一．简介
  1993年M68HC05系列单片机增加了两种型号，MC68HC705V8和MC68HC05V7。此两种单片机采用现代最新的超高压CMOS（UHVCMOS）和双极性模拟工艺技术生产，每个中都包括一个集成的12V（标称值）到5V的稳压系统。通过掩膜选项来允许此稳压电路为单片机应用提供必要的5V电源。

此片内稳压器通常工作的输入电压范围为8V~16V，有助于汽车环境的MCU应用。在汽车应用中，这两种器件都可以通过VBATT脚直接和汽车电池连接，而不需要通常供给单片机5V电源的额外稳压器。除了供给内部应用的5V电源外，此集成稳压器还可以提供额外的片外电流作为其他应用元件的电源。

虽然，此稳压器的设计允许常规工作的输入电压范围为8V~16V，但它在输入电压高达26.5V时仍能正常工作5分钟。这保证了器件可以工作在双电池状态期间，例如用拯救车启动期间。另外，稳压器的设计和处理使它能工作在恶劣的汽车电路系统中常见的电跳变情况，例如发动机启动瞬间，电池断开时在汽车的12V电源产生的电压突降尖峰时。

本应用说明为用户提供稳压器结构的概况和正确使用以上提及器件的稳压器所必须的外部元件以及软件的要点。虽然此稳压器现在只能用于M68HC05单片机上，但Motorola很可能把它用在更多的器件上。另外，用于MC68HC705V8和MC68HC05V7的极限工作特性在本介绍中作了说明，其在将来的设计中将会修改和扩展。

  二．电源结构
M68HC05系列的集成稳压器电路主要由三部分组成：主稳压器、辅助稳压器和电源控制逻辑（如图1）。同样，在MC68HC705V8和MC68HC05V7中具有低压复位电路（LVR）以避免由于5V电源降到低于特定工作电平时引起不可预知的操作。主稳压器的5V输出直接为单片机的数字逻辑部分提供电源。主稳压器的输出也连接到VDD脚，以便可以连接外部去藕电容和10μF稳定电容。电源输出和VDD脚连接可以允许5V电源向外提供给一个应用中的单片机模拟电路部分和其他元件。如果VDD和VSSD之间短路，有过流保护电路避免损害主稳压器。每一种单片机的稳压器可用的最大电流可以参考MC68HC705V8和MC68HC05V7的特性参数说明书，Motorola文档编号为HC705V7GRS/D和HC705V8GRS/D。

辅助稳压器有两个功能。第一是提供VEE给允许和禁止主稳压器所必需的辅助稳压器的小部分能量。另一功能是作为主稳压器输入电源的“预稳压器”。这有助于减少主稳压器输入电压的变化，以改善跟输入电压有关的主稳压器输出线上阻尼特性。

注意：主稳压器只有在允许内部稳压系统的掩膜选项被选择时才有效。而辅助稳压器和电源控制逻辑只要VBATT脚的电源电压超过稳压器正常工作的最小特定工作电压都有效。

电源控制逻辑可以通过软件允许主稳压器进入省电备用模式，然后当单片机检测到适当的外边条件时又重新被启用。这种主稳压器的允许和禁止称为电源模式（power moding)。虽然电源控制逻辑总是处于允许状态的，但这一小部分电路要能正常工作需要有最小电流，一般小于100μA。这保证了在主稳压器进入省电的备用模式时单片机的电流消耗达到最小。

选择LVR电路的掩膜选项一旦允许，无论是内部或外部引起的VDD脚电压降到低于特定阈值，单片机就保持在复位状态。这使在上电、断电或电压下降期间避免误操作。

   三．电源的外部配置和控制
  单片机有几个脚和集成稳压器的工作直接相关。另外还可采用一些外部元件来保证稳压器的稳定工作。这些为单片机的脚和所需的外部元件下面会有介绍。硬件配置和外部元件说明如下.

设计的引脚以MC68HC705V8的68脚PLCC封装为参考。此硬件说明是在假设稳压器电路内部已经正确配置好的条件下进行。稳压器输入（Voltage Regulator Input）VBATT（脚25）是内部稳压器的12V输入，用两个VSSD（脚3和31）作为接地回路。在汽车应用中，VBATT可直接接到汽车电池，用内部稳压器为单片机提供5V电源。

然而，在汽车应用中有时会遇到短暂的电压超过VBATT最大特定值的现象。因此，附加一些元件确保这种情况发生时VBATT不被损害是必要的。电路包含了一个汽车电池和VBATT之间抵抗这种情况的瞬态保护网络。为减少由于噪声和汽车电系统负载变化引起的12V电源暂时波动的影响，应在12V电源和地之间放一个大电容（10μF或更大）。如果12V电源上的高频噪声是一个问题，用户也可以在VBATT和VSSD之间加去藕电容。用陶瓷或聚苯乙烯电容能提供宽频率范围的噪声抑制。如果在12V电源上用去藕电容，应尽量放靠近单片机。VIGN（脚29）用于当主稳压器有效时通知电源控制逻辑。

VIGN是一个工作在输入电压范围跟VBATT相同的输入脚。如果在VIGN检测到上升沿并且主稳压器处于备用状态，则主稳压器就转到正常工作模式，启动单片机。这对需要保持供电但不是长期有效的元件和模块是很有用的。这在汽车环境中很常用，在那里系统可能需要根据汽车是否点火而工作。在这类应用中，VBATT可以接恒定的12V电源，VIGN接切换后的12V。一旦切换后的电源关闭，应用软件可以把主稳压器置于备用模式，关断单片机电源以节省能量，直到再次需要工作。当切换后的电源重新接通，VIGN脚的上升沿使主稳压器退出备用状态并从新激活单片机。这类操作使单片机在不需要工作时节省能源，而在需要时马上被重新激活。

在无法使用切换后的电源或并不要求单片机的恒定电源的应用中，VBATT和VIGN可以接相同的12V电源。如果需要，只要12V电源接通，VIGN脚的上升沿就使主稳压器退出备用模式并完全启动。在这些应用中，要考虑连接电源到VIGN的上电复位（POR）延时电路。延时应允许VBATT的电源在检测到VIGN上升沿之前达到最小特定工作电平。将来，VIGN的POR电路会集成到这些器件里面，以便再减少外部元件的数量。

如果掩膜选项被选择，在BUS脚（脚24）检测到的上升沿也可以使主稳压器退出备用模式并完全启动。BUS脚是一个串行双工接口脚，它允许单片机通过串行通讯网络以SAE标准J1850通讯协议和其他元件进行通讯。BUS脚检测到的有效信号可能是由于串行网络的其他节点传送了一个信息或仅仅是由于在串行总线上出现噪声。稳压器输出（Voltage Regulator Output）如“电源结构”所述，除了内部向单片机的数字电路部分提供5V电源外，片内稳压器的输出和单片机的两个VDD脚（脚30和4）连接，以便允许电源输出的外部稳定电容和去藕电容。为了保证MC68HC705V8

MC68HC05V7的主稳压器有稳定的5V，应在脚30和31（分别为VDD和VSSD）之间接一个10μF的大的钽电容或电解电容。此电容应放在这对VDD/VSSD脚之间，因为它们在器件中比另一对VDD/VSSD脚（分别为脚4和3）更接近稳压器的输出。此电容应尽量放置在靠近VDD/VSSD脚以得到最好效果。

高频去藕电容（陶瓷或聚苯乙烯）应分别放在两对VDD/VSSD脚之间，而且尽量靠近单片机（甚至比脚30和31的大电容更近）。这对帮助减少发生RF辐射和降低5V电源的高频噪声很有必要。在每对VDD/VSSD脚之间有0.1μF电容用作外部去藕。因为脚4内部通过约40Ω的电阻和主稳压器的输出连接，而每个脚的联结线的电感约4nH，则脚3和4之间的去藕网络的自震荡是很微小的。因此在这些脚的0.1μF上并联一个更小的电容（470pF到0.01μF）可以提高去藕网络的带宽。如果这样，此更小的电容应放在最靠近单片机的位置。注：电容离单片机脚越远，它们降低系统电噪声的效果越差。在应用中VSSD脚应接地以保证系统有适当的低阻抗接地回路。没接VDD脚的影响还不清楚，通常建议它们也同样被连接。

从VDD脚得到的5V接到VCCA（脚40）对模拟电路部分提供5V电源。MC68HC705V8和MC68HC05V7的模拟和数字电源都没接在一起，因此模拟电路的5V必须由外部提供。无论用什么外部电源，VCCA脚和邻近的A/D自系统模拟地回路（VSSA1，脚41）之间都要放适当的去藕电容。

独立的地回路（VSSA2，脚41）是提供给SAE J1850子系统的。从片内稳压器供电给附加的外部电路，可以用任一个VDD脚作为5V源。如果可能，应该用最靠近片内稳压器的VDD（脚30）作为外部元件的5V源。这样可以改善稳压器对由于提供外部元件电源引起的5V电源上的附加波动的响应。例举了一个简单的上电复位（POR）电路连接到复位脚（RST，脚7）以提供主稳压器完全启动和外部释放RST脚之间的时延。虽然，当LVR掩膜选项被选择，外部的POR电路可以不需要，但在RST脚被外部释放前，它可以使VDD有时间达到稳定。如果LVR选项没有选择，用户应正确考虑POR/LVR电路，避免在上电、断电和电压下降期间出现不可预知的操作。