汽車電子技術(shù)電子教案-CHAPTER1-2

汽車電子技術(shù)第1章汽車電子技術(shù)發(fā)展概況一、汽車概念的變化1、用途變化交通代步工具智能化多功能移動(dòng)空間2、特征變化機(jī)械系統(tǒng)資金勞動(dòng)密集型機(jī)電一體化、高新技術(shù)集成技術(shù)、資金密集型3、學(xué)科基礎(chǔ)變化力學(xué)、機(jī)械、材料電子學(xué)、計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制、信息技術(shù)變化最顯著特征——汽車電子技術(shù)的廣泛應(yīng)用CHAPTER1二、汽車電子技術(shù)應(yīng)用的三個(gè)階段1、電子裝置替代機(jī)械部件60年代中期—70年代末期

機(jī)械觸點(diǎn)式點(diǎn)火裝置無(wú)觸點(diǎn)電子電火2、電子裝置解決機(jī)械部件無(wú)法控制的復(fù)雜控制問(wèn)題

70年代末期—90年代中期

無(wú)觸點(diǎn)電子電火發(fā)動(dòng)機(jī)燃油噴射發(fā)動(dòng)機(jī)電子管理系統(tǒng)3、由總成控制向廣泛應(yīng)用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與信息技術(shù)、使汽車更加自動(dòng)化、智能化，解決人-車-社會(huì)系統(tǒng)問(wèn)題

90年代中期—2010年

CHAPTER1CHAPTER1三、汽車電子技術(shù)的內(nèi)容動(dòng)力總成電子控制動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、舒適性底盤(pán)電子控制舒適性、安全性、動(dòng)力性車身電子控制安全性、舒適性、方便性信息通訊系統(tǒng)整車協(xié)調(diào)性、人-車-社會(huì)統(tǒng)一性CHAPTER1四、汽車電子技術(shù)發(fā)展的動(dòng)力社會(huì)需求技術(shù)進(jìn)步法規(guī)推動(dòng)全球化市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)汽車用戶需求等安全法（美國(guó)1966年《機(jī)動(dòng)車輛安全法》）排氣污染物與噪聲控制（美國(guó)60年代后期）燃油經(jīng)濟(jì)性（3升LUPO車）電子技術(shù)計(jì)算機(jī)技術(shù)自動(dòng)控制技術(shù)網(wǎng)絡(luò)與通訊技術(shù)等第2章汽車電子控制系統(tǒng)的核心--ECUCHAPTER2.1ECU的基本結(jié)構(gòu)與功能一、ECU的基本結(jié)構(gòu)與功能汽車電子控制系統(tǒng)軟件電子控制單元（ECU）及其接口執(zhí)行機(jī)構(gòu)傳感器硬件（存儲(chǔ)在ECU）數(shù)據(jù)采集邏輯判斷與計(jì)算處理輸出控制系統(tǒng)監(jiān)控與故障診斷ECU輸入電路微處理器輸出電路電源電路CHAPTER2.1一、輸入處理電路ECU輸入信號(hào)類型模擬信號(hào)（A/D轉(zhuǎn)換）數(shù)字信號(hào)（包括開(kāi)關(guān)信號(hào)）脈沖信號(hào)5V數(shù)字信號(hào)CHAPTER2.1二、微處理器微處理器ECU核心CPU存儲(chǔ)器I/O接口電路定時(shí)器/計(jì)數(shù)器并行/串行通訊接口A/D和D/A8位16位32位單機(jī)控制集中控制CHAPTER2.1三、輸出處理電路把微處理器所使用的5V電壓處理后驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)（12V）執(zhí)行機(jī)構(gòu)電磁閥指示燈開(kāi)關(guān)信號(hào)比例控制閥步進(jìn)電機(jī)等四、電源電路ECU一般帶有電池和內(nèi)置電源電路，保證微處理器及其接口電路工作在+5V電壓一、汽車電子系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)CHAPTER2.2汽車電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)系統(tǒng)需求模型設(shè)計(jì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模型設(shè)計(jì)系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)系統(tǒng)集成測(cè)試設(shè)計(jì)流程輔助工具數(shù)據(jù)流圖DFD和控制規(guī)程CS結(jié)構(gòu)流圖AFD軟硬件開(kāi)發(fā)系統(tǒng)計(jì)測(cè)試系統(tǒng)軟硬件功能合理分配CHAPTER2.2二、微處理器選擇微處理器的特點(diǎn)輸入輸出信號(hào)處理量大高精度實(shí)時(shí)控制并行處理多種獨(dú)立功能微處理器選擇高速計(jì)算高速實(shí)時(shí)輸入和輸出高速A/D和D/A轉(zhuǎn)換多中斷響應(yīng)專用微處理器Intel

MSC51(8bit)MSC96(16bit)80960(32bit)MotorolaM68HC05/11(8bit)M68HC16M68300(32bit)ZilogZ8(8bit)CHAPTER2.2三、控制程序的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)微機(jī)或單片機(jī)開(kāi)發(fā)系統(tǒng)或仿真系統(tǒng)硬件環(huán)境中執(zhí)行、硬件和軟件的綜合調(diào)試，ECU開(kāi)發(fā)的關(guān)鍵CHAPTER2.2四、ECU的控制程序1、控制軟件采用的語(yǔ)言ECU的控制程序主要有監(jiān)控、管理、計(jì)算、控制和自診斷等部分組成。控制程序采用的語(yǔ)言與微處理器的形式直接相關(guān)，多采用匯編語(yǔ)言，也有PL/M，C，BASIC和FORTH

匯編語(yǔ)言自匯編較少采用交叉匯編宏匯編高級(jí)語(yǔ)言編程用高級(jí)語(yǔ)言C、PL/M等，編程效率高，編碼長(zhǎng)（1.5倍），執(zhí)行速度低些控制用高級(jí)語(yǔ)言高級(jí)語(yǔ)言作為ECU中的控制語(yǔ)言，如BASIC、FORTH，可

使控制程序編程簡(jiǎn)單化，作為固件常駐單片機(jī)程序存儲(chǔ)器中實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)軟件用于復(fù)雜實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)中CHAPTER2.22、控制程序的設(shè)計(jì)編制和優(yōu)化控制軟件的理論基礎(chǔ)是控制理論，是汽車電子技術(shù)的難點(diǎn)和重點(diǎn)控制理論最優(yōu)控制自適應(yīng)控制自學(xué)習(xí)控制模糊控制PID控制（比例積分微分，目前應(yīng)用最多）CHAPTER2.2五、ECU硬件抗干擾設(shè)計(jì)干擾途徑：輸入系統(tǒng)、輸出系統(tǒng)和微處理器抗干擾措施：硬件措施效率高、體積和投資增大

軟件措施數(shù)字濾波方法，算法靈活、占CPU機(jī)時(shí)硬件抗干擾考慮因素：

選用電路和器件：旁路電容、隔離變壓器、光電耦合器、積分電路

濾波：低通濾波器，濾去噪聲，常用于電源輸入端屏蔽：通過(guò)屏蔽物體，吸收或反射外來(lái)干擾。導(dǎo)體屏蔽體用于電屏蔽，磁材料屏蔽體用于磁屏蔽。布線：導(dǎo)線種類、長(zhǎng)短、粗實(shí)、走線方式、線間距等都影響線路中的電感、電阻和噪聲偶合