1 CAN／LIN模块控制器
1．CAN模块微处理器
微处理器(MCU)是整个控制系统的核心部分，它的选择决定了系统的软件开发环境以及硬件连接方式等一系列的问题。MCU的选择是系统设计时最关键的一步。
在综合考虑了CAN总线和LIN总线的特点、性能价格比、功能完善性等方面的因素后，选用MC68HC908GZ16作为CAN主节点的MCU，Mc68HC908QL4作为LIN从节点的MCU。
MC68HC908GZ16将HC08内核与CAN控制器模块集成在～起，增强了该芯片的功能，这样不仅使CAN总线的通信有更高的可靠性，而且在设计原理图时，就不必再进行CAN控制器的选择，只需要一个CAN收发器即可实现CAN总线通信，既简化了硬件结构，又降低了成本。另外，MC68HC908GZl6内部具有锁相环模块，可以将外部晶体振荡器的低频信号转化为用于内部数据通信的高频信号，提高了MCU的抗干扰性；MC68HC908．GZl6还提供了串行外围设备接口(Serial Peripheral Interface，SPI)模块。通过SPI模块，MCU可以直接与驱动芯片或者开关量采集芯片进行通信，所用的引脚非常少，便于原理图的设计和
PCB的制图。
(1)MC268HC908GZ16的主要特性 MC68HC908GZl6以它的高性能、低功耗、低价位在汽车领域中得到广泛的应用。它的主要特性：
1)适于C语言的M68I-IC08高速执行性能。
2)完全向上与M6805、M146805和M68HC05系列产品相兼容。
3)8MHz内部总线频率。
4)时钟发生模式支持1～8MHz的晶体振荡器。
5)MSCAN08(执行由BOSCH公司在1991年9月定义的2．0B协议)。
6)16KB片内Flash存储器，具有在线编程能力和保密功能。
7)1KB片内RAM。
8)增强型串行通信口和串行外围设备接口。
9)8路10位A／D转换器。
10)具有LIN协议特点。
11)所有接口由最高2mA输入电流保护。
12)WAIT、STOP低功耗模式。
13)上电复位。
(2)MSCAN08模块介绍 MSCAN08是MC68HC908GZ16内部集成的模块，完全执行由B0SCH公司在1991年9月定义的CAN2．OA／B协议。MSCAN08模块充分利用内部缓冲器结构，进行实时性操作，采用内部集成CAN控制器，不但简化硬件结构、降低了成本，而且简化了软件设计，提高了软件开发速度。
MSCAN08模块的主要特点：
1)MSCAN08的使用采用软件进行控制，当CONFIG2内的MSCANEN=1时，该模块被使能。
2)模块化结构。
3)执行CAN2．0A／B版本协议。
4)支持远程帧。
5)双缓冲器接收模式。
6)采用内部优先级的三缓冲器发送结构。
7)灵活的屏蔽ID号模式。
8)支持可编程的自循环模式。
9)低功耗休眠模式。
采用MC268HC908GZl6的CAN系统设计结构图如图7-26所示。可以看出采用MC68HC908GZl6芯片进行CAN总线通信的结构比较简单。
2．LIN模块微处理器
LIN总线是一种基于UART的单主(节点)多从(节点)网络架构，最早是为汽车传感器和自动装置(Actuator)的连网应用而开发的。它为电机、开关、传感器和车灯提供了一种低成本的网络连接方式。LIN总线不仅仅可以连接独立的传感器和自动装置，其主节点还可在LIN与CAN等更高级网络之间进行连接。故LIN总线对硬件要求低、成本低、结构简单。如果采用将LIN总线协议集成在芯片内的MCU里，除了减小体积外，还可以不必再考虑电路板设计、制作与错误检测等问题，同时还会使软件设计更加容易、可靠性更高。在本设计中所选取的MC68HC908QL4就是将LIN总线协议集成在芯片内部的一款微处理器，该芯片具有很好的性能价格比。
(1)MC68HC908QL4它是M68HC08系列8位低成本、高性能中的一款单片机，该芯片在车身电子技术应用中得到广泛使用。其主要特性如下：
1)具有高性能M68HC08 CPU内核。
2)完全向上与M68HC08系列兼容。
3)5V和3．3V操作电压。
4)5V电压时有8MHz内部总线频率，3．3V时有4MHz内部总线频率。
5)从节点LIN模块。
6)2路16位定时器。
7)6路10位A／D转换器。
8)片内Flash和片内RAM。
9)低压禁止模式。
10)上电复位。
(2)MC68HC908QL4中SLIC(Slave LIN Interface Controller)模块 SLIC主要作为从节点与LIN总线相连接。LIN总线是一种开放式标准串行总线协议，与汽车中的传感器、电动机和传动装置相连。SLIC模块引脚(SLCRX和SLCTX)与PB4和PB5的I／0端口复用。
该模块的主要特点是：
1)完整的LIN信息标识符和8个字节的数据。
2)自动位速率检测和同步。
3)自动处理和纠正LIN同步间隔(Synch Break)和同步域(Synch Byte)。
4)自动检测和计算。
5)没有错误的LIN信息最多产生两个中断。
6)完整的LIN错误检测和报告。
7)高速LIN可以达到83．33～120kbit／s。
8)增强型检测和(包括ID)的产生。
由以上特点可以看出，只要对模块中相应的寄存器按照需要进行相应的设置，比如对SLIC模块的控制寄存器SLCC1和SL-CC2进行设置，就可以自动按照LIN总线协议进行和发送数据。这相对于不包含SLIC模块的单片机来说，在软件开发上既降低了难度，又加快了开发速度。
另一方面，由于该芯片功能有限，因此在其他控制复杂的应用中，再采用该芯片就不能满足要求，故它也有自己的不足之处。在本设计中，采用该芯片完全能够满足要求，图7-27所示为采用该芯片的LIN通信结构。
2控制器电源模块
电源系统是任何汽车系统设计中最重要的子系统之一。整体功耗、电池反极保护、汽车起动、车辆噪声和汽车休眠功率都是在设计电源时必须考虑的因素。如果电源设计不够理想，再好的系统也不能正常发挥作用。
在CAN／LIN模块的硬件电路设计中，均采用LT1l21-5电压调节器作为电源。LT1l21-5是微功耗低压差稳压器，该产品主要特点如下：
1)只有0．4V的电压差。
2)150mA的输出电流。
3)只有301μA的静态电流。
4)5V的固定电压输出。
5)能够可控停止供电。
6)在停止模式，只有16μA的静态电流。
7)电源反向保护。
LT1121-5的引脚如图7-28所示。图中，IN为电源输入端，输入电压为12V；OUT为5V电压输出端；GND为地端；SHDN为停止端；ADJ为调节端。
选用该芯片，一方面是由于通过对SHDN输入低电平，能使该芯片进入停止模式，这时静态电流只有16μA，因此在总线上没有活动时，就可以达到减少功耗的目的；另一方面，LT1121-5还具有输入电源反向和输出电源反向保护功能，即使在输出端不增加二极管的情况下，该芯片也能防止电流反向倒流。因此该芯片既可以达到为系统提供电源的目的，又能降低功耗。
在本设计中，LT1121-5的应用电路如图7-29所示。
在图7-29中，INH端为MC33999 LIN总线收发器的引脚，通过该引脚可以在总线上没有活动时使电源进入停止模式，不需要控制器进行直接控制，节省了微处理器的资源。
