S12X系列雙核單片機的整車控制器CAN結點設計

摘要：XGATE內核的MC9S12XE系列雙核單片機具有數據處理速度快、反應時間短、功耗低等優點，在汽車電子領域有著很好的應用前景。本文介紹了Freescale公司MC9S12X系列雙核單片機在混合動力汽車整車控制器中應用的優點，給出了其進行CAN總線通信的硬件接口設計與執行流程。最后給出了其利用協處理器XGATE管理CAN總線通信的典型配置方法。
關鍵詞：整車控制器；CAN；MC9S12XE；XGATE；中斷

引言
高精度、高速度、高可靠性的混合動力汽車整車控制器是實現整車控制的基礎。為了避免車載環境中的電磁干擾，滿足閉環控制系統的快速響應，整車控制器與其他控制器的通信采取CAN總線方式。CAN總線位速率最大可達1 Mb／s，可以滿足整車控制器與外界的高速通信。
Freeseal公司MC9S12XE(簡稱S12X)系列單片機專門用于汽車網絡和通用車身應用，具有32位單片機的性能，且具有16位MCU的所有優點和功效。內部的增強型XGATE模塊，允許高速數據自主地在單片機外設和內部RAM、I／O端口之間進行數據傳輸與處理，XGATE內置有一個16位的精簡指令集內核，可以對要傳輸的數據進行預處理并執行復雜的通信協議，易于用C語言進行編程。合理地使用XGATE可以提高整車控制器與外界CAN總線的通信速度，而不增加主CPU(S12X CPU)的中斷負荷，從而提高了單片機的數據處理能力。

1 CAN總線硬件接口設計
S12X雙核單片機CAN總線結點接口原理圖如圖1所示。為了增強CAN總線節點的抗干擾能力，S12X單片機的CAN總線收發引腳并不是直接與PCA82C250的TxD和RxD相連，而是通過高速光耦6N137后與PCA82C250相連，這樣就很好地實現了總線上各CAN總線結點間的電氣隔離。

CANH和CANL引腳與地之間并聯了兩個電容C1、C2，可以濾除總線上的高頻干擾，并具有一定的防電磁輻射的能力。另外，在兩根CAN總線輸入端與地之間分別接了TVS管D1和D2，當兩輸入端與地之間出現瞬變干擾時，可起到保護作用。