60PL HVCH 学习文档

硬件架构总览

整个板子分为低压侧(LV)和高压侧(HV)两个域，通过隔离电源(Flyback)和隔离信号连接。

低压侧 (12V域)

• LV_CONNECTOR：外部连接器，接12V电源(LV+)、LIN总线、WSTB待机信号
• DM_FILTER：输入滤波，防EMI 📄 Page 3
• SBC (TJA1128E)：系统基础芯片 — 5V稳压 + LIN收发 + 看门狗 📄 Page 8
• MCU (S32K144)：主控芯片 📄 Page 5
• 温度传感器：T_OUTLET / T_LS_CMOS / T_LS_NTC 📄 Page 4
• 外部ADC：I2C接口，采高压侧测量值 📄 Page 2

高压侧 (400V域)

• HV_CONNECTOR：高压连接器，接电池包400V
• IGBT模块：HS-IGBT(高侧) + LS-IGBT(低侧)，功率开关 📄 Page 7
• Gate Driver (UCC5350)：IGBT栅极驱动 📄 Page 7
• HE1/HE2：加热元件(Heating Element)，Busbar连接
• Flyback电源：低压侧→高压侧隔离供电(17V_HS/17V_LS) 📄 Page 6
• 过流保护：电流采样 + 比较器(LM2903) 📄 Page 15-16
• 高压测量：HV_MEAS分压采样 📄 Page 2

信号流框图

┌─────────────┐     LIN      ┌──────────┐
│ 空调控制器    │─────────────▶│  SBC     │
│ (车上)       │              │ TJA1128E │
└─────────────┘              └────┬─────┘
                                  │ SPI/UART
                             ┌────▼─────┐
                   ADC ◄─────│   MCU    │─────▶ CMD_HS1 (PWM)
              T_OUTLET ◄─────│ S32K144  │─────▶ CMD_LS1/LS2
              T_LS_NTC ◄─────│          │─────▶ FLY_EN
             T_LS_CMOS ◄─────│          │─────▶ VSUP_EN
                I2C ◄───────│          │─────▶ WND (看门狗)
                             └──────────┘
                                  │
                          ┌───────┴───────┐
                          │  Flyback 隔离  │
                          └───────┬───────┘
                                  │ 17V_HS / 17V_LS
                          ┌───────▼───────┐
                          │  Gate Driver   │
                          │   UCC5350     │
                          └───────┬───────┘
                                  │ GATE_HS / GATE_LS
                    HV+ ──▶┌──────▼──────┐──▶ HE1/HE2 ──▶ HVGND
                  (400V)   │ HS-IGBT     │    (加热元件)
                           │ LS-IGBT     │
                           └─────────────┘
      

你当前代码的产品编号是 7DA10017，属于 60PL 系列。变体之间主要区别是功率等级和是否有CMOS安全温度传感器。

代码严格分层，从上到下：

第1层：入口 (APMAIN)

文件：APMAIN_Applicative.c

main() 函数只做三件事：ICONF_vidInit() → ICONF_vidInitConfiguration() → APMODMGR_vidApplicaive()（进入无限循环）

第2层：应用层 (Applicative)

文件：Applicative/APMODMGR/

核心是模式管理状态机，for(;;) 死循环 + switch-case 切换模式。每个模式函数里按时间片执行不同的任务。

第3层：服务层 (Services)

第4层：硬件抽象层 (Handler)

其他模块

• OSRTE — 调度器（定时中断分频）
• MEMCK — 内存/堆栈检查
• ICONF — 初始化配置
• COMMON — 通用定义、版本信息

系统上电后进入 Start 模式，然后根据条件在各模式间切换。模式切换由 enuManageModeTras() 函数决定。

模式一览

典型流转

上电 → Start → [HW Check OK] → Neutral → [收到加热指令] → Heating
                                    ↑                         │
                                    └─── [指令=停止] ─────────┘

Heating → [过温/过流] → Temp Lock → [故障恢复] → Neutral
Heating → [严重故障] → Perm Lock（需维修）
Neutral → [待机指令] → Sleep → [LIN唤醒] → Start
      

每个模式里发生什么

每个模式函数（如 enuAppHeatingMode()）内部结构一样：

1ms到了？
  ├── 做1ms的事（ADC采样、喂狗、传感器监控）
  ├── 4ms到了？
  │     └── 做4ms的事（LIN通信、故障管理、模式切换判断）
  ├── 10ms到了？
  │     └── 做10ms的事（温度监控、LIN状态刷新、驱动控制）
  ├── 50ms到了？
  │     └── 做50ms的事（加热器管理、功率管理）
  └── 100ms到了？
        └── 做100ms的事（IO刷新、堆栈检查、过流监控）
      

文件：OS/Src/OSRTE_Scheduler.c

OSRTE 不是操作系统，是一个极简的定时中断分频器。

工作原理

硬件定时器每 1ms 产生一次中断，调用 OSRTE_vidITSchedulerManage()。这个中断函数做的事很简单：

1. 设置 1ms flag = TRUE（每次都设）
2. 计数器++，到4就设 4ms flag
3. 计数器++，到10就设 10ms flag
4. 计数器++，到50就设 50ms flag
5. 计数器++，到100就设 100ms flag

主循环里各模式函数通过 OSRTE_bReadClearFlag*msTask() 轮询这些flag，到了就执行对应的任务。读完flag自动清零。

时间片任务分配规律

路径：Services/SCEDRIV/

负责加热功率控制的核心模块。接收LIN指令的目标功率/温度，计算PWM占空比，驱动IGBT。

关键函数

路径：Services/SCECOM/

管理LIN总线通信：解析空调控制器发来的指令帧，组装HVCH的状态回复帧。

关键函数

路径：Services/SCEMONI/

系统最复杂的模块之一。分两部分：SCEMONI管主监控，SCEMONIS管安全传感器。

SCEMONI — 主监控

SCEMONIS — 安全传感器监控

路径：Services/SCEFCTR/

管理所有故障的计数和记录。检测到故障时计数器增加，故障消失时递减（去抖动），达到阈值时触发模式切换。

关键函数

路径：Services/SCEWDG/

双重看门狗机制：

1. 外部看门狗：SBC(TJA1128E)内置的看门狗，SCEWDG_vidManageWatchDog() 每1ms通过WND引脚喂一次。不喂就复位。
2. 软件看门狗：SCEWDG_vidMonitor*msTask() 监控各时间片任务有没有按时执行。如果某个任务卡住超时，也会触发保护。

路径：_S32K144/Handler/

每个Handler封装一类硬件外设，上层服务不直接操作寄存器，而是调Handler的接口函数。

HDADC — 片内ADC

管理S32K144片内ADC通道的采样。主要采低压侧信号：温度传感器(T_OUTLET, T_LS_NTC)、电压(LV_MEASURE)等。

关键函数：HDADC_vidRefreshAdcChannels() — 1ms调用，刷新所有ADC通道

HDEXTADC — 外部ADC (I2C)

通过I2C接口读取高压侧的测量值。高压侧和低压侧物理隔离，片内ADC够不到，所以用外部ADC桥接。

关键函数：HDEXTADC_vidRfreshAdcExtChannel() — 1ms调用（DCDC OK时）

HDDIO — 数字IO

控制GPIO引脚的输出状态。

关键函数：HDDIO_vidSetCmdHs() — 控制高侧IGBT使能；HDDIO_vidSetFlyEn() — 控制Flyback电源使能；HDDIO_vidRefreshPorts() — 100ms刷新所有IO状态

HDLIN — LIN驱动

LIN总线底层驱动，管超时计时。

关键函数：HDLIN_vidLinTimerTask() — 1ms调用，LIN超时管理

HDNVM — EEPROM

非易失存储，保存故障计数器、标定数据等断电不能丢的东西。

关键函数：HDNVM_vidTaskManageNvmWriting() — 4ms调用，管理写入队列

HDSBC — 系统基础芯片

配置和管理TJA1128E，包括看门狗窗口设置、SPI通信等。

HDCPU — CPU管理

时钟监控、定时器管理。

关键函数：HDCPU_vidManageClockMoni() — 4ms调用，时钟监控；HDCPU_vidClearSchTimerFlag() — 在调度器中断里清除定时器标志