車輛電子控制系統(tǒng)_控制器

1、收 集 信 息收 集 信 息 的傳感器的傳感器 信息處理器信息處理器 (ECU) 控 制 部 件控 制 部 件 的執(zhí)行器的執(zhí)行器 輸入輸入 輸出輸出 （1） ECU的功用和基本結(jié)構(gòu)的功用和基本結(jié)構(gòu) （2）微控制器功能結(jié)構(gòu)微控制器功能結(jié)構(gòu) 時(shí)鐘發(fā)生模塊時(shí)鐘發(fā)生模塊 CPU 復(fù)位與中斷模塊復(fù)位與中斷模塊 系統(tǒng)操作正常監(jiān)視模塊系統(tǒng)操作正常監(jiān)視模塊 低電壓禁止模塊低電壓禁止模塊 存儲(chǔ)器模塊存儲(chǔ)器模塊 輸入輸出輸入輸出I/O口口 定時(shí)器定時(shí)器 列舉幾種車用列舉幾種車用ECU的種類的種類。 車用車用ECU的基本結(jié)構(gòu)包含哪些？各部分的基本結(jié)構(gòu)包含哪些？各部分 的功用是什么？的功用是什么？ . 半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的

2、類型有哪些：分別說明半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的類型有哪些：分別說明 它們各自的特點(diǎn)和適用范圍。它們各自的特點(diǎn)和適用范圍。 .一單片機(jī)系統(tǒng)有一容量為一單片機(jī)系統(tǒng)有一容量為8KB的的EPROM， 其起始地址為其起始地址為2000H，一外設(shè)端口的地址號(hào)一外設(shè)端口的地址號(hào) 為為4F08H，試用全譯碼法編址。試用全譯碼法編址。 要求：畫出連線示意圖要求：畫出連線示意圖，并給出并給出EPROM的的 地址范圍。地址范圍。 v異步串行通信接口異步串行通信接口SCI v MC68HC08系列微控制器的系列微控制器的SCI系統(tǒng)是一個(gè)系統(tǒng)是一個(gè) 通用異步接收器通用異步接收器/發(fā)送器發(fā)送器UART類型的異步類型的異步 通信接口，

3、通過串行通信協(xié)議通信接口，通過串行通信協(xié)議（如如RS-232） 同主機(jī)系統(tǒng)通信。加驅(qū)動(dòng)后同主機(jī)系統(tǒng)通信。加驅(qū)動(dòng)后SCI能在相對(duì)能在相對(duì) 長(zhǎng)的距離上通信，多個(gè)微控制器可以通過長(zhǎng)的距離上通信，多個(gè)微控制器可以通過 各自的各自的SCI相連組成串行通信網(wǎng)絡(luò)。相連組成串行通信網(wǎng)絡(luò)。 v概述概述 v 在一般應(yīng)用中，在一般應(yīng)用中，CPU簡(jiǎn)單地把數(shù)據(jù)寫入并簡(jiǎn)單地把數(shù)據(jù)寫入并 行數(shù)據(jù)寄存器即可實(shí)現(xiàn)發(fā)送一個(gè)格式化串行數(shù)據(jù)寄存器即可實(shí)現(xiàn)發(fā)送一個(gè)格式化串 行字符，行字符，SCI系統(tǒng)完成發(fā)送數(shù)據(jù)的所有細(xì)系統(tǒng)完成發(fā)送數(shù)據(jù)的所有細(xì) 節(jié)工作，包括附加起始位和停止位以符合節(jié)工作，包括附加起始位和停止位以符合 串行格式。發(fā)送器有

4、一個(gè)兩字節(jié)的發(fā)送隊(duì)串行格式。發(fā)送器有一個(gè)兩字節(jié)的發(fā)送隊(duì) 列，這樣列，這樣CPU就有更多的時(shí)間準(zhǔn)備其他字就有更多的時(shí)間準(zhǔn)備其他字 節(jié)。節(jié)。 v SCI的接收器自動(dòng)探測(cè)一個(gè)字節(jié)的起始位，的接收器自動(dòng)探測(cè)一個(gè)字節(jié)的起始位， 并通過采樣接收數(shù)據(jù)。接收串行數(shù)據(jù)并轉(zhuǎn)并通過采樣接收數(shù)據(jù)。接收串行數(shù)據(jù)并轉(zhuǎn) 換成并行數(shù)據(jù)的所有工作均由換成并行數(shù)據(jù)的所有工作均由SCI完成，完成， 不需要不需要CPU的干預(yù)。接收數(shù)據(jù)后，的干預(yù)。接收數(shù)據(jù)后，CPU簡(jiǎn)簡(jiǎn) 單地從數(shù)據(jù)接收寄存器讀取數(shù)據(jù)即可。單地從數(shù)據(jù)接收寄存器讀取數(shù)據(jù)即可。 l串行通信工作方式 A機(jī)B機(jī) 數(shù)據(jù) A機(jī)B機(jī) 數(shù)據(jù) A機(jī)B機(jī) 數(shù)據(jù) （a）單工（b）半雙工 （c

5、）全雙工 vRS-232C是美國電子工業(yè)協(xié)會(huì)公布的異步串是美國電子工業(yè)協(xié)會(huì)公布的異步串 行通信協(xié)議，也是目前最常用的串行通信行通信協(xié)議，也是目前最常用的串行通信 標(biāo)準(zhǔn)，用來實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)與計(jì)算機(jī)之間、計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，用來實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)與計(jì)算機(jī)之間、計(jì) 算機(jī)與外設(shè)之間的數(shù)據(jù)通信。算機(jī)與外設(shè)之間的數(shù)據(jù)通信。RS-232C適用適用 于設(shè)備之間的通信距離不大于于設(shè)備之間的通信距離不大于15m，傳輸傳輸 速率最大為速率最大為20kb/s。 vRS-232C標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn) v 接口信號(hào)：接口信號(hào)： 現(xiàn)在常用現(xiàn)在常用RS-232C標(biāo)準(zhǔn)接口采用標(biāo)準(zhǔn)接口采用9針插座頭。針插座頭。 引腳號(hào)引腳號(hào)縮寫符縮寫符信號(hào)方向信號(hào)方向說明說明 1

6、 2 3 4 5 6 7 8 9 DCD RxD TxD DTR SG DSR RTS CTS RI 輸入輸入 輸入輸入 輸出輸出 輸出輸出 輸入輸入 輸出輸出 輸入輸入 輸入輸入 數(shù)據(jù)載波檢測(cè)數(shù)據(jù)載波檢測(cè) 接收數(shù)據(jù)接收數(shù)據(jù) 發(fā)送數(shù)據(jù)發(fā)送數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù)終端設(shè)備（數(shù)據(jù)終端設(shè)備（DTE）準(zhǔn)備好準(zhǔn)備好 信號(hào)地信號(hào)地 數(shù)據(jù)通信設(shè)備（數(shù)據(jù)通信設(shè)備（DCE）準(zhǔn)備就緒準(zhǔn)備就緒 請(qǐng)求發(fā)送請(qǐng)求發(fā)送 清除發(fā)送清除發(fā)送 振鈴指示振鈴指示 TxD/RxD：一對(duì)數(shù)據(jù)線，一對(duì)數(shù)據(jù)線，TxD稱發(fā)送數(shù)據(jù)稱發(fā)送數(shù)據(jù) 輸出，輸出，RxD稱接收數(shù)據(jù)輸入。當(dāng)進(jìn)行計(jì)算稱接收數(shù)據(jù)輸入。當(dāng)進(jìn)行計(jì)算 機(jī)之間直接通信（無機(jī)之間直接通信（無MODE

7、M）時(shí)，雙方時(shí)，雙方 的這兩根線應(yīng)交叉聯(lián)接，也稱之為扭接。的這兩根線應(yīng)交叉聯(lián)接，也稱之為扭接。 SG：信號(hào)地，與信號(hào)構(gòu)成耦合回路。信號(hào)地，與信號(hào)構(gòu)成耦合回路。 TxD/RxD中的一條中的一條加上加上SG就能工作了。就能工作了。 其余信號(hào)在通信協(xié)議時(shí)使用，主要用于雙其余信號(hào)在通信協(xié)議時(shí)使用，主要用于雙 方設(shè)備通信過程中的聯(lián)絡(luò)（握手信號(hào)），方設(shè)備通信過程中的聯(lián)絡(luò)（握手信號(hào)）， 有時(shí)通信線同一端可以將相關(guān)信號(hào)短接以有時(shí)通信線同一端可以將相關(guān)信號(hào)短接以 “自握手自握手”方式滿足聯(lián)絡(luò)要求。方式滿足聯(lián)絡(luò)要求。 RTS/CTS：請(qǐng)求發(fā)送信號(hào)請(qǐng)求發(fā)送信號(hào)RTS是發(fā)送器輸是發(fā)送器輸 出的準(zhǔn)備好信號(hào)。接收方準(zhǔn)備好

8、后送清除出的準(zhǔn)備好信號(hào)。接收方準(zhǔn)備好后送清除 發(fā)送信號(hào)發(fā)送信號(hào)CTS后，發(fā)送數(shù)據(jù)開始。在同一后，發(fā)送數(shù)據(jù)開始。在同一 端將這兩個(gè)信號(hào)短接意味著只要發(fā)送器準(zhǔn)端將這兩個(gè)信號(hào)短接意味著只要發(fā)送器準(zhǔn) 備好即可發(fā)送。備好即可發(fā)送。 DTR/DSR 數(shù)據(jù)終端準(zhǔn)備好時(shí)發(fā)數(shù)據(jù)終端準(zhǔn)備好時(shí)發(fā)DTR信號(hào)，信號(hào)， 在收到數(shù)據(jù)通信裝置準(zhǔn)備好在收到數(shù)據(jù)通信裝置準(zhǔn)備好DSR信號(hào)后方信號(hào)后方 可通信。上面兩個(gè)信號(hào)與可通信。上面兩個(gè)信號(hào)與MODEM應(yīng)用有應(yīng)用有 關(guān)，可以關(guān)，可以“自握手自握手”方式短接。方式短接。 DCD 載波檢測(cè)（接收線路信號(hào)檢測(cè)）。載波檢測(cè)（接收線路信號(hào)檢測(cè)）。 原意是原意是MODEM檢測(cè)到線路中的載波信

9、號(hào)檢測(cè)到線路中的載波信號(hào) 后，通知終端準(zhǔn)備接收數(shù)據(jù)的信號(hào)，在沒后，通知終端準(zhǔn)備接收數(shù)據(jù)的信號(hào)，在沒 有有MODEM的情況下，可以和的情況下，可以和DSR、DTR 信號(hào)短接。信號(hào)短接。 v 電氣特性電氣特性 為了提高通信的抗干擾性和數(shù)據(jù)傳輸?shù)臑榱颂岣咄ㄐ诺目垢蓴_性和數(shù)據(jù)傳輸?shù)?可靠性，可靠性，RS-232C采用負(fù)邏輯，即邏輯采用負(fù)邏輯，即邏輯1 取取-3V-15V，邏輯邏輯0取取+3V15V。 v RS-232C連接方法連接方法 一般來講，只要用一般來講，只要用RS-232C電纜直接相連電纜直接相連 即可即可。 計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)終端終端 2 RxD OUT 3 TxD IN 5 SG RxD 發(fā)送數(shù)

10、據(jù)發(fā)送數(shù)據(jù) TxD 接收數(shù)據(jù)接收數(shù)據(jù) SG地地 計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)/終端的完整連接終端的完整連接 v RS-232C標(biāo)準(zhǔn)接口的實(shí)現(xiàn)及電平轉(zhuǎn)換標(biāo)準(zhǔn)接口的實(shí)現(xiàn)及電平轉(zhuǎn)換 完成異步通信的硬件電路稱為完成異步通信的硬件電路稱為UART。符符 合合RS-232C標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)的UART很多，如很多，如PC機(jī)用以機(jī)用以 實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)RS-232C通信接口的通信接口的IN8250。完整的完整的 UART具有可編程性，每個(gè)字符可以包含具有可編程性，每個(gè)字符可以包含5 個(gè)或個(gè)或6、7、8個(gè)位，有個(gè)位，有1個(gè)或多于個(gè)或多于1個(gè)停止位個(gè)停止位 及奇偶校驗(yàn)位。及奇偶校驗(yàn)位。 完成異步通信的電平與大多數(shù)系統(tǒng)采用完成異步通信的電平與大

11、多數(shù)系統(tǒng)采用 的的TTL/CMOS電平不兼容，因此需要有接口電平不兼容，因此需要有接口 電路完成電平轉(zhuǎn)換工作。電路完成電平轉(zhuǎn)換工作。 vSCI使用標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)格式（一個(gè)起始位，使用標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)格式（一個(gè)起始位，8 個(gè)或個(gè)或9個(gè)數(shù)據(jù)位和一個(gè)停止位），最常用個(gè)數(shù)據(jù)位和一個(gè)停止位），最常用 的數(shù)據(jù)格式是的數(shù)據(jù)格式是8位的。位的。 v數(shù)據(jù)格式數(shù)據(jù)格式 起始位起始位 信息位信息位 停止位停止位 0 1 2 3 4 5 6 7 8 下一個(gè)起始位下一個(gè)起始位 v 基本特點(diǎn)：基本特點(diǎn)： 高電平為邏輯高電平為邏輯0，低電平為邏輯低電平為邏輯1； 發(fā)送發(fā)送/接收數(shù)據(jù)空閑時(shí)接收數(shù)據(jù)空閑時(shí)TxD、RxD線為高電線為高電

12、平；平； 發(fā)送、接收數(shù)據(jù)串的第一位是起始位發(fā)送、接收數(shù)據(jù)串的第一位是起始位（邏邏 輯輯1）； 數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)的LSB被首先發(fā)送、接收；被首先發(fā)送、接收； 數(shù)據(jù)串的最后一位是停止位數(shù)據(jù)串的最后一位是停止位（邏輯邏輯0）； 第第10位為低時(shí)則中斷位為低時(shí)則中斷（如果中斷允許如果中斷允許）。 vSCI包括包括7個(gè)寄存器個(gè)寄存器（ SCC1、SCC2、SCC3、 SCS1、SCS2、SCDR和和SCBR）和和2個(gè)外部引腳個(gè)外部引腳 （RxD和和TxD）。當(dāng)。當(dāng)SCI接收器和發(fā)送器被允接收器和發(fā)送器被允 許時(shí)，許時(shí)，SCI邏輯控制邏輯控制RxD和和TxD，否則它們，否則它們 只作為普通的并行輸入線。只作為普

13、通的并行輸入線。 vSCI寄存器寄存器 波特率寄存器波特率寄存器SCBR： SCP1 SCP0SCR2 SCR1 SCR0 波特率寄存器波特率寄存器 7 6 5 4 3 2 1 0 v 用來選擇用來選擇SCI系統(tǒng)的波特率。波特率由微系統(tǒng)的波特率。波特率由微 控制器總線時(shí)鐘分頻而來。控制器總線時(shí)鐘分頻而來。 v SCP1SCP0為預(yù)分頻選擇。為預(yù)分頻選擇。 SCP1SCP0預(yù)分頻值（預(yù)分頻值（PD） 0 0 1 1 0 1 0 1 1 3 4 13 預(yù)分頻值預(yù)分頻值 v SCR2SCR0為分頻選擇。為分頻選擇。 SCR2SCR1SCR0分頻值（分頻值（BD） 0 0 0 0 1 1 1 1 0

14、0 1 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 0 1 1 2 4 8 16 32 64 128 分頻值分頻值 v 波特率發(fā)生器分頻原理波特率發(fā)生器分頻原理 v 波特率計(jì)算公式：波特率計(jì)算公式： 波特率內(nèi)部總線頻率波特率內(nèi)部總線頻率/(64PDBD) 串行通信控制寄存器串行通信控制寄存器1（SCC1）：）： v ENSCISCI允許位。當(dāng)該位置允許位。當(dāng)該位置1時(shí)，允許時(shí)，允許 SCI； vWAKE喚醒條件選擇。喚醒條件選擇。1為地址喚醒，為地址喚醒，0 為空閑線喚醒。為空閑線喚醒。 ENSCI TXINVMWAKEILTYPENPTY 串行通信控制寄存器串行通信控制寄存器1 LOOPS

15、7 6 5 4 3 2 1 0 vM字符長(zhǎng)度選擇。置位時(shí)為字符長(zhǎng)度選擇。置位時(shí)為9位，清零位，清零 時(shí)為時(shí)為8位；位； vILTY空閑線方式選擇?？臻e線方式選擇。1為從停止位開為從停止位開 始計(jì)數(shù)；始計(jì)數(shù)；0為從開始位開始計(jì)數(shù)。為從開始位開始計(jì)數(shù)。 v PENSCI奇偶校驗(yàn)允許位。置位時(shí)允許奇奇偶校驗(yàn)允許位。置位時(shí)允許奇 偶校驗(yàn)。偶校驗(yàn)。 vPTY校驗(yàn)類型選擇。校驗(yàn)類型選擇。1為奇校驗(yàn)，為奇校驗(yàn)，0為偶為偶 校驗(yàn)。校驗(yàn)。 v SCTIESCI發(fā)送中斷允許位。置位時(shí)，允發(fā)送中斷允許位。置位時(shí)，允 許許SCI發(fā)送中斷。發(fā)送中斷。 vTCIE發(fā)送完成中斷允許位。置位時(shí)，允發(fā)送完成中斷允許位。置位時(shí)，

16、允 許發(fā)送完成中斷。許發(fā)送完成中斷。 vSCRIE接收中斷允許位。置位時(shí)，允許接收中斷允許位。置位時(shí)，允許 DCI接收中斷。接收中斷。 串行通信控制寄存器串行通信控制寄存器2（SCC2）：）： TCIE SCRIEILIETERERWU SBK 串行通信控制寄存器串行通信控制寄存器2 SCTIE 7 6 5 4 3 2 1 0 v ILIE空閑中斷允許位。置位時(shí)，允許空空閑中斷允許位。置位時(shí)，允許空 閑中斷。閑中斷。 vTE發(fā)送允許位。置位時(shí)，允許發(fā)送器。發(fā)送允許位。置位時(shí)，允許發(fā)送器。 vRE接收允許位。置位時(shí)，允許接收器。接收允許位。置位時(shí)，允許接收器。 vRWU接收喚醒位。置位時(shí)，接收器

17、處于接收喚醒位。置位時(shí)，接收器處于 等待狀態(tài)，并關(guān)閉接收中斷。當(dāng)?shù)却隣顟B(tài)，并關(guān)閉接收中斷。當(dāng)SCC1的的 WAKE位決定的喚醒條件發(fā)生時(shí)，接收器位決定的喚醒條件發(fā)生時(shí)，接收器 退出等待狀態(tài)，并清零退出等待狀態(tài)，并清零RWU位。位。 vSBK終止位。置位時(shí)，發(fā)送終止碼。終止位。置位時(shí)，發(fā)送終止碼。 v 在一般系統(tǒng)中，在一般系統(tǒng)中，TE和和RE寫入寫入1以允許以允許SCI子子 系統(tǒng)的接收器和發(fā)送器工作。而系統(tǒng)的接收器和發(fā)送器工作。而ILIE、 RWU和和SBK不常用，寫入不常用，寫入0以禁止這些功能。以禁止這些功能。 例如一個(gè)系統(tǒng)不用中斷，就要在初始化時(shí)例如一個(gè)系統(tǒng)不用中斷，就要在初始化時(shí) 向向S

18、CC2寫入寫入0 xc0。 v R8接收位接收位8，只讀。，只讀。 vT8發(fā)送位發(fā)送位8。 vORIE、FEIE、PEIE接收器溢出中斷允許接收器溢出中斷允許 位、接收器幀錯(cuò)誤中斷允許位、接收器奇位、接收器幀錯(cuò)誤中斷允許位、接收器奇 偶錯(cuò)中斷允許位。置位時(shí)，允許中斷。偶錯(cuò)中斷允許位。置位時(shí)，允許中斷。 串行通信控制寄存器串行通信控制寄存器3（SCC3）：）： T8DMARE DMATEORIENEIEFEIEPEIE 串行通信控制寄存器串行通信控制寄存器3 R8 7 6 5 4 3 2 1 0 v SCTE發(fā)送緩沖區(qū)空標(biāo)志。發(fā)送緩沖區(qū)空標(biāo)志。 vTC發(fā)送完成標(biāo)志。發(fā)送完成標(biāo)志。 vSCRF接收

19、緩沖區(qū)滿標(biāo)志。接收緩沖區(qū)滿標(biāo)志。 v IDLE接收器空閑標(biāo)志。接收器空閑標(biāo)志。 v OR接收器溢出標(biāo)志。接收器溢出標(biāo)志。 vNF、FE、PE接收器錯(cuò)誤標(biāo)志。接收器錯(cuò)誤標(biāo)志。 串行通信狀態(tài)寄存器串行通信狀態(tài)寄存器1（SCS1）：）： TCSCRF IDLEORNFFEPE 串行通信狀態(tài)寄存器串行通信狀態(tài)寄存器1 SCTE 7 6 5 4 3 2 1 0 v BKF終止碼標(biāo)志位。表示檢測(cè)到終終止碼標(biāo)志位。表示檢測(cè)到終 止碼。止碼。 vRPF正在接收標(biāo)志。置位時(shí)表示正正在接收標(biāo)志。置位時(shí)表示正 在接收。在接收。 串行通信狀態(tài)寄存器串行通信狀態(tài)寄存器2（SCS2）：）： -BKFRPF 串行通信狀態(tài)寄存器串行通信狀態(tài)寄存器1 - 7 6 5 4 3 2 1 0 串行通信數(shù)據(jù)寄存器（串行通信數(shù)據(jù)寄存器（SCDR）：）： - 串行通信狀態(tài)寄存器串行通信狀態(tài)寄存器1 - 7 6 5 4 3 2 1 0 v 具有雙重功能，讀時(shí)是接收寄存器，具有雙重功能，讀時(shí)是接收寄存器， 寫時(shí)是發(fā)送寄存器。寫時(shí)是發(fā)送寄存器。 l串行外圍接口(SPI)引腳 SS SCK MOSI MISO 單 片 機(jī) lMISO主機(jī)輸入從機(jī)輸出方式 MOSI主機(jī)輸出從機(jī)輸入方式 SCK串行時(shí)鐘 n用于使從MISO和MOSI線輸入和輸出的數(shù)據(jù)同步； n由于SCK是從主機(jī)產(chǎn)生的，對(duì)于從機(jī)，該線為輸 入。 SS從機(jī)選擇 n