轿车级MCU商场总览
从2007年到2011年，顾客对轿车电子商场产品(包括 MCU、传感器及车身集成电路)的需求量不断上涨(图1)，其间MCU所占的商场份额最大。但在巨大的商场机会面前，轿车电子厂商也面临着应战。跟着顾客关于轿车舒适性、安全性、驾驭性要求的不断进步，轿车厂商在轿车电子产品功用改善、功用添加和全体本钱下降等方面提出了更高的要求，使得IC供给厂商有必要进步体系的集成度，以便削减整个体系的本钱，简化规划流程。
MCU在轿车电子方面的首要运用包括五大范畴，分别是：1、轿车动力体系操控，首要运用为发动机操控、方向转向以及动力转向;2、轿车操控体系，即车身的操控，首要包括防盗操控、开关操控、电动车窗操控、车门操控、车灯操控等;3、安全操控体系，包括安全气囊、ABS、SAFF等;4、行进体系操控，包括仪表盘、空调、底盘操控等;5、轿车信息体系，包括文娱、服务、移动通讯、信息处理和GPS导航等。除了轿车动力体系操控和轿车信息体系操控这两项运用需求高功用的32位MCU外，其他三项都能够选用轿车级MCU。
图1 MCU、传感器和车身%&&&&&%的商场需求
Silicon Labs公司的轿车级MCU C8051F5XX系列产品是能够为车身电子和点控设备供给高集成度、运用简略并具有高效费比的混合信号MCU体系。它首要运用于主动车窗、车门、主动座椅、反光镜、电动机、制动器等操控体系中。C8051F50X系列产品供给了小体积的CAN/LIN网络解决计划，在5mm×5mm的封装内集成了64K Flash、CAN 2.0B 和 LIN 2.0。一起，产品内部集成了差错只要±0.5%的高精度振动器，不需求外部的晶体或振动器就能够完结CPU的运转。C8051F5XX系列产品具有较宽的作业温度规模(-40℃到+125℃ )，超过了轿车电子关于IC的运转环境温度的要求(-40℃到+120℃)，可供给1.8至5.25V的宽电压规模，为客户在产品规划方面供给了很大的挑选地步。
图2为F500的结构框图，从图中能够看到，在5mm×5mm的封装里边，集成了较为完好的数字和模仿外设。在数字外设方面，包括64K Flash、PWM发生器、定时器、I2C、SPI接口以及CAN 2.0B和LIN 2.0的操控器等。模仿外设包括12位的ADC、差错为±0.5%的高精度内部振动器、温度传感器和比较器等，一起，既能够运用内部参阅电压，也能够运用外部参阅电压。
图2 F500的结构框图
LIN在轿车电子中的运用
在现代轿车电子中，LIN和CAN总线缺一不可。LIN总线又称本地互联网络(Local Interconnect Network)，是一种异步、单线串行通讯总线，也是轿车电子网络中常用的一种低本钱解决计划。LIN总线包括一个主节点和多个从节点(图3)，经过一根线来进行通讯，结构十分简略。
图3 LIN总线结构示意图
LIN总线在轿车中的运用首要有四个方面：车门/车窗/车顶的操控、转向设备操控、座椅操控和轿车环境操控。
LIN 总线的特点是：单主从结构，每一个网络都包括一个主节点和多个从节点，由主节点来操控总线的拜访;根据常用的USART/SCI接口硬件;隶属操控器节点无需石英或许陶瓷振动器就能够完结自同步，因而削减了从节点的硬件本钱;信号传输延时得到保证，保证了在最差情况下信号传输的等待时刻以避免总线拜访抵触;低本钱的单线12V数据传输，线的驱动和接纳特性契合改善的ISO9141单线要求;传输速度能够到达20 kbps。
Silicon Labs公司C8051F50x/51x的LIN总线硬件接口与LIN2.0协议兼容，其高精度的内部振动器使主操控器和从操控器不需求外接晶体就能够作业。在从形式下能够主动检测波特率，硬件结构带中止的过错检测功用和休眠功用，能够完结低功耗。
CAN在轿车电子中的运用
CAN (操控器局域网) 是一种异步、差分串行总线通讯规范，一般用于衔接电子操控单元(ECU)。在现代轿车电子中，因为LIN比CAN的本钱低，因而CAN一般用来衔接ECU 和轿车电子中各个功用模块之间的通讯，而LIN首要用于功用模块和其下各个节点之间的通讯，然后下降本钱。CAN的原始协议是由罗伯特-博世有限公司创建的，之后被轿车工程师学会选用为通用规范。
CAN在轿车电子中运用十分广泛，它不但能够运用于LIN运用的一些范畴，如车门/车窗/车顶的操控、方向操控、座椅操控、环境操控等，还能够运用于更多的零界体系中，如传动体系、防抱死制动体系、转向设备操控、燃油喷发体系等。
图4 CAN总线的结构示意图
CAN总线具有以下特性：
灵活性——在一个CAN网络中的一切节点都能够接纳和发送数据。
推迟保证——核算传输时刻和呼应时刻是CAN网络规划的一部分。
数据一致性——在一个CAN网络中的一切节点都能够接纳或回绝一个报文。
强壮的过错检测功用——经过位监控、循环冗余查看、位填充、报文格式查看等多种手段来保证数据的完好性。
毛病界定——有毛病的节点将会被堵截以避免更深的网络被影响。
容错性——CAN收发器支撑将其间的一个引脚短路或接地而不影响报文。
高吞吐量——到达1Mbps的数据传输速率。
Silicon Labs公司C8051F50x/51x系列产品的CAN接口硬件中，一切的CAN操控寄存器都能够直接存储;具有专用的CAN中止;内置高精度的振动器，无需外部晶振;一起，运用官方的Bosch 模块，便利客户运用。
选用F500和F30的轿车电子解决计划
计划1——主窗口升降操控器
在图5中能够看到，该体系中有一个主节点，由F500 MCU做主操控器，一起包括3个从节点，运用功用更低一些的F30来完结。该计划所要完结的功用是，经过驾驭员侧窗操控器来操控一切的轿车窗户，一起在每个从节点上面都散布了一个防夹算法，在每个车门上都有一个阻力传感器和车窗的方位传感器，电动车窗的模块经过接纳这两个传感器的信号来判别是否有物体阻止了车窗的上升，假如判别结果是“有”，那么电动车窗操控模块就会回转驱动电机使车窗下降以避免夹伤。
图5 主窗口升降操控器
计划2——主动座椅的调整
该计划(图6)经过由F500做主节点、5个F30做从节点来完结，在每个从节点上都散布有判别功用、维护功用和智能算法，以完结各个模块的正常作业。
图6 主动座椅调整计划
问答选编
问：CAN和LIN总线有哪些相同和不同点?
答：LIN是CAN的一种低本钱的辅佐总线，CAN的速度能够到达1M而LIN只能到达20K。所以，CAN能够用于高速体系，LIN只能用于低速。并且一般在轿车电子中，CAN用于衔接ECU和操控模块，而LIN则用来衔接模块与功用节点之间的通讯。
问：请问LIN外设与UART0的首要不同在哪里?
答：LIN总线的串行传输是在单线上完结，UART0则是经过双线TX/RX进行通讯。
问：体系时钟切换到外部时钟后，内部的时钟是否应封闭?
答：主时钟需求封闭。
问：LIN总线的串行传输是在单线上完结，那么进行数据传输时功率怎么?
答：悉数由主操控器来决议，用户能够在程序中设定优先级。
问：能谈谈CAN总线与MIC总线功用比照吗?
答：M%&&&&&%总线是一种时刻切割多路传输总线，以双冗余串行通讯的方法传输数据，比较合适尖峰脉冲搅扰频频的场合。CAN能够简略的理解为差分信号，对浪涌等共模搅扰按捺才能很强。
问：LIN总线的从节点怎么完结同步?
答：一切的节点都是由主节点来操控的，同步由F500的LIN操控器主动完结。
问：能介绍一下现在单片机的首要加密方法吗?
答：在MCU的Flash中有一个加密字节，这个字节的每一位对应一页的加密。没有加密时，这个字节默许是FFH，当要对某页进行加密时，只需求将相应的位写：0。一旦写0后，相应的空间就不能经过一些东西从外部进行读写了。别的，运用MCU自己的FIRMWARE也能够对FLASH进行加密，而不影响对加密空间的拜访。
问：用户最大的程序代码能够多大?
答：最大4K字节。
问：切换外部晶振时应留意哪些问题?
答：切换外部晶振时，需求留意的是：一要判别晶振的安稳状况，二要判别晶振之间的切换过程。
问：体系时钟可不能够在程序中随时切换?
答：体系时钟能够在程序中实时切换。这种功用对低功耗规划很有协助。当需求高速运转时，运用内部高速时钟;当需求低速运转时，切换到外部时钟，以节约功耗(外部时钟运用低速时钟)。
问：MCU在射频操控时，MCU的时钟(晶振)、数据线会辐射基频或基频的倍频，被低噪放LNA扩大后进入混频，呈现带内的Spur，无法滤除。请问有没有好的解决方法?
答：PCB规划的时分把数据线和射频线用地离隔，尽量放的远一些。别的，不要平行布线。
问：轿车焚烧对MCU有影响吗?怎么消除这种影响?
答：轿车焚烧会发生比较大的搅扰，会影响MCU的作业。要下降这种影响，需从硬件和软件方面进行处理。在硬件方面，在规划的时分要充沛估量这种影响，并采纳恰当的方法下降这种影响;在软件方面，能够做一些抗搅扰处理。C8051F MCU在片上集成两个维护功用：低电压侦测和体系时钟丢掉侦测。当MCU的供电电压和体系时钟呈现异常时，会强行让MCU处在复位状况，然后起到维护效果。强烈建议在运用C8051F MCU进行规划时，将这两个功用使能。
