摘要：本文介紹汽車控制器上常用的3種LIMPHOME電路設計方法，用於在單片機復位重啟期間仍能保證外部輸出正確性，確保行車安全。
在電子電氣領域，單片機使用非常廣泛，單片機的復位重啟是設計時必須面對的一個問題，要求有些功能在單片機復位重啟期間不能有任何異常，否則會影響到駕駛員的安全。比如行駛期間發動機不能突然熄火，夜晚行駛期間前照燈不能突然熄滅等。這些輸出狀態的保持，都需要有獨立於單片機之外的電路來保證，即LIMPHOME電路。
常用的LIMPHOME電路有幾類：一是用觸發器鎖存器等組成的門電路；二是用帶有LIMPHOME功能的芯片；三是用串行通信鎖存芯片。
1 門電路
圖1是由RS觸發器和或門組成的電路，其中RS觸發器的S端和R端都由單片機控制。當需要輸出高電平時，單片機控制S端為高電平，R端為低電平。反之當需要輸出低電平時，單片機控制S端為低電平，R端為高電平。一旦單片機發生復位，所有IO口都恢復成默認狀態，比如低電平，RS觸發器的輸出會自動保持之前的狀態，從而達到檔位鎖存的目的，實現了LIMPHOME功能，如表左邊所示。
不同單片機的復位特性有所不同，如果單片機復位時，IO口的初始狀態為高電平，則需要選擇特性相反的RS觸發器，如表右邊所示。
奔騰B90、X80、B70等車型無鑰匙起動控制器的供電檔位保持功能就是采用的這種電路，保證了車輛行駛期間供電的可靠性。
2 帶有LIMPHOME功能的芯片
在汽車控制器領域，越來越多地使用SBC（系統基礎芯片），比如NXP公司的UJA 1079，它除了集成電源轉換、 CAN收發器、LIN收發器、看門狗等模塊之外，還帶有一路LIMP輸出，見圖2。平時UJA 1079通過SPI接口與單片機維持通信，LIMP管腳會輸出高電平。在單片機復位重啟期間，LIMP管腳會輸出低電平。
這個低電平經過一個PNP管轉換為高電平，再與單片機的輸出管腳通過2個二極管所搭建的“或門”共同控制外部輸出，只要有其中一個是高電平，則輸出信號就有效，如圖3所示。
通過解讀電路可以發現，這種方式實現的LIMPHOME功能有一個缺點，即無論MCU在復位前輸出的是什么狀態，UJA 1079和或門都會使輸出處於有效狀態，這點在使用的時候需要注意。目前奔騰B90、X80、B70等車型車身控制器的近光燈控制就是采用的這種電路，在夜晚行車期間，保證了近光燈不會異常熄滅。
3 串行通信鎖存芯片
如圖4所示，采用串行通信鎖存芯片也可以實現LIMPHOME功能，比如INFINEON公司的TLE7240系列芯片。單片機通過SPI串行接口向TLE7240芯片發送控制命令，然后TLE7240的8路輸出就可以控制外部的繼電器、負載等執行動作，同時TLE7240還可以通過SPI串行接口將內部的診斷信息傳送給單片機。當單片機復位重啟時，無法通過SPI通信控制TLE7240, TLE7240自然就鎖存之前的狀態，從而實現了LIMPHOME功能。
上述LIMPHOME電路需要配合單片機軟件來共同使用，即當單片機控制某路輸出狀態發生變化時，軟件需要將變化后的狀態存儲在EEPROM中。一旦單片機發生復位重啟，軟件需要首先執行一段初始化程序，在此期間由LIMPHOME電路來進行輸出狀態的保持，而初始化完成后，單片機應首先讀取EEPROM中的狀態量，並將其恢復到輸出控制，從而完成軟件對LIMPHOME電路的接管。奔騰B90、X80、B70等車型發動機控制單元的起動使能繼電器的控制就是采用的這種電路。
4 總結
本文介紹了3種汽車控制器上常用的LIMPHOME電路設計方法，第1種需增加一個RS觸發器芯片即可，對控制器無其他需求，方案靈活，成本最低；第2種需要控制器內具有SBC芯片；第3種需要采用串行通信鎖存芯片，對於成本要求不高，且單片機IO口資源緊張的控制器適合采用此方案。