汽车自动变速器电控单元设计
2015-11-24 09:17:59 点击次数：
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ECU硬件设计
硬件总体结构
液力自动变速器电子控制单元是典型的多输入多输出系统，它通过节气门开度、车速等输入信号，获知汽车运行状态，然后根据内存的换档规律判断换档时刻，通过控制电磁阀等输出信号使相应的离合器、制动器等执行元件动作，实现自动变速的各项控制。其硬件结构由最小系统、电源模块、输入信号通道、输出信号通道和CAN总线通讯模块组成，如图1所示。
最小系统
中央处理器是ECU的核心部件，本系统采用摩托罗拉MC9S12DP256芯片作为中央处理器。摩托罗拉公司作为全球最大的汽车电子半导体器件供应商，其微控制器广泛用于汽车电子控制单元中，MC9S12DP256则以强大的功能及优异的性能得到广泛的应用。
MC9S12DP256微控制器是基于16位HCS12内核及0.25μm微电子技术的高速、高性能5.0V的Flash存储器产品中的中档芯片。其较高的性能价格比使其非常适合用于一些中高档汽车电子控制系统。MC9S12DP256的主频高达25MHz，同时片上还集成了许多标准模块，包括2个异步串行通信口SCI、3个同步串行通信口SPI、8通道输入捕捉/输出比较定时器、2个10位8通道A/D转换模块、1个8通道脉宽调制模块、49个独立数字I/ O口(其中20个具有外部中断及唤醒功能)、兼容CAN2.0A/B协议的5个CAN模块以及一个内部IC总线模块，片内拥有256KB的FlashEEPROM、12KB的RAM、4KB 的EEPROM。
MC9S12DP256微控制器主要有三大特点：
◆ 片内集成256KB的闪速存储器
近年来，随着闪速存储器 在微控制器片内的应用走向成熟，微控制器的开发、应用又迎来了一次新的飞跃。Flash是一种非易失性存储介质，读取它的内容同RAM的读取一样方便，而对它的写操作却比EPROM还要快。同时，在系统掉电后，Flash中的内容仍能保持不变。Flash的主要优点是结构简单、集成密度大、成本低。由于Flash可以局部擦除，且写入、擦除次数可达数万次以上，从而使开发微控制器不再需要昂贵的仿真器。
◆ 应用锁相环技术提高了系统的电磁兼容性
在以往不使用锁相环的微控制器应用系统中，晶振电路由于其工作频率比较高(通常为几兆赫兹至几十兆赫兹)而共模电感器成为一个很大的干扰源，这一问题给系统设计、线路板布局带来了很多不便。MC9S12DP256微控制器的时钟发生系统中巧妙地使用了锁相环技术，因而可在外接几十千赫的外部晶振情况下，通过软件编程产生几兆的系统时钟，从而降低了对外辐射干扰，提高了系统的稳定性。
◆ 简单的背景开发模式(BDM)使得开发成本进一步降低，也使得现场开发和系统升级变得比较方便
由于MC9S12DP256强大的功能和丰富的片内资源，所以不需要扩展更多的接口。对于最小系统而言，还包括晶振电路、复位电路和BDM调试接口。系统采用了16MHz的外接晶振；复位电路采用了微处理器电源监控芯片MAX708，它可同时输出高电平有效和低电平有效的复位信号，复位信号可由VCC电压、手动复位输入，或由独立的比较器触发。
电源模块
一体电感厂家
合理的供电电源模块设计可以为ECU的工作提供有力的保障。本系统需要+12V和+5V两种供电电压等级，而车载蓄电池只提供+12V的电压，所以电源模块采用三端稳压管7805和7812来实现系统的要求，如图2所示。蓄电池+12V电压通过ECU45管脚和ECU23管脚分别输入7805和7812，经过7805产生＋5V给最小系统和其他+5V芯片供电，而经过7812稳压的+12V则给电磁阀驱动芯片、电磁阀等供电。
模拟量输入通道
模拟量输入信号一共有2路，分别是节气门开度信号和变速箱油温信号。对于节气门开度信号，在车上是通过CAN总线由发动机控制单元发送到自动变速器控制单元的，由于我们不拥有其CAN总线的应用层协议，所以直接从自动变速箱线束接口处是无法获得节气门开度信号的。因此，采用在油门踏板下安装位移传感器获取油门踏板位移信号来代替节气门开度信号。
由于MC9S12DP256芯片A/D模块的输入阻抗很高，模拟输入引脚漏电流仅100nA，在输入电压为2.5V时，相当于输入电阻25MΩ，加上参考电压可以在0～5V之间选择，因此外部可以不加缓冲或放大器而直接测量满量程在5V以下的被测信号。
因此，对于本系统模拟量输入通道不需做特别设计，直接把2路模拟信号分别引入最小系统的PAD00和PAD01口。大电流电感怎样选择最优的 Buck 转换器拓扑？ 同步整流buck-boost波形求救~ 怎样用最小的代价降低MOS的失效率？ AVR单片机设计I/O口使用注意事项 什么是电感 [DCDC]（首发）低压球泡灯地摊DCDC驱动方案成本超低 如何减轻振铃？ 如何实现单片开关电源的设计 可变电感线圈通常采用方法 光敏开关电路于规模自动照明中的应用
ECU硬件设计
硬件总体结构
液力自动变速器电子控制单元是典型的多输入多输出系统，它通过节气门开度、车速等输入信号，获知汽车运行状态，然后根据内存的换档规律判断换档时刻，通过控制电磁阀等输出信号使相应的离合器、制动器等执行元件动作，实现自动变速的各项控制。其硬件结构由最小系统、电源模块、输入信号通道、输出信号通道和CAN总线通讯模块组成，如图1所示。
最小系统
中央处理器是ECU的核心部件，本系统采用摩托罗拉MC9S12DP256芯片作为中央处理器。摩托罗拉公司作为全球最大的汽车电子半导体器件供应商，其微控制器广泛用于汽车电子控制单元中，MC9S12DP256则以强大的功能及优异的性能得到广泛的应用。
MC9S12DP256微控制器是基于16位HCS12内核及0.25μm微电子技术的高速、高性能5.0V的Flash存储器产品中的中档芯片。其较高的性能价格比使其非常适合用于一些中高档汽车电子控制系统。MC9S12DP256的主频高达25MHz，同时片上还集成了许多标准模块，包括2个异步串行通信口SCI、3个同步串行通信口SPI、8通道输入捕捉/输出比较定时器、2个10位8通道A/D转换模块、1个8通道脉宽调制模块、49个独立数字I/ O口(其中20个具有外部中断及唤醒功能)、兼容CAN2.0A/B协议的5个CAN模块以及一个内部IC总线模块，片内拥有256KB的FlashEEPROM、12KB的RAM、4KB 的EEPROM。
MC9S12DP256微控制器主要有三大特点：
◆ 片内集成256KB的闪速存储器
近年来，随着闪速存储器 在微控制器片内的应用走向成熟，微控制器的开发、应用又迎来了一次新的飞跃。Flash是一种非易失性存储介质，读取它的内容同RAM的读取一样方便，而对它的写操作却比EPROM还要快。同时，在系统掉电后，Flash中的内容仍能保持不变。Flash的主要优点是结构简单、集成密度大、成本低。由于Flash可以局部擦除，且写入、擦除次数可达数万次以上，从而使开发微控制器不再需要昂贵的仿真器。
◆ 应用锁相环技术提高了系统的电磁兼容性
在以往不使用锁相环的微控制器应用系统中，晶振电路由于其工作频率比较高(通常为几兆赫兹至几十兆赫兹)而共模电感器成为一个很大的干扰源，这一问题给系统设计、线路板布局带来了很多不便。MC9S12DP256微控制器的时钟发生系统中巧妙地使用了锁相环技术，因而可在外接几十千赫的外部晶振情况下，通过软件编程产生几兆的系统时钟，从而降低了对外辐射干扰，提高了系统的稳定性。
◆ 简单的背景开发模式(BDM)使得开发成本进一步降低，也使得现场开发和系统升级变得比较方便
由于MC9S12DP256强大的功能和丰富的片内资源，所以不需要扩展更多的接口。对于最小系统而言，还包括晶振电路、复位电路和BDM调试接口。系统采用了16MHz的外接晶振；复位电路采用了微处理器电源监控芯片MAX708，它可同时输出高电平有效和低电平有效的复位信号，复位信号可由VCC电压、手动复位输入，或由独立的比较器触发。
电源模块
一体电感厂家
合理的供电电源模块设计可以为ECU的工作提供有力的保障。本系统需要+12V和+5V两种供电电压等级，而车载蓄电池只提供+12V的电压，所以电源模块采用三端稳压管7805和7812来实现系统的要求，如图2所示。蓄电池+12V电压通过ECU45管脚和ECU23管脚分别输入7805和7812，经过7805产生＋5V给最小系统和其他+5V芯片供电，而经过7812稳压的+12V则给电磁阀驱动芯片、电磁阀等供电。
模拟量输入通道
模拟量输入信号一共有2路，分别是节气门开度信号和变速箱油温信号。对于节气门开度信号，在车上是通过CAN总线由发动机控制单元发送到自动变速器控制单元的，由于我们不拥有其CAN总线的应用层协议，所以直接从自动变速箱线束接口处是无法获得节气门开度信号的。因此，采用在油门踏板下安装位移传感器获取油门踏板位移信号来代替节气门开度信号。
由于MC9S12DP256芯片A/D模块的输入阻抗很高，模拟输入引脚漏电流仅100nA，在输入电压为2.5V时，相当于输入电阻25MΩ，加上参考电压可以在0～5V之间选择，因此外部可以不加缓冲或放大器而直接测量满量程在5V以下的被测信号。
因此，对于本系统模拟量输入通道不需做特别设计，直接把2路模拟信号分别引入最小系统的PAD00和PAD01口。大电流电感
基于载流导线循迹智能车的数学模型 地面上铺设载流导线，通以一定频率和幅值的周期性交变电流，作为引导智能车行进的迹线。用大电感作为传感器，配以一定的电路，获得相应的电压。这是一种较新的循迹方式，在第五届“
高频铁氧体变压器 电感 频率匹配问题网上买了个UF80 U型磁芯（磁柱横截 22MM*32MM）用来绕高频变压器。
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电路用3525或3845控制IGBT
[开关电源]OB2263带不起负载啊用OB2263做了一个5V500ma的电源，虽然是浪费了点，但是先把它做出来在说，后面再提升瓦数，要我做内置mos的也先别弄才，就针对这个电路，分析为什么电源接了30R/1W就带不起负载，电压就掉
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