汽車單片機(jī)第章

1、汽車單片機(jī)與車載網(wǎng)絡(luò)汽車單片機(jī)與車載網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)情境點(diǎn)亮汽車上的單個(gè)信號燈學(xué)習(xí)情境點(diǎn)亮汽車上的單個(gè)信號燈1.1概述概述單片機(jī)單片機(jī)(Single Chip Micro Computer)也稱為微控制器也稱為微控制器MCU(Micro Controller Unit)，它是在一塊芯片上集成了中央處，它是在一塊芯片上集成了中央處理器理器(CPU)、一定容量的存儲器、一定容量的存儲器(RAM/ROM等等)、定時(shí)計(jì)數(shù)器及、定時(shí)計(jì)數(shù)器及多種輸入多種輸入/輸出輸出(I/O)接口的比較完整的數(shù)字處理系統(tǒng)。它具有結(jié)接口的比較完整的數(shù)字處理系統(tǒng)。它具有結(jié)構(gòu)簡單、控制功能強(qiáng)、可靠性高、體積小、價(jià)格低等優(yōu)點(diǎn)。因而構(gòu)簡單

2、、控制功能強(qiáng)、可靠性高、體積小、價(jià)格低等優(yōu)點(diǎn)。因而被廣泛應(yīng)用在工業(yè)控制、智能化儀器儀表、通信、家電、汽車等被廣泛應(yīng)用在工業(yè)控制、智能化儀器儀表、通信、家電、汽車等領(lǐng)域中。領(lǐng)域中。1）、單片機(jī)：在一塊硅片上集成了）、單片機(jī)：在一塊硅片上集成了CPU、RAM與與ROM、輸入輸入/輸出端口的數(shù)字處理系統(tǒng)。輸出端口的數(shù)字處理系統(tǒng)。2）、）、MPU:微型計(jì)算機(jī)中的核心芯片。微型計(jì)算機(jī)中的核心芯片。3）、）、MCU:主要用于控制目的的一種專業(yè)微處理器。主要用于控制目的的一種專業(yè)微處理器。CPU輸輸入入設(shè)設(shè)備備輸輸出出設(shè)設(shè)備備軟軟件件系系統(tǒng)統(tǒng)+硬件系統(tǒng)輸輸入入接接口口設(shè)設(shè)備備輸輸出出接接口口設(shè)設(shè)備備運(yùn) 算

3、器控 制 器存 儲 器2、單片微型計(jì)算機(jī)單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖 C P U 存 儲 器定 時(shí) 器 / 計(jì) 數(shù) 器 中 斷 系 統(tǒng)P0-P3TxDRxD TINT并行I/O口串行I/O口v單片機(jī)與計(jì)算機(jī)之異同v 組成組成：v CPU(CPU(進(jìn)行運(yùn)算、控制進(jìn)行運(yùn)算、控制) RAM() RAM(數(shù)據(jù)存儲器數(shù)據(jù)存儲器) )v I/O I/O口口( (串口、并口等串口、并口等) ROM() ROM(程序存儲器程序存儲器) )v PC PC機(jī)：機(jī)： 上述部件以芯片形式安裝在主板上。上述部件以芯片形式安裝在主板上。 單片機(jī)：上述部件被集成到單芯片中。單片機(jī)：上述部件被集成到單芯片中。v 通用通用PC包括：鍵

4、盤、顯示器、鼠標(biāo)、硬包括：鍵盤、顯示器、鼠標(biāo)、硬/軟軟/光驅(qū)、音箱、打印機(jī)、掃光驅(qū)、音箱、打印機(jī)、掃描儀描儀等外設(shè)。等外設(shè)。v 單片機(jī)則只是一片集成電路。（單片機(jī)則只是一片集成電路。（100、48、40、32、28、20、16、8條引腳）。條引腳）。v PC機(jī)：機(jī)： 數(shù)據(jù)運(yùn)算、采集、處理、存儲、傳輸；數(shù)據(jù)運(yùn)算、采集、處理、存儲、傳輸；v 單片機(jī)：控制（或受控于）外設(shè)。單片機(jī)：控制（或受控于）外設(shè)。 （或受控于）外設(shè)（或受控于）外設(shè).v 通用計(jì)算機(jī)擅長于數(shù)據(jù)運(yùn)算、采集、處理、存儲和傳輸；通用計(jì)算機(jī)擅長于數(shù)據(jù)運(yùn)算、采集、處理、存儲和傳輸；v 單片機(jī)的專長則是測控，往往嵌入某個(gè)儀器單片機(jī)的專長則是測

5、控，往往嵌入某個(gè)儀器/設(shè)備設(shè)備/系統(tǒng)中，使其達(dá)到系統(tǒng)中，使其達(dá)到智能化的效果。智能化的效果。 單片機(jī)應(yīng)用 懸架控制懸架控制ABS/ASR/VDC控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)集中控制發(fā)動(dòng)機(jī)集中控制自動(dòng)變速器自動(dòng)變速器控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)巡航巡航控制控制SRS系統(tǒng)系統(tǒng)自動(dòng)空調(diào)自動(dòng)空調(diào)控制控制計(jì)算機(jī)由運(yùn)算器、控制器、存儲器、接口、輸入設(shè)備和計(jì)算機(jī)由運(yùn)算器、控制器、存儲器、接口、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備六個(gè)部分組成。輸出設(shè)備六個(gè)部分組成。計(jì)算機(jī)的結(jié)構(gòu)（馮計(jì)算機(jī)的結(jié)構(gòu)（馮.諾伊曼）諾伊曼）接口接口接口接口（1 1）運(yùn)算器）運(yùn)算器: :是計(jì)算機(jī)的運(yùn)算部件，用于實(shí)現(xiàn)算術(shù)和是計(jì)算機(jī)的運(yùn)算部件，用于實(shí)現(xiàn)算術(shù)和 邏輯運(yùn)算。邏輯運(yùn)

6、算。（2 2）控制器）控制器: :是計(jì)算機(jī)的指揮控制部件，它控制計(jì)算是計(jì)算機(jī)的指揮控制部件，它控制計(jì)算 機(jī)各部分自動(dòng)、協(xié)調(diào)地工作。運(yùn)算器機(jī)各部分自動(dòng)、協(xié)調(diào)地工作。運(yùn)算器 和控制器常合在一起稱為中央處理器，和控制器常合在一起稱為中央處理器， 簡稱簡稱CPUCPU。（3 3）存儲器）存儲器: :是計(jì)算機(jī)的記憶部件，用于存放程序和是計(jì)算機(jī)的記憶部件，用于存放程序和 數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)。按功能分為只讀和隨機(jī)存取存儲器：按功能分為只讀和隨機(jī)存取存儲器：）RAMRAM隨機(jī)存儲器，存儲的信息可以隨時(shí)更隨機(jī)存儲器，存儲的信息可以隨時(shí)更改改）ROMROM只讀存儲器，微處理器只能讀，不只讀存儲器，微處理器只能讀，不能寫，

7、用于存永久的程序和數(shù)據(jù)，因此又叫程序存儲能寫，用于存永久的程序和數(shù)據(jù)，因此又叫程序存儲器。器。程序存儲器的類型：程序存儲器的類型：PROMPROM可編程程序只讀存儲器可編程程序只讀存儲器EPROMEPROM紫外線擦除的可編程只存儲器紫外線擦除的可編程只存儲器EEPROMEEPROM電可擦除的可編程只讀存儲器電可擦除的可編程只讀存儲器Flash ROMFlash ROM閃速存儲器閃速存儲器串行串行EEPROMICEEPROMIC接口存儲器接口存儲器（）接口一種在微處理器和外圍設(shè)備之間控制數(shù)據(jù)流（）接口一種在微處理器和外圍設(shè)備之間控制數(shù)據(jù)流動(dòng)和數(shù)據(jù)格式的電路稱為接口。簡單地說，接口就是連接動(dòng)和數(shù)據(jù)

8、格式的電路稱為接口。簡單地說，接口就是連接兩個(gè)電子設(shè)備單元的部件。兩個(gè)電子設(shè)備單元的部件。接口為并行和串行接口兩種：接口為并行和串行接口兩種：）串行接口一次只能傳輸一位數(shù)據(jù)。）串行接口一次只能傳輸一位數(shù)據(jù)。串行接口由接收器、發(fā)送器和控制器三部分組成。串行接口由接收器、發(fā)送器和控制器三部分組成。）并行接口同時(shí)可以傳輸兩位或兩位以上數(shù)據(jù)）并行接口同時(shí)可以傳輸兩位或兩位以上數(shù)據(jù)串行和并行接口統(tǒng)稱為輸入、輸出接口。串行和并行接口統(tǒng)稱為輸入、輸出接口。（）輸入設(shè)備（）輸入設(shè)備: :用于將程序和數(shù)據(jù)輸入到計(jì)算機(jī)中，如鍵用于將程序和數(shù)據(jù)輸入到計(jì)算機(jī)中，如鍵盤等。盤等。（）輸出設(shè)備（）輸出設(shè)備: :把計(jì)算機(jī)數(shù)

9、據(jù)計(jì)算或加工的結(jié)果，以用戶把計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)計(jì)算或加工的結(jié)果，以用戶需要的形式顯示或打印出來，如顯示器、打印機(jī)等。需要的形式顯示或打印出來，如顯示器、打印機(jī)等。地地 址址 區(qū)區(qū) 間間低低128單元單元地地 址址 區(qū)區(qū) 間間低低128單元單元00H07H工作寄存器工作寄存器0區(qū)（區(qū)（R0R7）18H1FH工作寄存器工作寄存器3區(qū)（區(qū)（R0R7）08H0FH工作寄存器工作寄存器1區(qū)（區(qū)（R0R7）20H2FH位尋址區(qū)（位尋址區(qū)（00H7FH）10H17H工作寄存器工作寄存器2區(qū)（區(qū)（R0R7）30H7FH數(shù)據(jù)緩沖區(qū)數(shù)據(jù)緩沖區(qū)鎖存器鎖存器P0ALEP2RDMCS-51數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)OE地地址址RAMWRWE二、

10、外部數(shù)據(jù)存儲器的擴(kuò)展原理二、外部數(shù)據(jù)存儲器的擴(kuò)展原理 （3）噴油器驅(qū)動(dòng)三極管）噴油器驅(qū)動(dòng)三極管 大功率三極管，驅(qū)動(dòng)噴油器。與大功率三極管，驅(qū)動(dòng)噴油器。與T02、T03以及以及L9101組成噴油控制電路，在組成噴油控制電路，在CPU的控制下完成對噴油器的控制。的控制下完成對噴油器的控制。PIN32腳進(jìn)腳進(jìn)入的絕對壓力傳感器信號進(jìn)入入的絕對壓力傳感器信號進(jìn)入L9101，該信，該信號在號在L9101內(nèi)部整形放大后送給內(nèi)部整形放大后送給CPU，CPU再根據(jù)冷卻液溫度、進(jìn)氣溫度、節(jié)氣再根據(jù)冷卻液溫度、進(jìn)氣溫度、節(jié)氣門開度、空調(diào)信號等一系列修正信號確定門開度、空調(diào)信號等一系列修正信號確定發(fā)動(dòng)機(jī)所需要的噴油

11、量。發(fā)動(dòng)機(jī)所需要的噴油量。CPU將計(jì)算好的將計(jì)算好的噴油量轉(zhuǎn)換為電壓信號通過噴油量轉(zhuǎn)換為電壓信號通過T02、T03控制控制932RP，從而接通噴油器。此環(huán)節(jié)內(nèi)若有，從而接通噴油器。此環(huán)節(jié)內(nèi)若有一處不正常均會(huì)引起不噴油故障。一處不正常均會(huì)引起不噴油故障。 （4左）是控制空調(diào)、油泵、左）是控制空調(diào)、油泵、EVAP電磁電磁閥、怠速電機(jī)等設(shè)備的輸入開關(guān)。閥、怠速電機(jī)等設(shè)備的輸入開關(guān)。 （4右）是控制怠速電機(jī)、主繼電器、故右）是控制怠速電機(jī)、主繼電器、故障指示燈、空調(diào)繼電器輸出的開關(guān)。障指示燈、空調(diào)繼電器輸出的開關(guān)。 （8）空調(diào)、油泵、報(bào)）空調(diào)、油泵、報(bào)警燈控制警燈控制 空調(diào)繼電器、燃油泵繼空調(diào)繼電器、

12、燃油泵繼電器、報(bào)警燈電路的控制電器、報(bào)警燈電路的控制模塊。該模塊損環(huán)會(huì)引起模塊。該模塊損環(huán)會(huì)引起空調(diào)、油泵不工作，發(fā)動(dòng)空調(diào)、油泵不工作，發(fā)動(dòng)機(jī)故障報(bào)警燈不點(diǎn)亮等故機(jī)故障報(bào)警燈不點(diǎn)亮等故障。障。 圖1-20 發(fā)動(dòng)機(jī)ECU外部接線圖1、系統(tǒng)組成圖1-21 瑪瑞利單點(diǎn)電腦內(nèi)部電路框圖（1）、）、MC68HC11F1該電腦的CPU使用的是MC68HC11F1。MC68HC11F1是Motorola公司生產(chǎn)的高性能8位單片機(jī)，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)見圖1-22。圖1-22 MC68HC11F1結(jié)構(gòu)框圖1) MC68HC11F1主要特征(1) 具有MC68HC11 CPU。(2) 512B帶區(qū)域數(shù)據(jù)保護(hù)功能的片內(nèi)EE

13、PROM。(3) 1024B的片內(nèi)RAM。(4) 增強(qiáng)的16位定時(shí)器系統(tǒng)：包括3個(gè)輸入捕獲通道、4個(gè)輸出比較通道、1個(gè)附加通道(可選擇作為第4或第5輸出通道)。(5) 實(shí)時(shí)中斷電路。(6) 8位脈沖累加器。(7) 同步外圍設(shè)備接口SPI。(8) 異步非歸零碼串行通信接口SCI。(9) 兩種省電模式：STOP、WAIT。(10) 8通道8位A/D轉(zhuǎn)換器。(11) CPU看門狗系統(tǒng)。(12) 可達(dá)5MHz的總線時(shí)鐘。(13) 兩種封裝形式：68引腳PLCC封裝和80引腳TQFP封裝。2) 引腳功能該電腦中采用的是68引腳PLCC封裝，見圖3-4。圖3-4 MC68HC11F1 68引腳PLCC封裝

14、圖274HC24474HC244是帶使能端的三態(tài)總線驅(qū)動(dòng)器，引腳圖見圖1-23。在該電腦中，74HC244作為空調(diào)、油泵、EVAP電磁閥、怠速馬達(dá)等設(shè)備的狀態(tài)輸入開關(guān)，輸出端直接與數(shù)據(jù)總線相連。圖3-5 74HC244引腳圖374HC27374HC273是帶復(fù)位端的8路上升沿有效的D觸發(fā)器，引腳圖見圖1-24。在該電腦中，74HC273作為怠速馬達(dá)、主繼電器、故障指示燈、空調(diào)繼電器等驅(qū)動(dòng)信號的輸出開關(guān)，輸入端直接與數(shù)據(jù)總線相連。427C51227C512是64KB的8位只讀存儲器，引腳圖見圖1-25。在該電腦中，27C512用來存儲電腦的主程序和各種數(shù)據(jù)表格。圖1-24 74HC273引腳圖

15、圖1-25 27C512引腳圖 2 2、工作原理、工作原理）電源接通后，由電源芯扯19170的8腳輸出低電位的復(fù)位信號送到CPU的復(fù)位端（17腳），同時(shí)送到74HC273的清零端使其輸出清零。）CPU進(jìn)入啟動(dòng)狀態(tài)，首先對內(nèi)部硬件進(jìn)行復(fù)位，設(shè)置相應(yīng)的寄存器，然后開始Bootloader程序，進(jìn)行程序裝載；將M27C512中的主程序讀入到內(nèi)部的RAM中，并通過跳轉(zhuǎn)指令進(jìn)入程序運(yùn)狀態(tài)。3）主程序首先從數(shù)據(jù)總線D2上輸出邏輯“1”（高電位），該信號經(jīng)74HC273鎖存后從6腳輸出高電位控制信號，使主繼電器接通，將12V電源加到點(diǎn)火線圈及噴油器等外部設(shè)備。）然后通過PortE、PortA口讀外部傳感器信

16、號及轉(zhuǎn)速信號，通過這些信號判斷車輛當(dāng)前運(yùn)行的工況，并根據(jù)當(dāng)前工況從PortD、PortG口及數(shù)據(jù)總線（通過74HC273鎖存）輸出相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)信號，使相應(yīng)的設(shè)備進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)。）然后通過PortA、PortD、PortG及數(shù)據(jù)總線（經(jīng)74HC244驅(qū)動(dòng)）讀入相應(yīng)設(shè)備的狀態(tài)信息，根據(jù)這些信息對控制信號進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化和調(diào)整。邏輯電路和傳感器及執(zhí)行機(jī)構(gòu)構(gòu)成了閉環(huán)控制系統(tǒng)，通過反饋信號不斷優(yōu)化控制系統(tǒng)，使發(fā)動(dòng)機(jī)處于最佳狀態(tài)。 3 3、點(diǎn)火控制電路、點(diǎn)火控制電路）磁感應(yīng)式傳感器工作原理）曲軸位置傳感器結(jié)構(gòu)特點(diǎn)3）點(diǎn)火控制電路分析瑪瑞利單點(diǎn)電腦的點(diǎn)火控制電路是典型的直接點(diǎn)火系統(tǒng)，該點(diǎn)火系統(tǒng)是由CPU的A口來控

17、制的，電路如圖1-30所示。系統(tǒng)復(fù)位后主程序?qū)⒍丝谂渲贸啥〞r(shí)器口，來自電腦引腳的轉(zhuǎn)速信號(PIN11、PIN28)，經(jīng)電阻送至芯片9101的第6、7腳。該信號的波形如圖1-31所示，每個(gè)周期由58個(gè)小正弦波和一個(gè)大正弦波組成。圖1-30 點(diǎn)火電路原理圖圖1-31 轉(zhuǎn)速信號波形(2) 轉(zhuǎn)速信號經(jīng)L9101內(nèi)部波形整形后由其10腳輸出如圖1-31所示的5V脈沖信號，每個(gè)周期由58個(gè)窄脈沖和1個(gè)寬脈沖組成。該信號送到74HC14D的11腳，再經(jīng)反相器取反后由其10腳送至CPU端口A的35腳(PA7，驅(qū)動(dòng)CPU內(nèi)部的脈沖累加器)和42腳(PA0，定時(shí)器的輸入端OC1)，波形如圖3-11圖所示。圖1-3

18、2 L9101的10腳輸出波形圖1-33 74HC14D的10腳輸出波形(3) CPU根據(jù)OC1收到的脈沖信號對點(diǎn)火時(shí)間作出判斷：當(dāng)CPU收到寬脈沖(對應(yīng)兩個(gè)缺齒)后開始計(jì)數(shù)，累計(jì)20個(gè)連續(xù)窄脈沖后判斷為1缸或4缸的上止點(diǎn)，累計(jì)50個(gè)窄脈沖出現(xiàn)后判斷為2缸或3缸的上止點(diǎn)，由此CPU計(jì)算出1、4缸和2、3缸的基本點(diǎn)火提前角，然后根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度傳感器、進(jìn)氣溫度傳感器、節(jié)氣門位置傳感器等輸入信號，以及存儲器中的點(diǎn)火提前角修正表對基本點(diǎn)火提前角進(jìn)行修正以獲得精確的點(diǎn)火時(shí)間。(4) 由CPU的38腳(PA4，OC4)和36腳(PA6，OC2)分別輸出1、4缸和2、3缸的點(diǎn)火驅(qū)動(dòng)信號，波形如圖1-3

19、4所示，每路經(jīng)過兩個(gè)三極管驅(qū)動(dòng)后送至點(diǎn)火三極管控制點(diǎn)火線圈進(jìn)行點(diǎn)火。圖1-34 點(diǎn)火驅(qū)動(dòng)信號(5) 點(diǎn)火成功后，經(jīng)運(yùn)算放大器LM2903構(gòu)成的電壓比較器(2腳為反相端、3腳為同相端)，由1腳產(chǎn)生點(diǎn)火確認(rèn)信號，如圖1-35所示，該信號送至74HC14D的1腳經(jīng)反相驅(qū)動(dòng)后由其2腳送至CPU的41腳(PA1，IC2)，波形如圖1-36所示，CPU通過點(diǎn)火確認(rèn)信號對點(diǎn)火情況進(jìn)行監(jiān)視。圖1-35 LM2903的1腳輸出點(diǎn)火確認(rèn)信號波形圖1-36 74HC14D的2腳輸出波形電腦點(diǎn)火電路正常工作的四個(gè)要素：電腦點(diǎn)火電路正常工作的四個(gè)要素：(1) 有正常的轉(zhuǎn)速信號送至CPU系統(tǒng)。(2) CPU系統(tǒng)能夠進(jìn)行正

20、常的信息處理并輸出相應(yīng)的點(diǎn)火驅(qū)動(dòng)信號。(3) 執(zhí)行機(jī)構(gòu)(點(diǎn)火及驅(qū)動(dòng)電路)能正常工作。(4) 點(diǎn)火反饋信號能正常送到CPU系統(tǒng)。4. 噴油電路分析噴油電路分析1電路原理圖電路原理圖瑪瑞利單點(diǎn)電腦的噴油控制電路主要由CPU的端口G和定時(shí)器的OC1(PA5)來完成，電路如圖1-37所示。圖1-37 噴油控制電路原理圖2工作原理工作原理CPU首先根據(jù)點(diǎn)火頻率確定噴油頻率(噴油頻率為點(diǎn)火頻率的一半)，由CPU的37腳輸出噴油驅(qū)動(dòng)脈沖信號至噴油模塊L9150的5腳，經(jīng)L9150放大后由其2腳輸出到噴油器，這是噴油電路的基本工作原理。在噴油過程中，CPU還要根據(jù)A/D轉(zhuǎn)換器送來的各種傳感器信號來判斷當(dāng)前的工

21、況，并根據(jù)工況信息調(diào)整噴油驅(qū)動(dòng)脈沖信號的寬度，從而控制噴油器的噴油量，以滿足發(fā)動(dòng)機(jī)各種工況的需要。噴油器的噴油量分為基本噴油量和補(bǔ)充噴油量兩部分。1) 基本噴油量發(fā)動(dòng)機(jī)只要一轉(zhuǎn)動(dòng)就產(chǎn)生發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號和負(fù)荷狀況信號，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號由轉(zhuǎn)速傳感器提供，發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷信號由空氣流量傳感器或進(jìn)氣壓力傳感器所測量的進(jìn)氣量而決定。CPU根據(jù)這兩個(gè)信號所決定的噴油量稱為基本噴油量。2) 補(bǔ)充噴油量電控汽油噴射系統(tǒng)最終的噴油量是由CPU收集各種傳感器送來的信號加以計(jì)算后決定的，即供油多少是根據(jù)實(shí)際需要來確定的。在許多工況下，比如在啟動(dòng)或大負(fù)荷工況，除基本噴油量外，還需要有額外的噴油。冷卻液溫度、空氣溫度、節(jié)氣門開度

22、等因素都會(huì)影響噴油量的多少。CPU的21腳輸出使能(片選)信號至L9150的1腳來控制噴油電路的啟動(dòng)和停止；L9150的7、8、9、10腳分別接至CPU的26、25、27、24腳，即PG3：0，用來反饋噴油脈寬的二進(jìn)制信息，使CPU時(shí)刻了解噴油控制是否達(dá)到了控制目標(biāo)，這是個(gè)典型的閉環(huán)控制系統(tǒng)，通過不斷的反饋和控制，最終使噴油量與發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際工況相一致。1.7.216位單片機(jī)位單片機(jī)MC9S12DP256在汽車控制技術(shù)中在汽車控制技術(shù)中的應(yīng)用的應(yīng)用1、MC9S12DP256的特征MC9S12DP25616位微控制器是基于16位HCS12CPU及0.25m微電子技術(shù)的高速、高性能5.0VFLASH

23、存儲器產(chǎn)品中的中檔芯片。其較高的性能價(jià)格比使其非常適合用于一些中高檔汽車電子控制系統(tǒng)。同時(shí)其較簡單的背景開發(fā)模式(BDM)(如圖1所示)也會(huì)使開發(fā)成本進(jìn)一步降低,同時(shí)也使得現(xiàn)場開發(fā)與系統(tǒng)升級變得更加方便。MC9S12DP256的主頻高達(dá)25MHz,同時(shí)片上還集成了許多標(biāo)準(zhǔn)模塊,包括2個(gè)異步串行通信口SCI、3個(gè)同步串行通信口SPI、8通道輸入捕捉/輸出比較定時(shí)器、2個(gè)10位8通道A/D轉(zhuǎn)換模塊、1個(gè)8通道脈寬調(diào)制模塊、49個(gè)獨(dú)立數(shù)字I/O口(其中20個(gè)具有外部中斷及喚醒功能)、兼容CAN2.0A/B協(xié)議的5個(gè)CAN模塊以及一個(gè)內(nèi)部IC總線模塊;片內(nèi)擁有256kB的FlashEEPROM,12k

24、B的RAM、4kB的EEPROM。圖1-36所示是其芯片結(jié)構(gòu)框圖。圖1-36 MC9S12DP256結(jié)構(gòu)框圖2、MC9S12DP256的功能特點(diǎn)MC9S系列單片機(jī)主要有三大特點(diǎn):(1)片內(nèi)集成256kB的閃速存儲器(Flash)。近年來,隨著閃速存儲器(Flash)在微控制器片內(nèi)的應(yīng)用走向成熟,微控制器的開發(fā)、應(yīng)用又迎來了一次新的飛躍。Flash是一種非易失性存儲介質(zhì),讀取它的內(nèi)容同RAM的讀取一樣方便,而對它的寫操作卻比EPROM還要快。同時(shí),在系統(tǒng)掉電后,Flash中的內(nèi)容仍能可靠保持不變。Flash的主要優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、集成密度大、成本低。由于Flash可以局部擦除,且寫入、擦除次數(shù)可達(dá)

25、數(shù)萬次以上,從而使開發(fā)微控制器不再需要昂貴的仿真器。(2)應(yīng)用鎖相環(huán)技術(shù)提高了系統(tǒng)的電磁兼容性。在以往不使用鎖相環(huán)的微控制器應(yīng)用系統(tǒng)中,晶振電路由于其工作頻率比較高(通常為幾兆赫茲至幾十兆赫茲)而成為一個(gè)很大的干擾源,這一問題給系統(tǒng)設(shè)計(jì)、線路板布局帶來了很多不便。MC9S12的時(shí)鐘發(fā)生系統(tǒng)中巧妙地使用了鎖相環(huán)技術(shù),因而可在外接幾十千赫的外部晶振情況下,通過軟件編程產(chǎn)生幾兆的系統(tǒng)時(shí)鐘,從而降低了對外輻射干擾,提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。(3)簡單的背景開發(fā)模式(BDM)(如圖2所示)使得開發(fā)成本進(jìn)一步降低,也使得現(xiàn)場開發(fā)和系統(tǒng)升級變得比較方便。此外,雖然擁有16位總線結(jié)構(gòu),但MC9S12的外部總線可根據(jù)

26、不同的系統(tǒng)需求工作在8位和16位兩種模式,因而能夠極大地適應(yīng)不同價(jià)位的系統(tǒng)需求。3、MC9S12DP256在汽車電子中的應(yīng)用現(xiàn)以一個(gè)典型的汽車電子門控系統(tǒng)為例來說明MC9S12DP256在汽車電子中的應(yīng)用,圖1-38所示為該門控系統(tǒng)示意圖,圖中中央微控制器選用MC9S12DP256,圖中的MC33389A、MC33884、MC33887、MC33486等均為摩托羅拉的智能模擬器件。其中MC33389A可直接將汽車蓄電池電壓轉(zhuǎn)換成系統(tǒng)所需要的5V電壓,還可以將點(diǎn)火開關(guān)信號、車門開關(guān)信號及面板開關(guān)信號由SPI接入到微控制器以進(jìn)行喚醒、復(fù)位和中斷等工作,同時(shí),該器件還具有容錯(cuò)功能的CAN物理層驅(qū)動(dòng)器

27、。此外,它還可以將系統(tǒng)接入到整車網(wǎng)絡(luò)之中;MC33884的主要作用是用來實(shí)時(shí)監(jiān)測面板開關(guān)的狀態(tài)并驅(qū)動(dòng)面板的照明燈;MC33887可用于后視鏡位置電機(jī)、后視鏡折疊電機(jī)及門鎖電機(jī)的驅(qū)動(dòng)(如需要較大電流來驅(qū)動(dòng)車窗玻璃的升降等)。實(shí)際上,該功能也可以選用MC33486配合獨(dú)立的MOS驅(qū)動(dòng)管一起工作;MC33290主要用于對整個(gè)系統(tǒng)的診斷。圖1-38 汽車電子門控系統(tǒng)示意圖1.7.332位單片機(jī)位單片機(jī)MPC500在汽車控制技術(shù)中的應(yīng)用在汽車控制技術(shù)中的應(yīng)用1、 MPC500的特征作為該領(lǐng)域的領(lǐng)頭羊,MPC500系列經(jīng)專門設(shè)計(jì),滿足了高速行駛汽車所需的嚴(yán)格的工作環(huán)境要求。整個(gè)產(chǎn)品系列包括無閃存的MPC56