車輛電子控制系統(tǒng)-控制器

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車輛電子控制系統(tǒng)

－控制器ECU收集信息的傳感器

信息處理器(ECU)控制部件的執(zhí)行器輸入輸出

上次內(nèi)容復習（1）

ECU的功用和基本結構（2）微控制器功能結構時鐘發(fā)生模塊CPU復位與中斷模塊系統(tǒng)操作正常監(jiān)視模塊低電壓禁止模塊存儲器模塊輸入輸出I/O口定時器作業(yè)：1．列舉幾種車用ECU的種類。2．車用ECU的基本結構包含哪些？各部分的功用是什么？3.半導體存儲器的類型有哪些：分別說明它們各自的特點和適用范圍。4.一單片機系統(tǒng)有一容量為8KB的EPROM，其起始地址為2000H，一外設端口的地址號為4F08H，試用全譯碼法編址。

要求：畫出連線示意圖，并給出EPROM的地址范圍。微控制器介紹－輸入輸出I/O接口：異步串行通信接口SCI

MC68HC08系列微控制器的SCI系統(tǒng)是一個通用異步接收器/發(fā)送器UART類型的異步通信接口，通過串行通信協(xié)議（如RS-232）同主機系統(tǒng)通信。加驅(qū)動后SCI能在相對長的距離上通信，多個微控制器可以通過各自的SCI相連組成串行通信網(wǎng)絡。概述微控制器介紹－輸入輸出I/O接口：在一般應用中，CPU簡單地把數(shù)據(jù)寫入并行數(shù)據(jù)寄存器即可實現(xiàn)發(fā)送一個格式化串行字符，SCI系統(tǒng)完成發(fā)送數(shù)據(jù)的所有細節(jié)工作，包括附加起始位和停止位以符合串行格式。發(fā)送器有一個兩字節(jié)的發(fā)送隊列，這樣CPU就有更多的時間準備其他字節(jié)。微控制器介紹－輸入輸出I/O接口：

SCI的接收器自動探測一個字節(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)換成并行數(shù)據(jù)的所有工作均由SCI完成，不需要CPU的干預。接收數(shù)據(jù)后，CPU簡單地從數(shù)據(jù)接收寄存器讀取數(shù)據(jù)即可。微控制器介紹－輸入輸出I/O接口：串行通信工作方式A機B機數(shù)據(jù)A機B機數(shù)據(jù)A機B機數(shù)據(jù)（a）單工（b）半雙工（c）全雙工微控制器介紹－輸入輸出I/O接口：RS-232C是美國電子工業(yè)協(xié)會公布的異步串行通信協(xié)議，也是目前最常用的串行通信標準，用來實現(xiàn)計算機與計算機之間、計算機與外設之間的數(shù)據(jù)通信。RS-232C適用于設備之間的通信距離不大于15m，傳輸速率最大為20kb/s。RS-232C標準微控制器介紹－輸入輸出I/O接口：

接口信號：現(xiàn)在常用RS-232C標準接口采用9針插座頭。引腳號縮寫符信號方向說明123456789DCDRxDTxDDTRSGDSRRTSCTSRI輸入輸入輸出輸出輸入輸出輸入輸入數(shù)據(jù)載波檢測接收數(shù)據(jù)發(fā)送數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)終端設備（DTE）準備好信號地數(shù)據(jù)通信設備（DCE）準備就緒請求發(fā)送清除發(fā)送振鈴指示微控制器介紹－輸入輸出I/O接口：TxD/RxD：一對數(shù)據(jù)線，TxD稱發(fā)送數(shù)據(jù)輸出，RxD稱接收數(shù)據(jù)輸入。當進行計算機之間直接通信（無MODEM）時，雙方的這兩根線應交叉聯(lián)接，也稱之為扭接。SG：信號地，與信號構成耦合回路。TxD/RxD中的一條加上SG就能工作了。其余信號在通信協(xié)議時使用，主要用于雙方設備通信過程中的聯(lián)絡（握手信號），有時通信線同一端可以將相關信號短接以“自握手”方式滿足聯(lián)絡要求。微控制器介紹－輸入輸出I/O接口：RTS/CTS：請求發(fā)送信號RTS是發(fā)送器輸出的準備好信號。接收方準備好后送清除發(fā)送信號CTS后，發(fā)送數(shù)據(jù)開始。在同一端將這兩個信號短接意味著只要發(fā)送器準備好即可發(fā)送。DTR/DSR

數(shù)據(jù)終端準備好時發(fā)DTR信號，在收到數(shù)據(jù)通信裝置準備好DSR信號后方可通信。上面兩個信號與MODEM應用有關，可以“自握手”方式短接。微控制器介紹－輸入輸出I/O接口：DCD

載波檢測（接收線路信號檢測）。原意是MODEM檢測到線路中的載波信號后，通知終端準備接收數(shù)據(jù)的信號，在沒有MODEM的情況下，可以和DSR、DTR信號短接。微控制器介紹－輸入輸出I/O接口：

電氣特性為了提高通信的抗干擾性和數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?，RS-232C采用負邏輯，即邏輯1取-3V~-15V，邏輯0取+3V~15V。

RS-232C連接方法

一般來講，只要用RS-232C電纜直接相連即可。微控制器介紹－輸入輸出I/O接口：計算機終端2RxDOUT3TxDIN5SGRxD

發(fā)送數(shù)據(jù)TxD

接收數(shù)據(jù)SG地計算機/終端的完整連接微控制器介紹－輸入輸出I/O接口：

RS-232C標準接口的實現(xiàn)及電平轉(zhuǎn)換

完成異步通信的硬件電路稱為UART。符合RS-232C標準的UART很多，如PC機用以實現(xiàn)RS-232C通信接口的IN8250。完整的UART具有可編程性，每個字符可以包含5個或6、7、8個位，有1個或多于1個停止位及奇偶校驗位。

完成異步通信的電平與大多數(shù)系統(tǒng)采用的TTL/CMOS電平不兼容，因此需要有接口電路完成電平轉(zhuǎn)換工作。微控制器介紹－輸入輸出I/O接口：SCI使用標準的數(shù)據(jù)格式（一個起始位，8個或9個數(shù)據(jù)位和一個停止位），最常用的數(shù)據(jù)格式是8位的。數(shù)據(jù)格式

起始位

信息位

停止位012345678

下一個起始位微控制器介紹－輸入輸出I/O接口：基本特點：高電平為邏輯0，低電平為邏輯1；發(fā)送/接收數(shù)據(jù)空閑時TxD、RxD線為高電平；發(fā)送、接收數(shù)據(jù)串的第一位是起始位（邏輯1）；數(shù)據(jù)的LSB被首先發(fā)送、接收；數(shù)據(jù)串的最后一位是停止位（邏輯0）；第10位為低時則中斷（如果中斷允許）。微控制器介紹－輸入輸出I/O接口：SCI包括7個寄存器（SCC1、SCC2、SCC3、SCS1、SCS2、SCDR和SCBR）和2個外部引腳（RxD和TxD）。當SCI接收器和發(fā)送器被允許時，SCI邏輯控制RxD和TxD，否則它們只作為普通的并行輸入線。SCI寄存器微控制器介紹－輸入輸出I/O接口：①波特率寄存器SCBR：－SCP1SCP0－SCR2SCR1SCR0波特率寄存器－76543210用來選擇SCI系統(tǒng)的波特率。波特率由微控制器總線時鐘分頻而來。微控制器介紹－輸入輸出I/O接口：

SCP1~SCP0為預分頻選擇。SCP1SCP0預分頻值（PD）0011010113413預分頻值微控制器介紹－輸入輸出I/O接口：

SCR2~SCR0為分頻選擇。SCR2SCR1SCR0分頻值（BD）0000111100110011010101011248163264128分頻值微控制器介紹－輸入輸出I/O接口：波特率發(fā)生器分頻原理除以4總線頻率SCP1~SCP0預分頻控制，除以NSCR2~SCR0分頻控制，除以M除以16接收時鐘，M=1，2，…，128預分頻輸出，N=1，3，4，13發(fā)送頻率（波特率）波特率發(fā)生器分頻示意圖微控制器介紹－輸入輸出I/O接口：波特率計算公式：波特率＝內(nèi)部總線頻率/(64×PD×BD)微控制器介紹－輸入輸出I/O接口：②串行通信控制寄存器1（SCC1）：

ENSCI－SCI允許位。當該位置1時，允許SCI；WAKE－喚醒條件選擇。1為地址喚醒，0為空閑線喚醒。ENSCITXINVMWAKEILTYPENPTY串行通信控制寄存器1LOOPS76543210微控制器介紹－輸入輸出I/O接口：M－字符長度選擇。置位時為9位，清零時為8位；ILTY－空閑線方式選擇。1為從停止位開始計數(shù)；0為從開始位開始計數(shù)。

PEN－SCI奇偶校驗允許位。置位時允許奇偶校驗。PTY－校驗類型選擇。1為奇校驗，0為偶校驗。微控制器介紹－輸入輸出I/O接口：

SCTIE－SCI發(fā)送中斷允許位。置位時，允許SCI發(fā)送中斷。TCIE－發(fā)送完成中斷允許位。置位時，允許發(fā)送完成中斷。SCRIE－接收中斷允許位。置位時，允許DCI接收中斷。③串行通信控制寄存器2（SCC2）：TCIESCRIEILIETERERWUSBK串行通信控制寄存器2SCTIE76543210微控制器介紹－輸入輸出I/O接口：

ILIE－空閑中斷允許位。置位時，允許空閑中斷。TE－發(fā)送允許位。置位時，允許發(fā)送器。RE－接收允許位。置位時，允許接收器。RWU－接收喚醒位。置位時，接收器處于等待狀態(tài)，并關閉接收中斷。當SCC1的WAKE位決定的喚醒條件發(fā)生時，接收器退出等待狀態(tài)，并清零RWU位。SBK－終止位。置位時，發(fā)送終止碼。微控制器介紹－輸入輸出I/O接口：在一般系統(tǒng)中，TE和RE寫入1以允許SCI子系統(tǒng)的接收器和發(fā)送器工作。而ILIE、RWU和SBK不常用，寫入0以禁止這些功能。例如一個系統(tǒng)不用中斷，就要在初始化時向SCC2寫入0xc0。微控制器介紹－輸入輸出I/O接口：

R8－接收位8，只讀。T8－發(fā)送位8。ORIE、FEIE、PEIE－接收器溢出中斷允許位、接收器幀錯誤中斷允許位、接收器奇偶錯中斷允許位。置位時，允許中斷。④串行通信控制寄存器3（SCC3）：T8DMAREDMATEORIENEIEFEIEPEIE串行通信控制寄存器3R876543210微控制器介紹－輸入輸出I/O接口：

SCTE－發(fā)送緩沖區(qū)空標志。TC－發(fā)送完成標志。SCRF－接收緩沖區(qū)滿標志。

IDLE－接收器空閑標志。

OR－接收器溢出標志。NF、FE、PE－接收器錯誤標志。⑤串行通信狀態(tài)寄存器1（SCS1）：TCSCRFIDLEORNFFEPE串行通信狀態(tài)寄存器1SCTE76543210微控制器介紹－輸入輸出I/O接口：

BKF－終止碼標志位。表示檢測到終止碼。RPF－正在接收標志。置位時表示正在接收。⑥串行通信狀態(tài)寄存器2（SCS2）：-----BKFRPF串行通信狀態(tài)寄存器1-76543210微控制器介紹－輸入輸出I/O接口：⑦串行通信數(shù)據(jù)寄存器（SCDR）：-----串行通信狀態(tài)寄存器1-76543210

具有雙重功能，讀時是接收寄存器，寫時是發(fā)送寄存器。微控制器介紹－輸入輸出I/O接口：串行外圍接口(SPI)引腳SSSCKMOSIMISO單片機微控制器介紹－輸入輸出I/O接口：MISO——主機輸入從機輸出方式MOSI——主機輸出從機輸入方式SCK——串行時鐘用于使從MISO和MOSI線輸入和輸出的數(shù)據(jù)同步；由于SCK是從主機產(chǎn)生的，對于從機，該線為輸入。SS——從機選擇用于選擇一個從機；在數(shù)據(jù)傳輸前，SS必須為低電平，并且在整個傳輸過程中，一直保持低電平。微控制器介紹－定時器定時器

MC68HC08系列微控制器的定時器是主管定時的系統(tǒng)，可以提供多個獨立的定時器。