图4 是基于MC9RS08KA2 的简单buck 变换器系统示意图。在很多情况下，应用电源电压VIN 与MCU 的电源电压（VDD）不同。有时需要使用特定的电压调节器（可以是一个简单的接地齐纳二极管）将VIN 降低到MCU 操作范围VDD。此外还需要电平转换器，使MCU 能够拨动电压高于MCU VDD 的高端开关SW1。

图4：基于MC9RS08KA2 的buck变换器系统

    HB-LED 的正向电流是通过电阻器RSENSE 测量的。KA2 收集电压测量VSENSE 值，并与简易电位计创建的固定参考电压VREF 进行比较。如果VSENSE 高于VREF，表示HB-LED 正向电流高于目标值。这时KA2 会逐渐降低驱动SW1 的占空比，直到VSENSE 降低到参考值以下。相反，当VSENSE 低于VREF 时，占空比会逐渐增加，直到VSENSE 增加到VREF 以上。

    亮度控制

    HB-LED 驱动电流由参考电压VREF 定义。如图4 所示，VREF 由一个简易电位计定义。VREF 的变化是通过改变电位计电压进行的。图4 显示了实现这一目标的简易方法。KA2 的一个通用输入输出端（如PTA5）将一个附加电阻器R3 连接到电位计上。当选择PTA5 作为输入端时，它便成为高阻抗，R3 漂浮不定，电位计输出只由R1 和R2 定义。如果需要更低的参考电压，PTA5 就变为低位输出，通过R3的附加电流会降低参考电压。随着VREF 的降低，HB-LED 正向电流会相应地调节而改变亮度水平。利用相同的方法可定义出更多的参考点来输入更多亮度水平。

    电源电压的补偿

    如果应用只需一个亮度水平，就无需将电位计连接到 KA2 模拟比较器的端子上。KA2 比较器的正极端子已备有内部带隙电源，VSENSE 可以利用此电源电压参考进行比较。KA2 上有一个专用控制位可用于启动此电压参考。当该参考启动时，相应的MCU 针脚变成通用输入输出端。带隙电源电压水平固定在1.24V 而不受MCU 电源电压VDD 的影响。

    无论VIN 的变化是否反应到MCU VDD 上，通过对比VSENSE 和固定参考点1.24V，MCU 可以调节PWM 的占空比，从相应地补偿VIN a 的变化，而令输出电流保持一个恒定水平。

    软件控制回路

    KA2 没有专用的PWM模块。在软件设计的主循环中，可以监控来自RSENSE 的反馈电压，并产生PWM控制的波形作为SW1 的开关操作。PWM打开状态和关闭状态的长短由芯片定时器溢出的时间确定。

    图5 显示了一般的软件控制流程。重启后，MCU 开始初始化程序。PWM打开时间初始化为它的最小值。主控制回路保存两个变量：打开时间和关闭时间变量。这两个变量按相反方向调节，以便将整体时间长短保持在恒定水平。打开时间和关闭时间一同确定可调节的占空比，该值和软件开销共同定义PWM周期的长短。

图5：MC9RS08KA2 的软件控制流程

    任何用以执行其它功能（如亮度调节）的人机界面都可以添加到软件的主控制循环上。添加的软件编码被视为软件开销，会影响整体PWM输出周期的长短。PWM输出周期长短应保持恒定，由要控制循环中执行的CPU 周期总数确定。所需的PWM频率越高，主控制循环的编码预算越低。例如，如果PWM频率要求为50KHz，KA2 允许的最大总线频率为10MHz，在这种情况下主控制循环必须保持
在200 个CPU 周期。该数字包括软件开销及SW1 打开时间和关闭时间的总和（也就是可调节的占空比）。比如说，如果打开时间和关闭时间总和为128 个CPU 周期，则200 个周期中的72 个就成了软件开销，该主循环的可控制占空比范围则为72/200=36% 到100%。

    结语

    基于MCU 的解决方案可为应用提供全面灵活性。目前，即使最低端的8 位MCU都具有足够的CPU 带宽，不仅能执行DC-DC 操作，还可以在应用中增加更多功能而几乎不需要增加成本。MCU 的设计目标是实现全面的解决方案。飞思卡尔提供的MCU 亦支援各种通信标准，如射频（RF）连接领域的Zigbee 、有线连接领域的LIN、CAN 和DMX512 等，这为LED 照明提供了巨大的应用空间。