<!-- $sign哪個(gè)頁(yè)面$digit位置$way等h不循環(huán)TR；X循環(huán)TR；$num顯示個(gè)數(shù) --><!--畫中畫廣告結(jié)束-->
摘要：一種基于DSP的新型汽車無分電器點(diǎn)火裝置。在該裝置中，DSP用于點(diǎn)火控制和與PC機(jī)進(jìn)行通信，Intel 8751單片機(jī)用于系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)控和備用點(diǎn)火。該裝置的特點(diǎn)是：點(diǎn)火正時(shí)特性好，控制靈活性強(qiáng)，能適應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)各種工況并具備自診斷功能，能與PC機(jī)進(jìn)行通信并進(jìn)行程序和數(shù)據(jù)更新。
關(guān)鍵詞：DSP 電子點(diǎn)火 無分電器點(diǎn)火裝置 點(diǎn)火提前角
隨著電子技術(shù)的迅猛發(fā)展和綠色環(huán)保的要求，人們對(duì)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng)性能的求越來越高，不僅要求實(shí)時(shí)性強(qiáng)、點(diǎn)火正時(shí)特性好、抗干擾能力強(qiáng)，而且要求集成較高、減少故障點(diǎn)、具有自診斷和備用點(diǎn)火功能，同時(shí)還要求與PC機(jī)通訊并能進(jìn)行系統(tǒng)軟件升級(jí)、重要數(shù)據(jù)更新和在線系統(tǒng)仿真。下面介紹一種基于DSP的新型汽車無分電器點(diǎn)火裝置。
1 系統(tǒng)構(gòu)成
系統(tǒng)中央處理單元ECU由一片DSP和一片通用單片機(jī)組成。DSP主要用于對(duì)信號(hào)的采集、處理，控制算法實(shí)現(xiàn)，與輔助單元和PC機(jī)進(jìn)行通訊；單片機(jī)主要用于系統(tǒng)監(jiān)測(cè)和備用點(diǎn)火等。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。
1.1 主CPU單元
系統(tǒng)主CPU采用DSP TMS320F240。它具有以下特點(diǎn)：32位中央算術(shù)邏輯單元CALU；16位×16位并行硬件乘法器；內(nèi)置544字×16位雙端口數(shù)據(jù)/程序RAM， 16K字×16位FLASH E2PROM；軟件等待發(fā)生器的外部存儲(chǔ)器接口模塊，支持硬件等待狀態(tài)；雙10位高速A/D轉(zhuǎn)換器；28個(gè)獨(dú)立可編程的多路復(fù)用I/O引腳；基于鎖相環(huán)的時(shí)鐘模塊；帶實(shí)時(shí)中斷的看門狗定時(shí)器模塊；串行通訊接口；4級(jí)管道操作；8級(jí)硬件堆棧；6個(gè)外部中斷；靜態(tài)CMOS技術(shù)；4種低電源模式；最高頻率為 40MHz；多數(shù)指令周期為單周期；完成一次點(diǎn)火提前角的計(jì)算時(shí)間限于1ms，比通用微處理機(jī)快10～100倍，大大地提高了點(diǎn)火系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性。
主CPU 單元主要完成兩大任務(wù)：一是確定當(dāng)前工況下的最佳點(diǎn)火提前角，產(chǎn)生點(diǎn)火控制信號(hào)IGt和汽缸判定信號(hào)IGda與IGdb；二是通過RS-232接口與PC 機(jī)進(jìn)行串行通信，主CPU可把采集的各種傳感器的信號(hào)、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)、故障代碼等送到PC機(jī)中進(jìn)行仿真與分析；PC機(jī)也可以把二進(jìn)制程序代碼及一些重要數(shù)據(jù)（如不同工況下的修正值等）送到主CPU的FLASH E2PROM單元。
TMS320F240擴(kuò)展了四片CY7C169-25和一片8253，并采用74F148擴(kuò)展外部中斷源輸入端。
1.2 監(jiān)測(cè)和點(diǎn)火備用模塊
監(jiān)測(cè)和點(diǎn)火備用模塊所使用的CPU是8751。該模塊通過對(duì)各傳感器信號(hào)、IGf信號(hào)等進(jìn)行分析、診斷，對(duì)主CPU單元實(shí)施監(jiān)測(cè)。當(dāng)主CPU單元出現(xiàn)故障時(shí)，監(jiān)測(cè)和點(diǎn)火備用模塊立即接過點(diǎn)火控制權(quán)，并放棄監(jiān)測(cè)工作。
8751單元擴(kuò)展了2732、6264和8253各一片。采用一片AD574A和CD4051進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，并用74LS148擴(kuò)展了8個(gè)外部中斷源輸入端。
1.3 DSP數(shù)字控制器與PC機(jī)的串行通訊
TMS320F240 SCI模塊支持CPU與使用標(biāo)準(zhǔn)NRZ格式的其它異步外設(shè)之間進(jìn)行數(shù)字通信。SCI接收器和發(fā)送器是雙緩沖的，具有獨(dú)立的使能和中斷時(shí)。SCI對(duì)接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行間斷、奇偶性、超時(shí)、幀出錯(cuò)等檢測(cè)。系統(tǒng)采用了RS-232異步串行通訊標(biāo)準(zhǔn)總線。
1.4 系統(tǒng)接口資源的分配
TMS320F240 DSP數(shù)字控制器與8751單片機(jī)提供的I/O接口與中斷輸入接口是有限的，為避免資源沖突，將外部的輸入信號(hào)按表1進(jìn)行優(yōu)化分配。
表1 外部輸入信號(hào)優(yōu)化分配
| IDL信號(hào) | 空調(diào)開關(guān) | G1 | G2 | Ne | 負(fù)荷 | 水溫 | |
| TMS320F240 MCS-8751 | I/OPB2 P1.0 | I/OPB3 P1.1 | XINT2 INT1 | XINT2 INT1 | CAP1 T0+INT0 | ADCIN3 A/D | ADCIN2 A/D |
| 顯示開關(guān)信號(hào) | R-P | 起動(dòng)信號(hào) | IGf | IGt | IGda | IGdb | |
| TMS320F240 MCS-8751 | XINT2 INT1 | I/OPB4 P1.2 | XINT2 INT1 | GAP2 T1 | IOPB7 P1.4 | IOPB5 P1.5 | IOPB4 P1.6 |
