908E626：集成步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)與LIN通信的解決方案

在電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域，對(duì)于汽車和工業(yè)應(yīng)用而言，尋找高度集成且經(jīng)濟(jì)高效的解決方案至關(guān)重要。Freescale Semiconductor的908E626就是這樣一款令人矚目的產(chǎn)品，它為步進(jìn)電機(jī)控制等應(yīng)用提供了強(qiáng)大的支持。

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產(chǎn)品概述

908E626是一款集成單封裝解決方案，將高性能HC08微控制器與SMARTMOS模擬控制IC相結(jié)合。HC08具備閃存、定時(shí)器、增強(qiáng)型串行通信接口（ESCI）、模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）、內(nèi)部串行外設(shè)接口（SPI）以及內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器（ICG）模塊。而模擬控制芯片則提供了全保護(hù)的H橋輸出、電壓調(diào)節(jié)器、自主看門狗和本地互連網(wǎng)絡(luò)（LIN）物理層。這種單封裝解決方案與LIN相結(jié)合，不僅能實(shí)現(xiàn)最佳的應(yīng)用性能調(diào)整，還能節(jié)省PCB設(shè)計(jì)空間，非常適合汽車步進(jìn)應(yīng)用，如氣候控制和燈光調(diào)節(jié)。

產(chǎn)品特性

處理器與內(nèi)存

• 高性能核心：采用M68HC08EY16核心，為系統(tǒng)提供強(qiáng)大的處理能力。
• 內(nèi)存配置：擁有16KB的片上閃存和512B的RAM，滿足數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和程序運(yùn)行的需求。

外設(shè)模塊

• 時(shí)鐘與定時(shí)器：內(nèi)部時(shí)鐘生成模塊確保穩(wěn)定的時(shí)鐘信號(hào)，兩個(gè)16位、雙通道定時(shí)器可用于精確的定時(shí)控制。
• 模數(shù)轉(zhuǎn)換：10位模數(shù)轉(zhuǎn)換器能夠?qū)崿F(xiàn)高精度的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換。
• 電機(jī)驅(qū)動(dòng)：四個(gè)低 (R_{DS(ON)}) 半橋輸出，為步進(jìn)電機(jī)提供高效的驅(qū)動(dòng)能力。
• 通信接口：具備13個(gè)微控制器I/O，支持SPI、ESCI等通信接口，方便與其他設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。

電氣特性

最大額定值

在使用908E626時(shí)，需要嚴(yán)格遵守其最大額定值，以避免對(duì)設(shè)備造成永久性損壞。例如，(V_{DD}) 的范圍為 -0.3 至 6.0V，模擬芯片和微控制器芯片的輸入電壓也有相應(yīng)的限制。同時(shí)，要注意引腳的最大電流和靜電放電（ESD）保護(hù)等參數(shù)。

靜態(tài)電氣特性

• 電源電壓與電流：標(biāo)稱工作電壓 (V{SUP}) 為 8.0 至 18V，正常模式下的電源電流 (I{RUN}) 典型值為 20mA，停止模式下的電流 (I_{STOP}) 最大為 75μA。
• 數(shù)字接口：輸出引腳的高低電平電壓、輸入引腳的邏輯電平以及引腳的電容和上拉/下拉電阻等參數(shù)都有明確的規(guī)定。
• 系統(tǒng)復(fù)位與中斷：包括高電壓復(fù)位、低電壓復(fù)位、高電壓中斷、低電壓中斷、高溫復(fù)位和高溫中斷等，每個(gè)中斷都有相應(yīng)的閾值和滯后值。
• 電壓調(diào)節(jié)器：正常模式下輸出電壓 (V{DDRUN}) 為 4.75 至 5.25V，停止模式下輸出電壓 (V{DDSTOP}) 為 4.45 至 5.0V。

動(dòng)態(tài)電氣特性

LIN物理層的傳播延遲、輸出邊沿轉(zhuǎn)換速率等參數(shù)對(duì)于通信性能至關(guān)重要。例如，TXD LOW到LIN LOW的傳播延遲典型值為 6.0μs，輸出下降沿轉(zhuǎn)換速率典型值為 -2.0V/μs。

功能描述

引腳功能

908E626的引腳具有多種功能，不同的引腳用于不同的模塊和信號(hào)傳輸。例如，PORT A、PORT B、PORT C、PORT D和PORT E的I/O引腳可與其他功能模塊共享，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的輸入輸出；外部中斷引腳 (IRQ) 和外部復(fù)位引腳 (RST) 用于系統(tǒng)的中斷和復(fù)位操作；LIN總線引腳 (LIN) 實(shí)現(xiàn)單總線的收發(fā)功能。

工作模式

• 中斷：該設(shè)備具有六種不同的中斷源，包括低電壓中斷、高電壓中斷、高溫中斷、自主看門狗中斷、LIN中斷和過流中斷。中斷可以通過SPI進(jìn)行禁用或啟用，復(fù)位后所有中斷自動(dòng)禁用。
• 系統(tǒng)喚醒：系統(tǒng)可以通過LIN引腳的下降沿、AWD的喚醒信號(hào)、LVR條件等事件喚醒。
• SPI通信：串行外設(shè)接口（SPI）用于微控制器與908E626之間的通信，通過四個(gè)引腳（SS、MOSI、MISO、SPSCK）實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。

模擬模塊

• LIN物理層：LIN總線引腳提供了汽車應(yīng)用中單總線通信的物理層，具備內(nèi)部電流限制和熱關(guān)斷功能，能夠保證在外部干擾下的通信穩(wěn)定性。
• 模擬多路復(fù)用器：ADOUT引腳作為模擬輸出接口，通過模擬多路復(fù)用器可以讀取六個(gè)內(nèi)部診斷模擬電壓，包括電流復(fù)制、溫度傳感器和 (V_{SUP}) 預(yù)分頻器等。

半橋輸出

• 功能特點(diǎn)：HB1 - HB4輸出提供四個(gè)低電阻半橋輸出級(jí)，具有短路保護(hù)、電流復(fù)制、過溫保護(hù)、過壓和欠壓保護(hù)以及電流限制等功能。
• 控制方式：每個(gè)輸出MOSFET可以單獨(dú)控制，通過設(shè)置系統(tǒng)控制寄存器（SYSCTL）中的PSON位來啟用電路。同時(shí)，為了避免半橋中高低側(cè)MOSFET同時(shí)導(dǎo)通，采用了先斷后通的電路設(shè)計(jì)。

自主看門狗

自主看門狗模塊具有看門狗功能和周期性中斷功能，可保護(hù)CPU免受代碼失控的影響。在RUN模式下，看門狗功能啟動(dòng)；在STOP模式下，周期性中斷功能可使系統(tǒng)在固定時(shí)間后喚醒。

典型應(yīng)用與開發(fā)支持

典型應(yīng)用

908E626適用于汽車和工業(yè)應(yīng)用中的步進(jìn)電機(jī)控制，如氣候控制和燈光調(diào)節(jié)等。其集成的功能和LIN通信接口使得系統(tǒng)設(shè)計(jì)更加簡潔高效。

開發(fā)支持

由于908E626嵌入了MC68HC908EY16 MCU，通常適用于該MCU的開發(fā)工具也適用于此設(shè)備。在編程方面，可在芯片級(jí)和PCB級(jí)進(jìn)行，需要注意不同階段的電源供應(yīng)和引腳連接。

EMC/EMI推薦

為了提高908E626的EMC/EMI性能，需要采取一些措施。例如，在VSUP引腳附近放置高質(zhì)量的陶瓷去耦電容，在LIN引腳附近放置去耦電容和壓敏電阻，以及在電壓調(diào)節(jié)器輸出引腳和MCU電源引腳使用去耦電容等。

總結(jié)

908E626以其高度集成的設(shè)計(jì)、豐富的功能和良好的電氣特性，為汽車和工業(yè)應(yīng)用中的步進(jìn)電機(jī)控制提供了一個(gè)優(yōu)秀的解決方案。電子工程師在設(shè)計(jì)過程中，需要充分了解其特性和功能，合理使用引腳和寄存器，以實(shí)現(xiàn)最佳的系統(tǒng)性能。同時(shí)，注意EMC/EMI設(shè)計(jì)，確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。你在使用908E626進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)遇到過哪些挑戰(zhàn)呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享你的經(jīng)驗(yàn)和想法。