基于MC9S12D64的汽車防盜系統硬件的實現

周雙斌中山市技師學院，廣東中山 528400

基于MC9S12D64的汽車防盜系統硬件的實現

周雙斌中山市技師學院，廣東中山 528400

本文介紹了如何利用微控制器MC9S12D6416通過CAN總線實現汽車防盜的原理，并給出了該防盜系統的硬件設計方法。

汽車防盜；車用微控制器MC9S12D64；RFID射頻技術；MC33989

隨著社會的發(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。汽車數量增多，車輛被盜的數量也逐年上升，這給社會帶來極大的不安定因素，擔心車輛被盜，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總線設計出了一種防盜系統。

利用MC9S12D64的防盜控制系統功能框圖見圖1。

圖1

系統功能模塊主要包括：總線通信的（CAN）控制、異步串行外圍通信設備控制（SPI）、車速監(jiān)測（ECT）、人機交互通信（SCI）、狀態(tài)的監(jiān)控、電機驅動、性能表征、顯示和報警、電源監(jiān)控、差錯控制等以上模塊。

總線（CAN）節(jié)點指車身內部個個控制單元(ECU)，利用（CAN）總線進行通信的時候，除（CAN）控制器自身功能需要考慮的還有連入（CAN）總線驅動器硬件設計。

1）MC9S12D64微處理器系統：

該微處理器系統采用方案是片內集成CAN控制器，微處理器選擇MC9S12D64。片內集成CAN控制器特點：有較強的抗干擾能力；在開發(fā)過程的時候對CAN控制器操作簡便；電路比較簡單、PCB板面積節(jié)省；開發(fā)周期縮短；對CPU負載較低。片外CAN控制器特點：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)點中；開發(fā)多節(jié)點、不同微處理器和微控制器網絡。

該微處理器實現了RFID射頻技術16位器件，設備構成是在多個標準片外圍，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，8通道的脈寬調制器1個，串行外圍設備接口1個，8通道IC/OC增強型捕捉計時器1個，分散數字I/O通道29個，8通道10bit模數轉換器2個，分散的與中斷和喚醒功能相關的數字I/ O通道20個，內部IIC總線1個，CAN2.0A，B軟件兼容模塊1個。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8bit寬空間可與低功耗系統接口，PLL內置電路允許功率消耗與性能被調整到運行需求相對比較適合的位置。

大多數微處理器不能夠提供足夠電流驅動CAN的總線，系統在采用微處理器MC9S12D64等時候也不例外。所以必不可少的是總線驅動器，由MC33989完成這個功能。

2）基礎芯片MC33989的介紹與電路設計

MC33989主要是為了汽車ECU而設計，它集成多種功能基礎芯片。在系統中主要是電源調節(jié)器與CAN總線驅動器。有電壓調節(jié)器2個，高電壓輸入端口4個，可編程超時與窗口看門狗，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總線驅動器的功能正確啟動一定要正確配置微處理器MC9S12D64的SPI模塊設置與MC33989外圍電路，MC33989功能模塊以及電路接口見圖2。

3）時鐘源電路

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

圖3

4）復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)的時候，電平會產生不確定性，所以在有可能產生沖突結點的地方加4.7kΩ電阻。

MC9S12D64工作在多種模式的時候，對硬件的實現上要作相應正確處理。系統工作處于正常單片機模式，該模式下通過BKGN引腳擦寫微處理器的Flash。

5）MC33287的電路設計

針對汽車應用的是MC33287芯片，它是微處理器與汽車信號連接的橋梁。利用MC33287對車門和車燈狀態(tài)進行監(jiān)視、車輛溫度是否超標進行監(jiān)控、啟動內置CAN總線數據幀的發(fā)送與捕捉電機驅動模塊的輸入命令。

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)控輸出出現抖動現象能夠影響微處理器采集正確結果，我們要引入去抖動電路。系統中采用的去抖動電路是利用RC電路，這個電路可以使輸入引腳拉低起到抗干擾作用，（見圖4）去抖動電路（見圖5）車門與車燈監(jiān)控模塊電路原理圖。

6）MC33186電機驅動模塊（見圖6）

7） MC9S12D64的數字地的連接

MCU包含模擬與數字的模塊，主要是降低電磁的干擾，數字均采用星形連接。

8）全世界范圍汽車防盜問題備受關注，想解決這個問題我們必須從高科技防盜技術方面入手，RFID汽車防盜系統具有的優(yōu)點如下：

（1）瞬間完成身份識別主要采用射頻識別技術準確辨別UID；

（2）為了提高更好的防盜功能我們對應答器內含唯一UID號與數字化的密碼來降低重碼率；

（3）提高了現場的抗干擾能力我們主要采用車用微控制器MC9S12D64防盜系統的控制單元確保防盜系統正常運行；

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

U472

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1674-6708（2010）33-0183-02