摘要:本文介绍汽车控制器上常用的3种LIMPHOME电路设计方法,用于在单片机复位重启期间仍能保证外部输出正确性,确保行车安全。
在电子电气领域,单片机使用非常广泛,单片机的复位重启是设计时必须面对的一个问题,要求有些功能在单片机复位重启期间不能有任何异常,否则会影响到驾驶员的安全。比如行驶期间发动机不能突然熄火,夜晚行驶期间前照灯不能突然熄灭等。这些输出状态的保持,都需要有独立于单片机之外的电路来保证,即LIMPHOME电路。
常用的LIMPHOME电路有几类:一是用触发器锁存器等组成的门电路;二是用带有LIMPHOME功能的芯片;三是用串行通信锁存芯片。
1 门电路
图1是由RS触发器和或门组成的电路,其中RS触发器的S端和R端都由单片机控制。当需要输出高电平时,单片机控制S端为高电平,R端为低电平。反之当需要输出低电平时,单片机控制S端为低电平,R端为高电平。一旦单片机发生复位,所有IO口都恢复成默认状态,比如低电平,RS触发器的输出会自动保持之前的状态,从而达到档位锁存的目的,实现了LIMPHOME功能,如表左边所示。
不同单片机的复位特性有所不同,如果单片机复位时,IO口的初始状态为高电平,则需要选择特性相反的RS触发器,如表右边所示。
奔腾B90、X80、B70等车型无钥匙起动控制器的供电档位保持功能就是采用的这种电路,保证了车辆行驶期间供电的可靠性。
2 带有LIMPHOME功能的芯片
在汽车控制器领域,越来越多地使用SBC(系统基础芯片),比如NXP公司的UJA 1079,它除了集成电源转换、 CAN收发器、LIN收发器、看门狗等模块之外,还带有一路LIMP输出,见图2。平时UJA 1079通过SPI接口与单片机维持通信,LIMP管脚会输出高电平。在单片机复位重启期间,LIMP管脚会输出低电平。
这个低电平经过一个PNP管转换为高电平,再与单片机的输出管脚通过2个二极管所搭建的“或门”共同控制外部输出,只要有其中一个是高电平,则输出信号就有效,如图3所示。
通过解读电路可以发现,这种方式实现的LIMPHOME功能有一个缺点,即无论MCU在复位前输出的是什么状态,UJA 1079和或门都会使输出处于有效状态,这点在使用的时候需要注意。目前奔腾B90、X80、B70等车型车身控制器的近光灯控制就是采用的这种电路,在夜晚行车期间,保证了近光灯不会异常熄灭。