S12X系列双核单片机的整车控制器CAN结点设计

　　摘要：XGATE内核的MC9S12XE系列双核单片机具有数据处理速度快、反应时间短、功耗低等优点，在汽车电子领域有着很好的应用前景。本文介绍了Freescale公司MC9S12X系列双核单片机在混合动力汽车整车控制器中应用的优点，给出了其进行CAN总线通信的硬件接口设计与执行流程。最后给出了其利用协处理器XGATE管理CAN总线通信的典型配置方法。

　　关键词：整车控制器；CAN；MC9S12XE；XGATE；中断

　　引言

　　高精度、高速度、高可靠性的混合动力汽车整车控制器是实现整车控制的基础。为了避免车载环境中的电磁干扰，满足闭环控制系统的快速响应，整车控制器与其他控制器的通信采取CAN总线方式。CAN总线位速率最大可达1 Mb／s，可以满足整车控制器与外界的高速通信。

　　Freeseal公司MC9S12XE（简称S12X）系列单片机专门用于汽车网络和通用车身应用，具有32位单片机的性能，且具有16位MCU的所有优点和功效。内部的增强型XGATE模块，允许高速数据自主地在单片机外设和内部RAM、I／O端口之间进行数据传输与处理，XGATE内置有一个16位的精简指令集内核，可以对要传输的数据进行预处理并执行复杂的通信协议，易于用C语言进行编程。合理地使用XGATE可以提高整车控制器与外界CAN总线的通信速度，而不增加主CPU（S12X CPU）的中断负荷，从而提高了单片机的数据处理能力。

　　1 CAN总线硬件接口设计

　　S12X双核单片机CAN总线结点接口原理图如图1所示。为了增强CAN总线节点的抗干扰能力，S12X单片机的CAN总线收发引脚并不是直接与PCA82C250的TxD和RxD相连，而是通过高速光耦6N137后与PCA82C250相连，这样就很好地实现了总线上各CAN总线结点间的电气隔离。

　　CANH和CANL引脚与地之间并联了两个电容C1、C2，可以滤除总线上的高频干扰，并具有一定的防电磁辐射的能力。另外，在两根CAN总线输入端与地之间分别接了TVS管D1和D2，当两输入端与地之间出现瞬变干扰时，可起到保护作用。