908E626：集成步進電機驅動與LIN通信的解決方案

在電子設計領域，對于汽車和工業(yè)應用而言，尋找高度集成且經濟高效的解決方案至關重要。Freescale Semiconductor的908E626就是這樣一款令人矚目的產品，它為步進電機控制等應用提供了強大的支持。

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產品概述

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相結合。HC08具備閃存、定時器、增強型串行通信接口（ESCI）、模數(shù)轉換器（ADC）、內部串行外設接口（SPI）以及內部時鐘發(fā)生器（ICG）模塊。而模擬控制芯片則提供了全保護的H橋輸出、電壓調節(jié)器、自主看門狗和本地互連網絡（LIN）物理層。這種單封裝解決方案與LIN相結合，不僅能實現(xiàn)最佳的應用性能調整，還能節(jié)省PCB設計空間，非常適合汽車步進應用，如氣候控制和燈光調節(jié)。

產品特性

處理器與內存

• 高性能核心：采用M68HC08EY16核心，為系統(tǒng)提供強大的處理能力。
• 內存配置：擁有16KB的片上閃存和512B的RAM，滿足數(shù)據存儲和程序運行的需求。

外設模塊

• 時鐘與定時器：內部時鐘生成模塊確保穩(wěn)定的時鐘信號，兩個16位、雙通道定時器可用于精確的定時控制。
• 模數(shù)轉換：10位模數(shù)轉換器能夠實現(xiàn)高精度的模擬信號轉換。
• 電機驅動：四個低 (R_{DS(ON)}) 半橋輸出，為步進電機提供高效的驅動能力。
• 通信接口：具備13個微控制器I/O，支持SPI、ESCI等通信接口，方便與其他設備進行數(shù)據交互。

電氣特性

最大額定值

在使用908E626時，需要嚴格遵守其最大額定值，以避免對設備造成永久性損壞。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的限制。同時，要注意引腳的最大電流和靜電放電（ESD）保護等參數(shù)。

靜態(tài)電氣特性

• 電源電壓與電流：標稱工作電壓 (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)復位與中斷：包括高電壓復位、低電壓復位、高電壓中斷、低電壓中斷、高溫復位和高溫中斷等，每個中斷都有相應的閾值和滯后值。
• 電壓調節(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。

動態(tài)電氣特性

LIN物理層的傳播延遲、輸出邊沿轉換速率等參數(shù)對于通信性能至關重要。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，實現(xiàn)數(shù)據的輸入輸出；外部中斷引腳 (IRQ) 和外部復位引腳 (RST) 用于系統(tǒng)的中斷和復位操作；LIN總線引腳 (LIN) 實現(xiàn)單總線的收發(fā)功能。

工作模式

• 中斷：該設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進行禁用或啟用，復位后所有中斷自動禁用。
• 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、LVR條件等事件喚醒。
• SPI通信：串行外設接口（SPI）用于微控制器與908E626之間的通信，通過四個引腳（SS、MOSI、MISO、SPSCK）實現(xiàn)數(shù)據傳輸。

模擬模塊

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

半橋輸出

• 功能特點：HB1 - HB4輸出提供四個低電阻半橋輸出級，具有短路保護、電流復制、過溫保護、過壓和欠壓保護以及電流限制等功能。
• 控制方式：每個輸出MOSFET可以單獨控制，通過設置系統(tǒng)控制寄存器（SYSCTL）中的PSON位來啟用電路。同時，為了避免半橋中高低側MOSFET同時導通，采用了先斷后通的電路設計。

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CPU免受代碼失控的影響。在RUN模式下，看門狗功能啟動；在STOP模式下，周期性中斷功能可使系統(tǒng)在固定時間后喚醒。

典型應用與開發(fā)支持

典型應用

908E626適用于汽車和工業(yè)應用中的步進電機控制，如氣候控制和燈光調節(jié)等。其集成的功能和LIN通信接口使得系統(tǒng)設計更加簡潔高效。

開發(fā)支持

由于908E626嵌入了MC68HC908EY16 MCU，通常適用于該MCU的開發(fā)工具也適用于此設備。在編程方面，可在芯片級和PCB級進行，需要注意不同階段的電源供應和引腳連接。

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，以及在電壓調節(jié)器輸出引腳和MCU電源引腳使用去耦電容等。

總結

908E626以其高度集成的設計、豐富的功能和良好的電氣特性，為汽車和工業(yè)應用中的步進電機控制提供了一個優(yōu)秀的解決方案。電子工程師在設計過程中，需要充分了解其特性和功能，合理使用引腳和寄存器，以實現(xiàn)最佳的系統(tǒng)性能。同時，注意EMC/EMI設計，確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。你在使用908E626進行設計時遇到過哪些挑戰(zhàn)呢？歡迎在評論區(qū)分享你的經驗和想法。