CN110262305A - 一种ecu晶振使用方法 - Google Patents
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Abstract
一种ECU晶振使用方法，所述ECU包括MCU、内部晶振电路与外部晶振电路，其中，内部晶振电路为集成于MCU内部的RC振荡电路，外部晶振电路与MCU上的触脚相连接，应用中，当ECU处于唤醒状态时，MCU正常工作，此时，MCU不启用内部晶振电路，而只启用外部晶振电路，以与功能电路进行信号传递，随后，当ECU需要休眠时，先关闭外部晶振电路，再开启内部晶振电路，然后休眠MCU以休眠ECU，在MCU处于休眠状态时，内部晶振电路一直处于工作状态。本设计能对外部晶振、内部晶振的运行进行调控，以降低静态电流，减少功耗。
Description
技术领域
本发明涉及一种ECU的控制设计，属于汽车行业的电子电气领域，尤其涉及一种ECU晶振使用方法，具体适用于对外部晶振、内部晶振的运行进行调控，以降低静态电流，减少功耗。
背景技术
目前，在ECU电路设计中，ECU包括单片机（芯片）与晶振电路，晶振电路包括内部晶振电路与外部晶振电路两种，应用时，晶振电路结合单片机系统电路，产生系统运行所必须的时钟频率，保证ECU正常工作。
ECU的工作状态包括唤醒状态（正常工作）与休眠状态，唤醒状态时的功耗远大于休眠状态，而在休眠状态中，ECU又不能完全休眠，必须具备一定的功能，如对遥控钥匙的响应，因而，若在休眠状态也一直采用外部晶振电路，不仅成本较高，而且会产生较大的功耗，但如果在休眠状态间隔的起振外部晶振电路，该种外部晶振电路不停的起振，会导致休眠电流过大，无法满足5mA的静态电流要求。但若一直采用内部晶振电路，则精度较低，无法保证良好的CAN通讯质量。
申请公布号为CN108650663A，申请公布日为2018年10月12日的发明专利申请公开了一种低时钟要求的蓝牙模块，其包括PCB板、蓝牙芯片、蓝牙时钟及其他外围电路器件，所述蓝牙芯片、蓝牙时钟及其他外围电路器件均设置在PCB板上，所述蓝牙时钟包括第一时钟源、第二时钟源和蓝牙计时器，所述蓝牙计时器集成在蓝牙芯片内部，所述第一时钟源和第二时钟源分别与蓝牙计时器连接，所述第一时钟源为设置在蓝牙芯片外的晶振，用于在提供高精度时钟信号，所述第二时钟源为设置在蓝牙芯片外或集成在蓝牙芯片内部的RC振荡器，用于在不要求高精度时钟的低功耗状态下提供时钟信号，所述蓝牙计时器用于蓝牙模块进行通信时的时间同步。虽然该设计利用RC振荡器作为第二时钟源，能够减少功耗，但其仍旧具有以下缺陷：
该设计只是将第二时钟源具体化为RC振荡器，而不采用晶振，这属于一种内部结构的改变，并不涉及外部的布置，导致该设计依然是外部晶振、内部晶振共存的形态，在此基础上，该设计并没有公开如何对外部晶振、内部晶振进行调控以降低功耗的设计，外部晶振、内部晶振同时使用，导致其功耗依然较大。
公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本专利申请的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中存在的没有对外部晶振、内部晶振的运行进行调控，功耗较大的缺陷与问题，提供一种对外部晶振、内部晶振的运行进行调控，功耗较低的ECU晶振使用方法。
为实现以上目的，本发明的技术解决方案是：一种ECU晶振使用方法，所述ECU包括MCU与内部晶振电路，所述内部晶振电路为集成于MCU内部的RC振荡电路，所述使用方法包括以下步骤：
当ECU处于唤醒状态时，MCU正常工作，此时，MCU不启用内部晶振电路，而只启用外部晶振电路，以与功能电路进行信号传递，所述外部晶振电路与MCU上的触脚相连接，随后，当ECU需要休眠时，先关闭外部晶振电路，再开启内部晶振电路，然后休眠MCU以休眠ECU，在MCU处于休眠状态时，内部晶振电路一直处于工作状态。
在MCU处于休眠状态时，内部晶振电路一直处于工作状态，此时，若收到唤醒信号，则由内部晶振电路唤醒MCU，随后，若被唤醒的MCU需要正常工作，则唤醒的MCU会先关闭内部晶振电路，再启用外部晶振电路，直至下次休眠的到来。
所述唤醒信号包括CAN总线发送的报文。
所述功能电路包括CAN总线。
所述关闭外部晶振电路，开启内部晶振电路，或者，关闭内部晶振电路，开启外部晶振电路的操作均属于时钟源切换，该时钟源切换的实现方法为：先初始化时钟信号，再调用内部晶振电路或者外部晶振电路，以实现时钟源切换。
所述初始化时钟信号是指在代码中使用相应的函数，以初始化时钟信号。
所述MCU的触脚与无线射频接收电路相连接，该无线射频接收电路与遥控钥匙进行无线信号传递。
所述外部晶振电路包括外一晶振、外一电阻、外一电容与外二电容，所述外一晶振、外一电阻、外一电容、外二电容的一端都与MCU上的一个触脚相连接，外一晶振、外一电阻的另一端均与MCU上的另一个触脚相连接，外一电容、外二电容的另一端均接地，且外一晶振、外一电阻相互并联。
所述内部晶振电路包括依次串联的内一电容、内二电容、内一电阻、内一电感，所述内一电容与内二电容的交接处，以及内一电容与内一电感的交接处均与MCU的内部电路相连接。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
1、本发明一种ECU晶振使用方法中，MCU的内部设置有内部晶振电路，外部连接有外部晶振电路，同时，MCU还具备唤醒、休眠这两种工作状态，该设计的优点包括：首先，MCU采用唤醒、休眠两种工作状态，与一直采用唤醒相比，明显降低功耗；其次，对外部晶振、内部晶振进行切换，以使MCU在唤醒、休眠时采用不同的晶振，不仅能避免一直采用外部晶振导致的成本增加，功耗增大的缺陷，而且能用内部晶振确保休眠时基本功能的运行，如对外部遥控钥匙的响应，再次，只要MCU不在被唤醒后立刻正式工作以结束休眠，那么休眠时采用的内部晶振就一直处于运行中，不存在间隔起振晶振电路的缺陷，不会因此而增加静态电流，增大功耗。因此，本发明能对外部晶振、内部晶振的运行进行调控，以降低静态电流，减少功耗。
2、本发明一种ECU晶振使用方法中，外部晶振电路包括外一晶振、外一电阻、外一电容与外二电容，所述外一晶振、外一电阻、外一电容、外二电容的一端都与MCU上的一个触脚相连接，外一晶振、外一电阻的另一端均与MCU上的另一个触脚相连接，外一电容、外二电容的另一端均接地，且外一晶振、外一电阻相互并联，该设计不仅能够实现在MCU上外接一个外部晶振电路，而且零部件数量较少，易于连接，且能保持较高的精确度。因此，本发明不仅能够实现外部晶振、内部晶振的调控，而且精确度较高。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是图1中内部晶振电路的连接示意图。
图3是图1中外部晶振电路的连接示意图。
图中：MCU1、内部晶振电路2、内一电容21、内二电容22、内一电阻23、内一电感24、外部晶振电路3、外一晶振31、外一电阻32、外一电容33、外二电容34、功能电路4、CAN总线41、无线射频接收电路5、遥控钥匙6。
具体实施方式
以下结合附图说明和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
参见图1至图3，一种ECU晶振使用方法，所述ECU包括MCU1与内部晶振电路2，所述内部晶振电路2为集成于MCU1内部的RC振荡电路，所述使用方法包括以下步骤：
当ECU处于唤醒状态时，MCU1正常工作，此时，MCU1不启用内部晶振电路2，而只启用外部晶振电路3，以与功能电路4进行信号传递，所述外部晶振电路3与MCU1上的触脚相连接，随后，当ECU需要休眠时，先关闭外部晶振电路3，再开启内部晶振电路2，然后休眠MCU1以休眠ECU，在MCU1处于休眠状态时，内部晶振电路2一直处于工作状态。
在MCU1处于休眠状态时，内部晶振电路2一直处于工作状态，此时，若收到唤醒信号，则由内部晶振电路2唤醒MCU1，随后，若被唤醒的MCU1需要正常工作，则唤醒的MCU1会先关闭内部晶振电路2，再启用外部晶振电路3，直至下次休眠的到来。
所述唤醒信号包括CAN总线41发送的报文。
所述功能电路4包括CAN总线41。
所述关闭外部晶振电路3，开启内部晶振电路2，或者，关闭内部晶振电路2，开启外部晶振电路3的操作均属于时钟源切换，该时钟源切换的实现方法为：先初始化时钟信号，再调用内部晶振电路2或者外部晶振电路3，以实现时钟源切换。
所述初始化时钟信号是指在代码中使用相应的函数，以初始化时钟信号。
所述MCU1的触脚与无线射频接收电路5相连接，该无线射频接收电路5与遥控钥匙6进行无线信号传递。
所述外部晶振电路3包括外一晶振31、外一电阻32、外一电容33与外二电容34，所述外一晶振31、外一电阻32、外一电容33、外二电容34的一端都与MCU1上的一个触脚相连接，外一晶振31、外一电阻32的另一端均与MCU1上的另一个触脚相连接，外一电容33、外二电容34的另一端均接地，且外一晶振31、外一电阻32相互并联。
所述内部晶振电路2包括依次串联的内一电容21、内二电容22、内一电阻23、内一电感24，所述内一电容21与内二电容22的交接处，以及内一电容21与内一电感24的交接处均与MCU1的内部电路相连接。
本发明的原理说明如下：
本发明中ECU上采用的晶振包括内部晶振电路（RC振荡器）与外部晶振电路两种，其中，内部晶振电路集成在MCU的内部。应用时，两种晶振电路具有不同的特点：
外部晶振电路：稳定，受温度、湿度等环境因素影响比内部晶振电路小，精度比较高，可以提供较好的CAN 通讯质量，但成本相对较高；
内部晶振电路：相对便宜，但无法保证良好的CAN通讯质量。
因而，在ECU中不能一直采用外部晶振电路，成本高，功耗也大，但也不能一直采用内部晶振电路，满足不了需求。同时，ECU的工作状态包括唤醒、休眠两种状态，为降低功耗，就不能一直唤醒，有时就必须休眠，但即使进入休眠模式，也不能对外部信号毫无反应，如必须保持对遥控钥匙信号的响应，否则无法打开车门。为此，本设计就将ECU中MCU的休眠状态设计为“休眠一段时间——自动唤醒一段时间——再休眠一段时间——自动唤醒一段时间......依次循环”，以保持对外部信号的响应，这就需要晶振能对MCU进行间隔的唤醒，若采用外部晶振电路，就会导致外部晶振电路处于间隔的起振状态，会增加静态电流，增大功耗，为此，本发明对晶振进行调控，使得MCU在休眠状态时只采用内部晶振电路，该晶振电路位于MCU的内部，即使MCU休眠，其也一直处于工作中，不存在间隔的起振的情况，从而实现对MCU进行“休眠一段时间——自动唤醒一段时间——再休眠一段时间——自动唤醒一段时间......依次循环”的操作，既能确保基本功能的具备，还能进一步的降低功耗。
实施例1：
参见图1至图3，一种ECU晶振使用方法，所述ECU包括MCU1与内部晶振电路2，所述内部晶振电路2为集成于MCU1内部的RC振荡电路，所述使用方法包括以下步骤：
当ECU处于唤醒状态时，MCU1正常工作，此时，MCU1不启用内部晶振电路2，而只启用外部晶振电路3，以与功能电路4进行信号传递，所述外部晶振电路3与MCU1上的触脚相连接，随后，当ECU需要休眠时，先关闭外部晶振电路3，再开启内部晶振电路2，然后休眠MCU1以休眠ECU，在MCU1处于休眠状态时，内部晶振电路2一直处于工作状态。优选功能电路4包括CAN总线41。优选MCU1的触脚与无线射频接收电路5相连接，该无线射频接收电路5与遥控钥匙6进行无线信号传递。
实施例2：
基本内容同实施例1，不同之处在于：
在MCU1处于休眠状态时，内部晶振电路2一直处于工作状态，此时，若收到唤醒信号，则由内部晶振电路2唤醒MCU1，随后，若被唤醒的MCU1需要正常工作，则唤醒的MCU1会先关闭内部晶振电路2，再启用外部晶振电路3，直至下次休眠的到来。
实施例3：
基本内容同实施例1，不同之处在于：
所述外部晶振电路3包括外一晶振31、外一电阻32、外一电容33与外二电容34，所述外一晶振31、外一电阻32、外一电容33、外二电容34的一端都与MCU1上的一个触脚相连接，外一晶振31、外一电阻32的另一端均与MCU1上的另一个触脚相连接，外一电容33、外二电容34的另一端均接地，且外一晶振31、外一电阻32相互并联。
实施例4：
基本内容同实施例1，不同之处在于：
所述内部晶振电路2包括依次串联的内一电容21、内二电容22、内一电阻23、内一电感24，所述内一电容21与内二电容22的交接处，以及内一电容21与内一电感24的交接处均与MCU1的内部电路相连接。
以上所述仅为本发明的较佳实施方式，本发明的保护范围并不以上述实施方式为限，但凡本领域普通技术人员根据本发明所揭示内容所作的等效修饰或变化，皆应纳入权利要求书中记载的保护范围内。
Claims (9)
1.一种ECU晶振使用方法，所述ECU包括MCU(1)与内部晶振电路(2)，所述内部晶振电路(2)为集成于MCU(1)内部的RC振荡电路，其特征在于所述使用方法包括以下步骤：
当ECU处于唤醒状态时，MCU(1)正常工作，此时，MCU(1)不启用内部晶振电路(2)，而只启用外部晶振电路(3)，以与功能电路(4)进行信号传递，所述外部晶振电路(3)与MCU(1)上的触脚相连接，随后，当ECU需要休眠时，先关闭外部晶振电路(3)，再开启内部晶振电路(2)，然后休眠MCU(1)以休眠ECU，在MCU(1)处于休眠状态时，内部晶振电路(2)一直处于工作状态。
2.根据权利要求1所述的一种ECU晶振使用方法，其特征在于：在MCU(1)处于休眠状态时，内部晶振电路(2)一直处于工作状态，此时，若收到唤醒信号，则由内部晶振电路(2)唤醒MCU(1)，随后，若被唤醒的MCU(1)需要正常工作，则唤醒的MCU(1)会先关闭内部晶振电路(2)，再启用外部晶振电路(3)，直至下次休眠的到来。
3.根据权利要求2所述的一种ECU晶振使用方法，其特征在于：所述唤醒信号包括CAN总线(41)发送的报文。
4.根据权利要求1、2或3所述的一种ECU晶振使用方法，其特征在于：所述功能电路(4)包括CAN总线(41)。
5.根据权利要求1、2或3所述的一种ECU晶振使用方法，其特征在于：所述关闭外部晶振电路(3)，开启内部晶振电路(2)，或者，关闭内部晶振电路(2)，开启外部晶振电路(3)的操作均属于时钟源切换，该时钟源切换的实现方法为：先初始化时钟信号，再调用内部晶振电路(2)或者外部晶振电路(3)，以实现时钟源切换。
6.根据权利要求5所述的一种ECU晶振使用方法，其特征在于：所述初始化时钟信号是指在代码中使用相应的函数，以初始化时钟信号。
7.根据权利要求1、2或3所述的一种ECU晶振使用方法，其特征在于：所述MCU(1)的触脚与无线射频接收电路(5)相连接，该无线射频接收电路(5)与遥控钥匙(6)进行无线信号传递。
8.根据权利要求1、2或3所述的一种ECU晶振使用方法，其特征在于：所述外部晶振电路(3)包括外一晶振(31)、外一电阻(32)、外一电容(33)与外二电容(34)，所述外一晶振(31)、外一电阻(32)、外一电容(33)、外二电容(34)的一端都与MCU(1)上的一个触脚相连接，外一晶振(31)、外一电阻(32)的另一端均与MCU(1)上的另一个触脚相连接，外一电容(33)、外二电容(34)的另一端均接地，且外一晶振(31)、外一电阻(32)相互并联。
9.根据权利要求1、2或3所述的一种ECU晶振使用方法，其特征在于：所述内部晶振电路(2)包括依次串联的内一电容(21)、内二电容(22)、内一电阻(23)、内一电感(24)，所述内一电容(21)与内二电容(22)的交接处，以及内一电容(21)与内一电感(24)的交接处均与MCU(1)的内部电路相连接。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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