电路图如图2。