汽車電子控制核心-ECU課件教學(xué)

1、汽車電子控制核心-ECU1、ECU的基本結(jié)構(gòu)與功能2、汽車電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)3、 ECU的檢測與評(píng)估1.ECU的基本結(jié)構(gòu)與功能模擬信號(hào)輸入處理電 源 A/D 數(shù)字信號(hào)電源電路微處理器輸出處理電磁閥電 機(jī)指示燈輸入ECU輸出ECU基本組成1.ECU的基本結(jié)構(gòu)與功能電源電路輸出處理電路微控制器輸入處理電路車速傳感器發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器輸入軸轉(zhuǎn)速傳感器加速器踏板傳感器離合器位置傳感器水溫傳感器檔位選擇器桿節(jié)氣門開關(guān)加速器踏板開關(guān)空調(diào)開關(guān)制動(dòng)開關(guān)巡航開關(guān)照明開關(guān)脈沖輸入電路模擬輸入電路接盤輸入電路中央處理機(jī)CPU隨機(jī)存儲(chǔ)器 RAM多路轉(zhuǎn)換器存儲(chǔ)器ROM步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路電磁閥驅(qū)動(dòng)電路指示器驅(qū)動(dòng)電路起動(dòng)器禁止器節(jié)氣

2、門離合器變速器HSA指示器起動(dòng)器繼電器電源1.ECU的基本結(jié)構(gòu)與功能汽車電子控制系統(tǒng)：硬件有電子控制單元(ECUElectronic Control Unit)及其接口、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、傳感器等；軟件存儲(chǔ)在ECU中，支配電控系統(tǒng)完成數(shù)據(jù)采集、計(jì)算處理、輸出控制、系統(tǒng)監(jiān)控與自診斷等。大部分ECU的電路結(jié)構(gòu)大同小異，控制功能的變化則依賴于軟件及輸入輸出模塊的變化，隨控制系統(tǒng)所完成任務(wù)的不同而不同。1.1 輸入處理電路ECU的輸入信號(hào)主要有三種形式，模擬信號(hào)、數(shù)字信號(hào)(包括開關(guān)信號(hào))、脈沖信號(hào)。模擬信號(hào)通過A/D轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)提供給微處理器。控制系統(tǒng)要求模數(shù)信號(hào)轉(zhuǎn)換具有較高的分辨率和精度(10位)。為了保

3、證測控系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性，采樣間隔一般要求小于4ms。數(shù)字信號(hào)需要通過電平轉(zhuǎn)換，得到計(jì)算機(jī)接受的信號(hào)。對(duì)超過電源電壓、電壓在正負(fù)之間變化、帶有較高的振蕩或噪聲、帶有波動(dòng)電壓等輸入信號(hào)，輸入電路也對(duì)其進(jìn)行轉(zhuǎn)換處理。ON輸入處理電路5V0VONOFF5V0V5V0Vt5V0V+12V0VOFF0V+_t5V0V-46V0V輸入電壓突變正負(fù)交替電壓噪聲信號(hào)電涌電壓輸入信號(hào)的處理電涌：微秒量級(jí)的異常大的電流脈沖 CPU ClockROM(程序)RAM(數(shù)據(jù))特殊功能 I/OTimer/CounterA/DPWMInterruptSIO地址總線控制總線數(shù)據(jù)總線輸入端口輸出端口I/O端口單片機(jī)典型結(jié)構(gòu)框圖都是計(jì)

4、數(shù)器，只不過在定時(shí)時(shí)是對(duì)微機(jī)內(nèi)部時(shí)鐘脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，作計(jì)數(shù)器時(shí)是對(duì)微機(jī)外部輸入的脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)。1.2 微控制器Analog-Digital模數(shù)轉(zhuǎn)換單元Pulse Width Modulation，脈沖寬度調(diào)制。調(diào)整脈沖信號(hào)的占空比，從而控制充電電流。Serial Interface I/O串行輸入輸出。通信使用3根線完成：地線、發(fā)送、接收。通信是異步的，端口能夠在一根線上發(fā)送數(shù)據(jù)同時(shí)在另一根線上接收數(shù)據(jù)。中斷，具有對(duì)外部異步事件的處理能力。微控制器首先完成傳感器信號(hào)的A/D轉(zhuǎn)換、周期脈沖信號(hào)測量和其它有關(guān)汽車行駛狀態(tài)信號(hào)的輸入處理，然后計(jì)算并控制所需的輸出值，按要求適時(shí)地向執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)送控制信號(hào)。

5、過去微處理器多數(shù)是8位和l 6位的，也有少數(shù)采用32位的?，F(xiàn)在多用16位和32位機(jī)。1.2 微控制器1.2 微控制器1.3 輸出處理電路 微控制器輸出的信號(hào)往往用作控制電磁閥、指示燈、步進(jìn)電機(jī)等。微控制器輸出信號(hào)功率小，使用+5v的電壓，汽車上執(zhí)行機(jī)構(gòu)的電源大多數(shù)是蓄電池，需要將微處理器的控制信號(hào)通過輸出處理電路處理后再驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。微處理器5VONOFF0V0V14VONOFF噴射信號(hào)噴射器電壓波形噴射器功率放大輸出功率驅(qū)動(dòng)信號(hào)噴射器電弧抑制電路+B燃油噴射驅(qū)動(dòng)電路1.3 輸出處理電路 ECU一般帶有電池和內(nèi)置電源電路，以保證微處理器及其接口電路工作在+5v的電壓下。即使在發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)工況等使

6、汽車蓄電池電壓有較大波動(dòng)時(shí)，也能提供+5v的穩(wěn)定電壓，從而保證系統(tǒng)的正常工作。1.4 電源電路2.1 汽車電子總體設(shè)計(jì)流程整體性原則：考慮機(jī)械設(shè)計(jì)和電子設(shè)計(jì)、液壓、氣動(dòng)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)，先進(jìn)性與可靠性結(jié)合。協(xié)調(diào)性原則：使汽車各子系統(tǒng)滿足整車控制水平，并對(duì)各自不同的系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)的約束。適應(yīng)性原則：對(duì)汽車行駛的各種條件和工況能有好的適應(yīng)能力，承受各種干擾；能主動(dòng)適應(yīng)條件的變化?？煽啃栽瓌t：能抵御污染物侵蝕破壞；能耐受負(fù)荷突變或過載；能抵御電磁和環(huán)境干擾。低成本原則：良好的性價(jià)比。 明確設(shè)計(jì)要求 建立系統(tǒng)需求模型 建立系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模型和控制模型 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 軟件設(shè)計(jì) 系統(tǒng)調(diào)試 反饋設(shè)計(jì)信息,修改模型 系

7、統(tǒng)測試2.1 汽車電子總體設(shè)計(jì)流程包括所要具有的功能和配置，傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)等輸入輸出環(huán)節(jié)，控制結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)控制電路的操作步驟。 明確設(shè)計(jì)要求 建立系統(tǒng)需求模型 建立系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模型和控制模型 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 軟件設(shè)計(jì) 系統(tǒng)調(diào)試 反饋設(shè)計(jì)信息,修改模型 系統(tǒng)測試2.1 汽車電子總體設(shè)計(jì)流程在進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，首先根據(jù)需要完成系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的綜合描述，建立詳細(xì)的系統(tǒng)需求模型。 明確設(shè)計(jì)要求 建立系統(tǒng)需求模型 建立系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模型和控制模型 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 軟件設(shè)計(jì) 系統(tǒng)調(diào)試 反饋設(shè)計(jì)信息,修改模型 系統(tǒng)測試2.1 汽車電子總體設(shè)計(jì)流程軟、硬件設(shè)計(jì)平行、交叉進(jìn)行。有的功能既可由硬件實(shí)現(xiàn)，也可由軟件完成。因此，需要分析比

8、較兩者之間的得失，才能最后確定。 明確設(shè)計(jì)要求 建立系統(tǒng)需求模型 建立系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模型和控制模型 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 軟件設(shè)計(jì) 系統(tǒng)調(diào)試 反饋設(shè)計(jì)信息,修改模型 系統(tǒng)測試2.1 汽車電子總體設(shè)計(jì)流程進(jìn)行系統(tǒng)硬件的總體設(shè)計(jì)，確定輸入輸出處理方法，估計(jì)所需ROM和RAM的容量等;同時(shí)還要考慮到開發(fā)時(shí)間、費(fèi)用、ECU的結(jié)構(gòu)形式和尺寸等情況。 明確設(shè)計(jì)要求 建立系統(tǒng)需求模型 建立系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模型和控制模型 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 軟件設(shè)計(jì) 系統(tǒng)調(diào)試 反饋設(shè)計(jì)信息,修改模型 系統(tǒng)測試2.1 汽車電子總體設(shè)計(jì)流程盡可能采用集成器件代替分離元件，以及使用軟件功能代替硬件功能，這樣可以使系統(tǒng)的可靠性增加，成本降低和靈活性增強(qiáng)。汽車E

9、CU中微處理器經(jīng)常要進(jìn)行大量的I/O操作，而要實(shí)現(xiàn)高精度和實(shí)時(shí)控制，能夠同時(shí)進(jìn)行多種獨(dú)立的控制操作。為此，微處理器必須具有高速計(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)等持性。綜合考慮成本等因素，不應(yīng)片面地追求微處理器的高速和高位數(shù)。2.2 微處理器的選擇I/O 接口數(shù)量多；處理高速度，能力強(qiáng)；具有A/D、D/A功能；有處理“死機(jī)”的能力；有強(qiáng)大的中斷處理能力。按功能分類通用單片機(jī)DSPARM按位處理能力分類 4位機(jī) 8位機(jī) 16位機(jī) 32位機(jī) 64位機(jī)2.2 微處理器的選擇ECU本身沒有開發(fā)編程能力，通過開發(fā)工具將應(yīng)用系統(tǒng)與開發(fā)系統(tǒng)聯(lián)系起來，充分發(fā)揮開發(fā)系統(tǒng)的功能，對(duì)其進(jìn)行

10、仿真；應(yīng)用時(shí)，把開發(fā)成功的控制程序固化在程序存儲(chǔ)器中。開始控制流程開始編寫源程序編譯檢查仿真調(diào)試實(shí)際系統(tǒng)調(diào)試檢查檢查固化封裝結(jié)束NONONO開始控制流程開始編寫源程序編譯檢查仿真調(diào)試實(shí)際系統(tǒng)調(diào)試檢查檢查固化封裝結(jié)束ECU控制程序開發(fā)流程N(yùn)ONONO2.3 控制程序的設(shè)計(jì)開發(fā)用流程圖給出開發(fā)步驟，并檢查確認(rèn)與系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)不存在相抵觸的地方。按流程圖編寫源代碼，編譯成目標(biāo)程序。編程后進(jìn)行仿真模擬，以檢驗(yàn)?zāi)芊裾_運(yùn)行。開始控制流程開始編寫源程序編譯檢查仿真調(diào)試實(shí)際系統(tǒng)調(diào)試檢查檢查固化封裝結(jié)束NONONO開始控制流程開始編寫源程序編譯檢查仿真調(diào)試實(shí)際系統(tǒng)調(diào)試檢查檢查固化封裝結(jié)束ECU控制程序開發(fā)流程N(yùn)

11、ONONO2.3 控制程序的設(shè)計(jì)開發(fā)開始控制流程開始編寫源程序編譯檢查仿真調(diào)試實(shí)際系統(tǒng)調(diào)試檢查檢查固化封裝結(jié)束ECU控制程序開發(fā)流程N(yùn)ONONO在實(shí)際的電路系統(tǒng)中進(jìn)行硬件和軟件的綜合調(diào)試。系統(tǒng)調(diào)試好以后，就把開發(fā)好的程序固化在程序存儲(chǔ)器中。2.3 控制程序的設(shè)計(jì)開發(fā) 程序組成模塊計(jì)算控制檢測與診斷管理監(jiān)控編程所用語言匯編語言 ASM 高級(jí)語言控制用高級(jí)語言 C語言、VB、VC多任務(wù)操作系統(tǒng) 2.4 ECU的控制程序控制器D/A轉(zhuǎn)換器執(zhí)行機(jī)構(gòu)被控對(duì)象反饋微型計(jì)算機(jī)給定值被控參數(shù)控制模式：開環(huán)控制及閉環(huán)控制2.4 ECU的控制程序最優(yōu)控制自適應(yīng)控制滑?？刂颇：刂粕窠?jīng)網(wǎng)絡(luò)控制預(yù)測控制控制理論：PI

12、D控制P-比例 I-積分 D-微分PID控制理論是經(jīng)典的控制理論，技術(shù)成熟，應(yīng)用廣泛，是實(shí)現(xiàn)連續(xù)控制最簡單的算法。PID控制方法在汽車動(dòng)力傳動(dòng)控制中得到應(yīng)用。2.4 ECU的控制程序自適應(yīng)控制滑?？刂颇：刂粕窠?jīng)網(wǎng)絡(luò)控制預(yù)測控制控制理論：2.4 ECU的控制程序最優(yōu)控制PID控制最優(yōu)控制法是求解在約束條件下的極值問題。使得評(píng)價(jià)控制系統(tǒng)性能的二次型目標(biāo)函數(shù)為最小。最優(yōu)控制法在汽車懸架控制中得到應(yīng)用?？刂评碚摚?.4 ECU的控制程序PID控制最優(yōu)控制滑?？刂颇：刂粕窠?jīng)網(wǎng)絡(luò)控制預(yù)測控制自適應(yīng)控制隨被控對(duì)象模型的變化自動(dòng)變化。自動(dòng)測量和分析輸入信號(hào)及受控對(duì)象特性，計(jì)算系統(tǒng)的變化情況。計(jì)算出相應(yīng)的控

13、制或調(diào)整策略。優(yōu)化模型參數(shù)，是模型逐步完善。在汽車主動(dòng)懸架上的到應(yīng)用?？刂评碚摚?.4 ECU的控制程序PID控制最優(yōu)控制自適應(yīng)控制模糊控制神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制預(yù)測控制滑?？刂剖且环N非線性控制系統(tǒng)的控制方法它根據(jù)系統(tǒng)的即時(shí)狀態(tài)、偏差及其導(dǎo)數(shù)，在不同的控制區(qū)域，以理想開關(guān)的方式，切換控制量的大小和方向，使系統(tǒng)狀態(tài)在切換線附近區(qū)域來回運(yùn)動(dòng)（變更運(yùn)動(dòng)方向），即沿切換線上滑動(dòng)。在汽車防抱死制動(dòng)系統(tǒng)(ABS)上應(yīng)用控制理論：2.4 ECU的控制程序PID控制最優(yōu)控制自適應(yīng)控制滑?？刂粕窠?jīng)網(wǎng)絡(luò)控制預(yù)測控制模糊控制模糊控制是對(duì)變工況非線性控制模式。模糊控制不依賴于系統(tǒng)的精確數(shù)學(xué)模型，而對(duì)系統(tǒng)參數(shù)變化不敏感，具有很強(qiáng)

14、的魯棒性。它的控制算法是基于模糊數(shù)學(xué)若干條控制規(guī)則，算法非常簡潔。在汽車自動(dòng)離合器上應(yīng)用?？刂评碚摚?.4 ECU的控制程序PID控制最優(yōu)控制自適應(yīng)控制滑模控制模糊控制預(yù)測控制神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是仿真人的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)人工智能的一種途徑。它具有記憶經(jīng)驗(yàn)和識(shí)別環(huán)境的能力，并能按一定的規(guī)律改變自己的結(jié)構(gòu)或工作程序。即具有比較強(qiáng)的自學(xué)習(xí)能力。它的學(xué)習(xí)過程是由前向計(jì)算過程、誤差計(jì)算和誤差反向過程組成。在汽車四輪轉(zhuǎn)向控制中應(yīng)用。控制理論：2.4 ECU的控制程序PID控制最優(yōu)控制自適應(yīng)控制滑模控制模糊控制神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制預(yù)測控制基于模型的控制算法，預(yù)測模型是在對(duì)象運(yùn)行過程中直接獲得，只強(qiáng)調(diào)功能而不強(qiáng)調(diào)其結(jié)

15、構(gòu)形式，所以模型的形式可以多種類型。預(yù)測模型可以像系統(tǒng)仿真時(shí)一樣，任意的制定控制策略，通過不斷觀察對(duì)象在不同控制策略下輸出的變化進(jìn)行自動(dòng)優(yōu)化。在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)怠速控制中應(yīng)用。2.5 ECU硬件抗干擾設(shè)計(jì)輸入系統(tǒng)受干擾，使模擬信號(hào)失真，數(shù)字信號(hào)出錯(cuò)。輸出系統(tǒng)受干擾，使各輸出信號(hào)混亂，不能正常反應(yīng)ECU的真實(shí)輸出。微處理器受干擾，使三總線上數(shù)字信號(hào)錯(cuò)亂，程序失控、死機(jī)抗干擾設(shè)計(jì)中，綜合采用硬件和軟件措施。硬件將絕大多數(shù)干擾拒之門外，但不可避免有少數(shù)干擾竄入ECU中，故軟件抗干擾措施也是必不可少的。數(shù)字濾波 看門狗；故障陷阱器件優(yōu)良；濾波電路；屏蔽；布線；良好接地等。 干擾作用于模擬信號(hào)，使A/D轉(zhuǎn)換結(jié)

16、果偏離真實(shí)值。經(jīng)過多次采樣后得到一個(gè)A/D轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)系列，經(jīng)過數(shù)據(jù)分析處理后得到可信度較高的結(jié)果。這種從數(shù)據(jù)系列中提取逼近真值數(shù)據(jù)的軟件算法，通常稱為數(shù)字濾波。采用數(shù)字濾波處理方法具有硬件的功效，且算法靈活，但需要占用一定的CPU機(jī)時(shí)。2.5 ECU硬件抗干擾設(shè)計(jì)數(shù)字濾波 看門狗；故障陷阱器件優(yōu)良；濾波電路；屏蔽；布線；良好接地等。 又叫WatchDog Timer,是一個(gè)定時(shí)器電路, 一般有一個(gè)輸入,叫喂狗,一個(gè)輸出到CPU的RST端。CPU正常工作時(shí),每隔一段時(shí)間輸出一個(gè)信號(hào)到喂狗端,給 WDT 清零，如果超過規(guī)定的時(shí)間不喂狗,(一般在程序跑飛時(shí))，WDT 定時(shí)超過,就回給出一個(gè)復(fù)位信號(hào)到

17、CPU，使CPU復(fù)位。作用就是防止程序發(fā)生死循環(huán)，或者說程序跑飛。2.5 ECU硬件抗干擾設(shè)計(jì)數(shù)字濾波 看門狗；故障陷阱器件優(yōu)良；濾波電路；屏蔽；布線；良好接地等。 英文為TRAP，捕捉故障現(xiàn)象，進(jìn)行特定的處理。2.5 ECU硬件抗干擾設(shè)計(jì)數(shù)字濾波 看門狗；故障陷阱器件優(yōu)良；濾波電路；屏蔽；布線；良好接地等。 軟件抗干擾以CPU的開銷為代價(jià)，如果沒有硬件抗干擾措施消除絕大多數(shù)干擾。CPU將為處理干擾影響到實(shí)時(shí)性。選用優(yōu)良的器件，對(duì)系統(tǒng)可靠性有很大的意義。繼電器、接觸器等感性負(fù)載生產(chǎn)的反電勢可用并聯(lián)二極管，或外接如RC電路的辦法加以抑制。2.5 ECU硬件抗干擾設(shè)計(jì)數(shù)字濾波 看門狗；故障陷阱器件

18、優(yōu)良；濾波電路；屏蔽；布線；良好接地等。 采用集成或分離器件的電阻/電感和電容構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)，把疊加在有用信號(hào)上的噪聲(干擾信號(hào))分離出來?？垢蓴_措施中用得最多是低通濾波器注意電容、電感元件的寄生特性，以避免濾波特性偏離預(yù)期值。濾波器對(duì)感性負(fù)載瞬變噪聲干擾有很好的效果，電源輸入端接入濾波器后能降低來自供電系統(tǒng)的干擾。2.5 ECU硬件抗干擾設(shè)計(jì)數(shù)字濾波 看門狗；故障陷阱器件優(yōu)良；濾波電路；屏蔽；布線；良好接地等。 用屏蔽物體，吸收或反射外來的干擾(主要是電磁干擾)，防止其侵入。導(dǎo)體適用于電屏蔽；電磁材料適用于電磁屏蔽。屏蔽體的類型有金屬隔板式、金屬殼盒式等實(shí)心型屏蔽，也有金屬網(wǎng)式非實(shí)心屏蔽等。2.

19、5 ECU硬件抗干擾設(shè)計(jì)數(shù)字濾波 看門狗；故障陷阱器件優(yōu)良；濾波電路；屏蔽；布線；良好接地等。 合理的布線是抗干擾的一項(xiàng)重要措施。導(dǎo)線的種類、線徑的粗細(xì)、走線的方式、線間的距離、導(dǎo)線的長短、捆扎或紋合、布線的對(duì)稱性等都對(duì)線路中的電感、電阻和噪聲耦合有直接影響。2.5 ECU硬件抗干擾設(shè)計(jì)數(shù)字濾波 看門狗；故障陷阱器件優(yōu)良；濾波電路；屏蔽；布線；良好接地等。 接地是系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、電路設(shè)計(jì)、器件組裝及現(xiàn)場安裝等過程中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，是實(shí)時(shí)系統(tǒng)中抑制干擾的重要和有效方法，正確接地與屏蔽相結(jié)合可以解決大部分干擾問題。汽車電子系統(tǒng)中大致有系統(tǒng)地、機(jī)殼地(屏蔽地)、數(shù)字地和模擬地等。2.5 ECU硬件抗干

20、擾設(shè)計(jì)接地技術(shù)：在低頻電路中，信號(hào)的工作頻率小于1MHs時(shí)，它的布線和元器件之間的電感很小，而接地電路形成的環(huán)流對(duì)干擾影響很大，因而屏蔽線采用一點(diǎn)接地；當(dāng)信號(hào)的工作頻率大于10MHz時(shí)，地線阻抗變得很大，此時(shí)應(yīng)盡量降低地線阻抗，應(yīng)用就近多點(diǎn)接地方法。1）單點(diǎn)接地與多點(diǎn)接地的選擇接地技術(shù)電路板上既有高速邏輯電路又有線性電路，應(yīng)使它們盡可能分開，兩者的地線也不要相混，分別與電源端地線相連。要盡量加大線性電路的接地面積。2）數(shù)字、模擬電路地線分開接地技術(shù)：接地用線細(xì)，接地電位則隨電流的變化而變化，使微處理器的定時(shí)信號(hào)電平不平穩(wěn)，抗干擾性能變壞。應(yīng)將地線加粗，使它能通過三倍干印刷電路板上的允許電流。3

21、）接地線應(yīng)盡量加粗接地技術(shù)：對(duì)于只有數(shù)字電路組成的印刷電路板，將其外圍用地線做成閉環(huán)回路、大都可以明顯地提高抗干擾能力。4）接地電路形成閉環(huán)回路實(shí)驗(yàn)室檢測：ISOSAE工作環(huán)境檢測：實(shí)驗(yàn)場檢測惡劣條件檢測3. ECU的檢測發(fā)動(dòng)機(jī)周圍的溫度變化，最高可超過100C。ECU放置在潮濕空氣中時(shí)，水分被空調(diào)冷卻后會(huì)很快凝結(jié)在ECU上。汽車的某些部分，振動(dòng)加速度可能高達(dá)20g。發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)，電壓變化非常大，可能會(huì)由12V降至8V；汽油發(fā)動(dòng)機(jī)用火花塞點(diǎn)火，點(diǎn)火線圈產(chǎn)生的電壓可能會(huì)超過20kV，從而在電氣導(dǎo)線束和電子設(shè)備中產(chǎn)生電感干擾。電機(jī)、線圈、繼電器、電磁閥等設(shè)備，在工作或開關(guān)時(shí)產(chǎn)生的電磁或靜電感應(yīng)，通

22、常也會(huì)在臨近的ECU或電氣導(dǎo)線周圍產(chǎn)生電磁干擾。3. ECU的檢測單片機(jī)主要組成 中央處理器 CPU 存儲(chǔ)器 （數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器RAM 程序存儲(chǔ)ROM ） 輸入 /輸出接口 定時(shí)器 / 計(jì)數(shù)器單片機(jī)體系結(jié)構(gòu) 單片機(jī)的體系結(jié)構(gòu)有兩種，一是傳統(tǒng)的馮諾依曼（John Von Neumann）結(jié)構(gòu)；另一種是哈佛（Harvard）結(jié)構(gòu)。 1馮諾依曼結(jié)構(gòu) 2哈佛結(jié)構(gòu) 數(shù)據(jù)與程序分別存于兩個(gè)存儲(chǔ)器中，是哈佛結(jié)構(gòu)的重要特點(diǎn)。哈佛結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)總線和指令傳輸總線完全分開。其與常見的馮諾依曼結(jié)構(gòu)不同點(diǎn)是：A .程序和數(shù)據(jù)總線可以采用不同的寬度。數(shù)據(jù)總線都是8位的，但低檔、中檔和高檔系列的指令總線位數(shù)分別為12、14和16位

23、。B.由于可以對(duì)程序和數(shù)據(jù)同時(shí)進(jìn)行訪問，CPU的取指和執(zhí)行采用指令流水線結(jié)構(gòu)，當(dāng)一條指令被執(zhí)行時(shí)允許下一條指令同時(shí)被取出，使得在每個(gè)時(shí)鐘周期可以獲得最高效率。 周期0周期1周期2周期3周期4取指0執(zhí)行0取指1執(zhí)行1取指2執(zhí)行2取指3執(zhí)行3指令流水線結(jié)構(gòu)示意圖 1. CPU 中央處理器CPU是單片機(jī)的核心，是單片機(jī)的大腦和心臟。它由運(yùn)算器和控制器等部件組成。作用：主要完成運(yùn)算和控制功能。 MCS-51 CPU是字長為8位的中央處理單元，即它對(duì)數(shù)據(jù)的處理是以字節(jié)為單位進(jìn)行的。（1） 運(yùn)算器 運(yùn)算部件以算術(shù)邏輯單元ALU為核心，加上累加器ACC、寄存器B、暫存器、程序狀態(tài)字PSW以及十進(jìn)制調(diào)整電路和

24、布爾處理器等許多部件組成的。1）算術(shù)邏輯單元（ ALUArithmetic Logic Unit） 可以對(duì)4位（半字節(jié)）8位（一字節(jié)）和16位（雙字節(jié)）數(shù)據(jù)進(jìn)行操作。作用：完成算術(shù)四則運(yùn)算和邏輯運(yùn)算、位操作及循環(huán)移位等邏輯操作，操作結(jié)果的狀態(tài)信息送至狀態(tài)寄存器（PSW）。2）累加器ACC，在指令中用助記符A來表示 A是一個(gè)8位寄存器，是CPU中工作最繁忙的寄存器。作用：在算數(shù)邏輯運(yùn)算中，用來存放一個(gè)操作數(shù)或運(yùn)算結(jié)果（包括中間結(jié)果）。在與外部存儲(chǔ)器和I/O接口打交道時(shí)，完成數(shù)據(jù)傳送。3）寄存器 B作用：可作通用寄存器。在乘、除運(yùn)算中使用。作乘法運(yùn)算時(shí)，寄存器B用來存放乘數(shù)以及積的高位字節(jié)；作除法

25、運(yùn)算時(shí)，寄存器B用來存放除數(shù)以及余數(shù)；不作乘、除運(yùn)算時(shí)，寄存器B可作通用寄存器使用。4）程序狀態(tài)字寄存器PSW（程序狀態(tài)標(biāo)志寄存器）8位寄存器。作用：存放當(dāng)前指令執(zhí)行后操作結(jié)果的某些特征，以便下一條指令的執(zhí)行提供依據(jù)。程序狀態(tài)字PSW各位標(biāo)志的含義CYACF0RS1RS0OV-P PSW.7 PSW.6 PSW.5 PSW.4 PSW.3 PSW.2 PSW.1 PSW.0 CY (PSW.7) 進(jìn)位標(biāo)志位 AC（PSW.6） 輔助進(jìn)位（或稱半進(jìn)位）標(biāo)志F0（PSW.5） 用戶標(biāo)志位 RS1和RS0（PSW.4，PSW.3）工作寄存器組選擇位 OV（PSW.2） 溢出標(biāo)志位 PSW.1 未定義位 P（PSW.0） 奇偶標(biāo)志位 CY是PSW中最常用的標(biāo)志位。由硬件或軟件置位和清零。*在字節(jié)運(yùn)算時(shí)： 它表示運(yùn)算結(jié)果是否有進(jìn)位（或借位）。 加法時(shí)：有進(jìn)位 Cy由硬件置“1” 即Cy=1； 無進(jìn)位 CY被硬件清“0” 即Cy=0。 減法時(shí)：有借位 Cy由硬件置“1” 即Cy=1； 無借位 CY被硬件清“0” 即Cy=0。*在位操作（布爾操作）時(shí)： CY作為累加器使用，其作用相當(dāng)于字節(jié)操作的累加器ACC。CyAC（PSW.6） 輔助進(jìn)位（或稱半進(jìn)位）標(biāo)志。 當(dāng)執(zhí)行加減