硬件设计规则.doc

目录：一、电源回路设计二、输入回路设计 2.1、负触发回路 2.2、正触发回路 2.3、车速/转速PWM输入回路 2.4、AD输入回路 三、输出回路设计3.1、典型输出回路3.1.1、高电平驱动回路3.1.2、低电平驱动回路3.2、BCM驱动回路介绍 3.2.1、马达输出控制回路 3.2.2、室内灯控制回路 3.2.3、中控门锁控制回路3.2.4、继电器控制回路3.2.5、转向灯驱动回路 3.2.6、蜂鸣器驱动回路3.2.7、安全指示灯驱动回路3.2.8、低驱保护回路设计四、通信回路设计4.1、LIN回路设计4.2、CAN回路设计五、MCU回路设计六、高频接收板基本原理七、发射器基本原理7.1、基于HCS300编码器的遥控器设计如下图： 7.1.2、电路设计说明：八、运放在BCM中的应用8.1、用于车窗电机侦测的差分运放回路8.1.1、电路原理说明8.1.2、放大倍数原则：一、电源回路设计设计原理：1、 TNR为突波吸收器，可有效吸收正负Surge2、 D1可阻隔逆向输入电压，避免后端元件因逆向电压烧毁3、 Z1（27V/1W Zener）可将突波吸收器未能完全吸收的Surge稳压至27V。

4、 R1（100Ω.1/2W）为Z1的限流电阻，可避免过大的电流将Z1烧毁5、 C1、C2、C3、C4为稳压滤波电路，确保5V电源之稳定，不受外在干扰影响6、 建议值：TNR S14K14AUTO R1=100Ω 1/2WC1=104P C2=220uF/35V C3=104P C4=220uF/16V二、输入回路设计2.1、负触发回路设计（车门开关、中控锁开关、中控锁状态开关，阳光传感器）设计原理：1、 C1可消除ESD，须尽量靠近连接器端2、 D1可阻隔外部电压影响到内部回路（用12V上拉时，可省去）3、 R1为上拉电阻，其选值不能过大（？？？为什么不能过大），以避免外部开关入水后产生水电阻时，造成输入端降为低位准，使端口误触发4、 R2、R4为分压电阻，将电池电压降至一般MCU可以接受的电压范围5、 C2为滤波电容，可滤除开关动作时的弹跳6、 建议值：R1=1.3K(贴片封装1206) R2=100K R4=150K C1=100nF(耐压100V) C2=10nF水电阻说明开关在非关闭状态时，内部若入水，两端点间会产生阻抗，阻值约为3K2.2、正触发回路设计（点火开关、雨刮开关间歇及低速、倒车信号、行李箱开关、自动光开关、点火开关、后洗涤开关）设计原理：1、 C1可消除ESD，须尽量靠近连接器端。

2、 D1可阻隔外部电压影响到内部回路（可省去）3、 R1为下拉电阻，可吸收Surge增强信号传输时的抗干扰能力4、 R2、R3为分压电阻，将输入电压降至一般MCU可接受的电压范围5、 C2为滤波电容，可消除开关作动时的弹跳6、 建议值：R1=3K（贴片1206封装） R2=100K R3=150K C1=100nF（耐压100V） C2=10nF进入饱和状态之后，三极管的集电极跟发射极之间的电压将很小，可以理解为一个开关闭合了这样我们就可以拿三极管来当作开关使用：当基极电流为0时，三极管集电极电流为0（这叫做三极管截止），相当于开关断开；当基极电流很大，以至于三极管饱和时，相当于开关闭合如果三极管主要工作在截止和饱和状态，那么这样的三极管我们一般把它叫做开关管三级管要工作在放大区，发射结必须处于正向偏置，集电结则应处于反向偏置，对硅管而言应使UBE>0，UBC<0使三极管可靠截止，常使UBE≤0V，此时发射结和集电结均处于反向偏置在饱和区， UCE＜UBE，发射结和集电结均处于正向偏置2.3、车速/转速PWM输入回路设计原理：1、 此回路设计主要目的是借用外部逻辑降低静态功耗降低静态功耗原理说明：假设若不采用IGN来控制Speed_Input上拉，VB2为长电（12V），则VB2与Speed_Input之间一直存在电流，也就意味着一直存在12/R5的静态损耗；但是若采用IGN来控制Speed_Input上拉，那么损耗就只存在与IGN_ON时，而一般静态电流测量是在IGN_OFF或者设置警戒状态时。

2、 当Speed_Iput为PWM信号时，鉴于Speed_Iput PWM信号的规定，若VB2采用I/O_Ctrl上拉控制，有以下缺点：1、 单片机检测PWM信号失真2、 上拉控制时间延长，得不到降低静态功耗的效果3、建议值：1、R1=10K 2、R2=10KR3=10K3、 R4=10K4、 R5=1.3K5、 R6=100K6、 R7=150K7、 C2=100nF(耐压100V)8、 C1=10nF说明：采用IGN外部逻辑控制的信号一般有以下几种：1、车速信号；2、碰撞信号；3、转速信号；根据整车线束与BCM实际设计要求，还有以下信号也可以参考IGN外部逻辑控制：4、安全带信号；5、前雾灯信号；2.4 、A/D输入回路A/D输入回路设计注意事项：1、 电阻配比考虑要点;A、 回路抗干扰能力：A/D端口输入阻抗最好不得超过10KB、 A/D电压采集范围：C、 静态功耗要求:可采用运放配合设计_电压跟随器（运放输出阻抗约为0）D、 电阻精度要求三、输出回路设计3.1、典型回路设计 典型驱动回路有：高电平驱动回路和低电平驱动回路，对于我们的BCM，不管是高驱还是低驱回路，在设计前期都要明确整车外围电路。

整车外围电路一般分为：1、直接驱动负载，例如：钥匙孔照明灯、室内顶灯、防盗LED指示灯等；2、通过继电器间接驱动的负载，例如：前/后雨刮控制、门锁马达控制、车窗控制、除霜控制等即BCM通过驱动外部继电器驱动实际负载）对于通过继电器间接驱动的负载，根据具体要求又分为：a、继电器内置；b、继电器外置；以上介绍驱动类型，划分点其实就是驱动外部负载的电流，驱动外部负载需要的电流小，则可直接驱动；驱动外部负载需要的电流大，就需要通过其他的方法来转换3.1.1、 高电平驱动回路A、三极管高驱回路 建议值： 1、R1=10K；2、R2=4.7K；3、R3=10K；4、R4=4.7K；5、R5为限流电阻，一般用于小电流驱动回路6、Q1=BC817；7、Q2=BC807（500mA驱动能力） 说明：Q2选择取决于外部负载的驱动电流Q1在该回路中是开关管，R1与R2电阻配比要保证Q1的偏置电压>0.7V；R3与R4电阻配比要保证Q2的偏置电压>0.7V B、继电器高驱回路 备注：继电器高驱回路一般用于驱动外部大电流负载3.1.2、 低电平驱动回路A、 三极管低驱回路建议值：1、R1=10K2、R2=4.7K3、R3为限流电阻，一般用于小电流驱动回路中。

4、Q1=BC817(驱动电流500mA)说明：Q1选择一般取决于外部负载电流；R1与R2电阻配比要保证Q1的偏置电压>0.7VB、 MOS管驱动回路建议值：1、R1=4.7K 2、R2=47K 3、T1=VNN1NV04 4、C1=100nF(耐压100V)备注：MOS管驱动一般用于大电流负载电路；相比较三极管驱动大电流，需要采用多级放大，MOS管电压驱动更加简洁设计时具体选用三极管或者MOS管驱动，需要考虑以下几点要素：1. 设计成本2. PCB绘制空间3. 外部负载电流4. 保护回路设计（有些MOS管自带短路保护功能）3.2、BCM输出控制回路介绍：BCM驱动控制，一般为：马达控制、灯泡控制、继电器控制等3.2.1、 马达输出控制A、 可使用晶体管控制内部继电器，但在继电器的线圈两端需并接一个二极管，以吸收继电器线圈的反电动势B、 可使用IC 2003驱动内部继电器，因为2003内部有内建二极管，因此不需要再另外接二极管，但须将IC 2003的第9PIN接至与继电器相同的正电源3.2.2、 室内灯输出控制A、 室内灯如果需要渐灭或渐亮的功能，则需要使用高速的FET执行PWM控制。

B、 D1、C1可有效吸收因PWM作动时所产生的高频散射C、 建议值：TR1=2SK1417D1=Diode 4003C1=103P3.2.3、 中控门锁控制3.2.3.1、 中控门锁闭锁和开锁动作，因此需要控制马达的两端，平时将马达两端接地，一方要作动时再经由继电器将其驱动到B+3.2.3.2、 电感性马达作动后会产生反电动势，一般会在两端加突波吸收器或无极性电容来吸收反电动势；若不加突波吸收元件，其反电动势会流入地端，进而会影响其他相同地的零件正常工作3.2.3.3、 如不加突波吸收器，可将马达的地独立，与其它地分离开来如下所示）3.2.4、继电器控制控制外部继电器可利用晶体管或IC 2003来做驱动，为吸收继电器的反电动势，需加上Z1（27V/1W Zener）来吸收反电动势3.2.5、 转向灯驱动回路3.2.5.1、不带诊断的转向灯驱动回路参见继电器控制回路设计，若左/右转向灯需分开控制，则选用双继电器控制；若左/右转向灯同时控制，则可选择双刀双掷继电器3.2.5.2、 带诊断的转向灯驱动回路下图所示回路是基于BTS5242-2L芯片基础上的转向灯驱动回路电路介绍：1、 IN1、IN2为转向灯输入控制端；2、 IS1、IS2、诊断端口；3、 SEN为IN1/IN2输入限流调整端口；4、 R3、R4为采样电阻；5、 R7、D1组成反向保护电路。

工作原理介绍：当IN1输入高电平，左转向灯开启转向灯驱动，电流值<规定阈值范围，则判断为开路故障；若>规定阈值范围，则判断为短路，IS1开始侦测左路故障；右转向灯诊断判定同左转向灯3.2.6、 位置灯驱动电路3.2.6.1、不带诊断的高驱动回路参见典型电路“高驱动回路”介绍3.2.6.2、 带诊断高驱动回路以下电路主要基于驱动芯片BTS5045：BTS5045工作原理介绍：1、 IN0/IN1为控制端口；2、 DEN为诊断使能端口；（DEN端口置“高”则芯片诊断开启；反之则禁止诊断3、 DSEL为诊断通道选择端口；（DSEL置“低”则选择诊断OUT0通道；置“高”则选择诊断OUT1通道4、 IS为诊断侦测端口；5、 R6为检测电阻，需要注意精度要求；在侦测外部输出时，侦测到的状态不同，例如：开路、短路到GND、短路到VBAT、过载、过电压等情况；直接反映为流经IS引脚的电流不同；通过检测电阻R6转换为电压，该电压再通过MCU的A/D侦测端口与MCU中储存的逻辑信息做比对，对比完成后，通过MCU中预先设置的逻辑判断，得到相应的诊断结果，从而起到诊断的目的6、 R7、D1组成反向保护电路BTS5045设计回路建议值如下：1、 R1=4.7K2、 R2=4.7K3、 R3=4.7K4、 R4=4.7K5、 R5=4.7K6、 R6=1.2K(精度1%)7、 R7=1K（1206）8、 Z1=36V双向TVS管。