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根据英飞凌16位高级单片机的六通道ABS开发板规划

汽车防抱制动系统(ABS)的电子控制单元(ECU)是ABS的最重要部件之一。为模拟ABS的实际工作过程,制造了具有六通道电子控制单元的ABS开发板,包括单片机、电磁阀驱动、电源模块、轮速处理等模块等。

ABS 的匹配是一个十分复杂的进程,需求做很多的实车实验。由于实验存在着很大的危险性,所以在进行实车实验之前必定要先对操控软件做必定程度的验证,如轮速、轮加减速度、滑移率核算的准确性,以及电磁阀、报警灯、电机的正确作业等。车载的ABS电子操控单元不具有信号产生和数据显现的功用,而开发板弥补了这一缺点。

整体结构介绍

开发板基本上具有六通道ABS电子操控单元的一切模块,包含单片机、电磁阀驱动、电机驱动、电源模块、轮速处理等,别的还有轮速产生模块和显现模块等。液晶屏下方的电路板(简称电路板1)用来产生方波信号,发送到主控芯片XC164CS的高速输入捕捉口(CAPCOM),加快、减速、制动按钮用来操控方波信号的频率,可模仿车辆的加快、减速和制动进程。主控芯片经过核算后,又经过串口将核算结果,如轮速、轮加减速度、滑移率等发送给电路板1,再驱动液晶屏显现数据。一起主控芯片依据不同的核算结果驱动报警灯、电机、继电器和阀等外围设备,以此模仿ABS的作业进程。

开发板的芯片大部分选用Infineon公司出产的专用芯片,它们被国内外的ABS出产商广泛选用。首要功用模块及运用的芯片如表1所示:

功用模块
运用芯片
补白
主芯片MCU1
XC164CS
首要完结信号处理、核算、操控使命
监控芯片MCU2
C505CA
首要担任监控主芯片作业
外部CAN接口
TLE6250
由主芯片供给操控
确诊模块K-line
TLE6259
由监控芯片供给操控
报警灯、继电器驱动
TLE6210
内部CAN通讯
衔接两个MCU
阀驱动
TLE6228
共有12路驱动
电源及复位
TLE7469
供给双电压
表1 功用模块及运用芯片

下面临主控芯片XC164CS和监控芯片C505CA作较为具体的介绍。

主控芯片XC164CS

XC164CS是Infineon公司近年推出的16位高档单片机。该单片机有如下长处:

运算速度快:能到达40MHz的CPU频率。
存储器容量大:
-2kB双口RAM用于变量,寄存器池和体系仓库;
-附加的2kB高速数据SRAM用于变量和用户仓库;
-2kB高速SRAM用于代码和数据;
-128k的flash支撑在线编程。
中止源多:接纳70种中止,分为16个中止优先级(ILVL),每个中止优先级中分为4个组优先级(GLVL),数字越高,优先级越高。
具有在片调试接口OCDS,OCDS接口规范测验协议(与IEEE1149.1兼容),首要用于芯片内部测验。现在的大都的高档器材都支撑JTAG协议,如 DSP、FPGA器材等。规范的JTAG接口是4线:TMS、TCK、TDI、TDO,分别为形式挑选、时钟、数据输入和数据输出线。OCDS接口扩大了 JTAG接口,其功用见表2。
TMS 形式挑选 OCDS接口大大便利了软件调试作业,这在下面部分将具体描绘。

别的该芯片还具有外围IO口多、时钟多、AD转换口多等长处,并且具有两个CAN接口。

TMS
形式挑选

OCDS接口大大便利了软件调试作业,这在下面部分将具体描绘。

别的该芯片还具有外围IO口多、时钟多、AD转换口多等长处,并且具有两个CAN接口。

TDO
测验数据输出
CPUCLK
CPU时钟
TDI
测验数据输入
TRST
测验复位输入
TCK
测验时钟输入
BRKIN
硬件中止输入
TRAP
圈套条件
VCC
正电压(5V)
GND
数字地
RESET
芯片复位
BRKOUT
硬件中止输出
OCDS
OCDS使能
表2 OCDS接口功用描绘

XC164CS开发办法

XC164CS能够经过三种方法跟上位机衔接进行在片仿真:串口方法(即bootloader形式)、并口方法(LPT)和USB口方法(即OCDS)。其间并口方法要求上位机的主频小于800MHz,给运用带来不便利。串口方法,速度较慢。需求占用一个串口,并且调试进程中经常出现衔接丢掉的状况,因而也不予选用。 OCDS接口是XC164CS专门供给的调试接口,也是其不同于Infineon其它164系列单片机的首要特征之一,因而在开发板研发进程中选用 OCDS的调试方法。

软件选用的编译器是Keil uVision2 (PK166,摘编者注),该编译器调试功用强壮,不只能够进行纯软件仿真,并且上位机能够经过并口或许USB口跟用户板进行衔接,完结在片调试。衔接联系如图3所示。

其间的ULINK是一种USB接口到OCDS接口的适配器,它具有如下特性:

经过USB口完结上位机和用户板的快速衔接;
经过在片调试接口OCDS完结在片调试功用;
经过OCDS完结片上flash的烧写功用。
监控芯片C505CA

监控芯片跟主控芯片进行实时通讯,然后确保主控的正确运转,监控芯片还行使毛病确诊的功用。

C505CA是Infineon公司的一款8位单片机,它根据8051内核,长处在于:

有较高的运算速度,能到达20MHz的作业频率;
具有片上CAN接口,便利跟主控芯片通讯;
支撑在片仿真;
选用贴片封装。
开发板作业进程

开发板上电后,液晶屏显现一些阐明信息,一起开端模仿ABS在实践车辆中的上电自检:报警灯亮快闪几秒,然后模仿电机和12个电磁阀的LED顺次点亮,最终,一切的LED闪一次。

自检之后,液晶屏开端显现XC164CS传送的轮速核算值,轮速脉冲是由电路板1产生的;假如当前轮速较低,则模仿电机和12个电磁阀的LED会循环点亮,标明ABS体系在较低车速下,不会进行防抱制动,只进行惯例的在线查看;假如当前轮速较高,则除报警灯外的一切LED会一起闪耀,标明ABS体系在该速度下会起效果。

关于轮速的改动,需求用到开发板上的3个按键,按住UP键不动,则轮速升高,按住DOWN键不动,则轮速下降,按一下STOP键,则当前轮速会敏捷减至0。

开发板在ABS开发进程中的运用

由于曾经运用Intel公司196系列单片机作为主控芯片,现改用XC164CS,将代码从196移植到XC164CS是一个十分烦杂的作业,鉴于实车实验的危险性,在进行实车实验曾经有必要对代码进行严厉的验证,开发板很好的起到了这个效果。

首要,开发板能调查轮速、轮加减速度等操控量,经过改动脉冲产生的频率,调查液晶屏的显现即可知道核算结果的对错,十分直观。

其次,能够验证主控芯片和监控芯片对报警灯、继电器、电机、电磁阀等外部设备的操作。

第三,经过阀周围的开关,能够模仿阀的通断,完结毛病确诊的功用。

第四,经过主控芯片与监控芯片的CAN通讯验证主控芯片和监控芯片代码的正确性。

别的,经过开发板还能够验证ABS的进退出条件等。

开发板和实践AB体系的差异

开发板仅用于ABS体系功用和单片机功用的验证,无法做到很全面,有些功用尚不能演示,比方:

XC164CS和C505CA供给了强壮的CAN接口,一起在规划进程中,又在板子上扩展了K-line/LIN总线接口,可是其在轿车网络中的实时数据传输,无法演示。

完善的确诊功用也不能完结,由于用来演示电机和电磁阀的LED同实践运用的电机和电磁阀比较起来,需求的驱动电流很小,而在ABS中运用的Infineon TLE6228驱动芯片会把这种状况样认为是毛病。

结语

六通道ABS的开发板验证了ABS软件代码的正确性。该开发板自成体系,具有轮速产生、数据显现、毛病确诊、外围电路驱动和实时通讯功用。别的,主控芯片XC164CS选用了先进的在片调试接口(OCDS),大大提高了开发功率。

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