【正文】 側(cè)滑所需要的側(cè)向附著力，從而保持制動時的穩(wěn)定性。 汽車在運行中，普通輪胎與道路的附著系數(shù)變化很大。四. ABS計算機基本控制系統(tǒng)期望值車輛系統(tǒng)作動系統(tǒng)D/A轉(zhuǎn)換控制器傳感器A/D轉(zhuǎn)換 圖4－1 典型計算機控制系統(tǒng)汽車防抱死制動控制系統(tǒng)是一個典型的計算機控制系統(tǒng)，它由上圖所示的框圖所構(gòu)成，其核心部分是控制器，它一方面要負責將傳感器信號通過A/D轉(zhuǎn)換或數(shù)字輸入DI將信號采集道計算機的內(nèi)存中去進行分析處理，另一方面要將控制命令通過D/A轉(zhuǎn)換或數(shù)字輸出去驅(qū)動作動系統(tǒng)，而控制器內(nèi)部CPU通過軟件編程來實現(xiàn)各種控制算法，所以控制器是控制系統(tǒng)的關(guān)鍵，它的實現(xiàn)取決了所選取的計算機的類型。單片機內(nèi)部的微處理芯片將輸入的各個輪速信號按一定的算法進行計算，如計算車輛參考速度和車輪角減速度，根據(jù)這些值的大小確定出相應的控制命令，即壓力增加、壓力減小及壓力保持，然后將控制信號通過數(shù)字輸出端口DO輸出，經(jīng)過模擬電路的驅(qū)動功率放大就可以直接驅(qū)動電磁閥，進而控制制動壓力。ABS系統(tǒng)是一類涉及車輛安全的系統(tǒng)，為保障這一系統(tǒng)的可靠性，控制器本身還有一套附加的安全檢測系統(tǒng)，一般附加一個CPU專門用于安全檢測，它對工作CPU進行監(jiān)測。就目前而言，實現(xiàn)汽車的控制系統(tǒng)一般采用單片機計算機，在開發(fā)階段也有采用通用微機的，采用微機在于可以利用微機強大的軟、硬件資源以及網(wǎng)絡功能實現(xiàn)復雜控制算法、高效的編程手段以及高速的運算速度。所謂單片機就是一塊硅晶片上把CPU、ROM、RAM中斷控制，定時/計數(shù)器，I/O以及A/D轉(zhuǎn)換計算機部件和電路集成在一起的智能器件，只需外接直流電源及時鐘脈沖發(fā)生器就能工作。早期的汽車控制系統(tǒng)采用八位單片機，目前已經(jīng)過渡倒十六位，有些系統(tǒng)如發(fā)動機管理系統(tǒng)已開始采用32位微機。當今16位嵌入式微控制器以打開了市場，隨著技術(shù)的積累和工業(yè)控制的細致化、智能化、結(jié)構(gòu)密集化，要求嵌入式系統(tǒng)有更高的處理速度和尋址能力，更好的電磁兼容性能，支持多任務系統(tǒng)。在速度上，新型16位微控制器現(xiàn)在可以達到20MIPS的處理速度，如此高的處理速度不僅僅因為時鐘速度的提高，更主要的式來源于結(jié)構(gòu)上的流水線設(shè)計。而適中的時鐘速度對于降低芯片和應用系統(tǒng)設(shè)計壓力、提高電磁兼容和抗干擾性能、減小功耗等都是有利的。在尋址方式上，支持間接尋址、擴展尋址、相對尋址和位尋址。它的特點是控制功能強，體積小，功耗小，成本低，所以它廣泛應用于汽車電子控制系統(tǒng)中?？刂破鞯暮诵谋闶菃纹嬎銠C。CPU運算速度取決于主頻及內(nèi)部、外部數(shù)據(jù)總線的位數(shù)，目前16位的單片機的主頻可以達到50MHz，另外與CPU的結(jié)構(gòu)有很大關(guān)系，在常規(guī)的累加器結(jié)構(gòu)中通常數(shù)據(jù)計算都是通過累加器來進行的，移進移出數(shù)據(jù)，將導致計算放慢，而寄存器——寄存器結(jié)構(gòu)的CPU操作可以在內(nèi)部寄存器之間進行，大大加快計算速度。一般CPU的邏輯操作，如移位、輸入、輸出的操作都耗時較少。當然32位CPU要比16位CPU性能好，運轉(zhuǎn)速度快，但價格相應要高的多。所以選擇CPU速度要綜合考慮。控制器要根據(jù)需要選擇不同的內(nèi)、外部存儲器，同時編程時要提高內(nèi)存利用率，多用通用的變量，少定義專用的變量，以節(jié)省內(nèi)存。進入90年代，已大批量使用帶有ROM、EPROM、EEPROM、FLASH EEPROM和一次寫入(OTP型)的單片機。它真正符合了單片機的小型、簡單、可靠、廉價的設(shè)計初衷。針對ABS系統(tǒng)控制，要求單片機具有控制功能強、處理速度快、體積小、成本低等特點，本文中設(shè)計的是基于億恒科技的C164CI及C505CA雙CPU 結(jié)構(gòu)的ABS控制器硬件電路。圖5－1 ABS控制器系統(tǒng)框圖CPU是整個系統(tǒng)的心臟，它的性能決定了控制器性能的優(yōu)劣。本文中選用的憶恒C164單片機是一款非常優(yōu)秀的16位單片機，高性能CPU結(jié)合功能豐富的外設(shè)，每秒可執(zhí)行1250萬條指令，其功能結(jié)構(gòu)圖如圖5－2。l 帶有4級流水線高性能16位CPU。16位乘16位需400ns（20個CPU循環(huán)），32位除16位需800ns（20個CPU循環(huán)）。 諾以曼結(jié)構(gòu)）；l 帶有自動堆棧上溢/下溢探測的系統(tǒng)堆棧緩存；帶高效率的用于控制的指令集；位、字節(jié)子數(shù)據(jù)類型；靈活的有效的尋址模式；具有直接尋址6K字節(jié)的增強的邏輯位操作，可用于外設(shè)控制和用戶定義標志；在運行時的硬件陷阱用于識別例外情況；HLL支持旗語操作和有效的數(shù)據(jù)訪問；圖5－2 C164功能結(jié)構(gòu)圖l 電源管理特點；可編程的系統(tǒng)減慢功能（SDD）；靈活的外設(shè)管理（單獨關(guān)閉）；在睡眠模式時通過外部中斷喚醒功能；可編程系統(tǒng)頻率輸出l 集成在片存貯器。獨立或復用總線配置；段分配和片選信號產(chǎn)生；8位或16位數(shù)據(jù)總線；5個可編程地址空間的總線循環(huán)特征選擇；l 16位優(yōu)先級中斷系統(tǒng)。中斷驅(qū)動的單循環(huán)數(shù)據(jù)傳遞；傳遞計數(shù)選擇；消除中斷請求的存儲和恢復系統(tǒng)狀態(tài)的過載；l 智能在片外設(shè)子系統(tǒng)。s）、自動掃描模式、通道注射模式；GPT1三個16位定時器/計數(shù)器最大分辨率為fcpu/8；GPT2兩個16位定時器/計數(shù)器，最大分辨率為fcpu/4；具有獨立時鐘源的兩個捕捉/比較單元，靈活的PWM發(fā)生器；同步/異部串行通道（USART）、帶有波特率發(fā)生器、奇偶校驗、錯誤檢查；帶有可編程數(shù)據(jù)長度和移位方向的高速同步串行通道；帶有15個信息體的CAN模塊（ B標準）；實時時鐘；可編程時間間隔的監(jiān)測定時器（看門狗定時器）；用于系統(tǒng)初始化的程序引導裝載器；l 59個IO引腳具有位尋址功能。0~70176。C 40~125176。低能耗的CMOS技術(shù)，包括休閑、睡眠、掉電模式；l 80引腳MQFP封裝。C505CA是一款高性能的8位單片機，C505CA單片機在通用型C505A單片機的基礎(chǔ)上增加了CAN控制接口，是C500系列單片機最基本的CAN控制型單片機。采用了強化C500 CPU核，具有1K字節(jié)XRAM和8個數(shù)據(jù)指針；片內(nèi)ROM為32K字節(jié)，316位定時/計數(shù)器，88位A/D轉(zhuǎn)換器，Watchdog定時器、串行I/O接口和多個并行I/O接口。圖5－3 C505功能單元圖C505CA單片機主要特性如下：l 強化C500　CPU核，與80C51/52單片機兼容；l 時鐘頻率：20MHz（指令周期：300ns）；l 片內(nèi)ROM：32K字節(jié)（C505CA）；具有ROM保護功能；OTP型：C505CA4E；l 片內(nèi)RAM：1 K字節(jié)XRAM：C505CA；l 數(shù)據(jù)指針：816位；l 尋址范圍：64K字節(jié)程序和數(shù)據(jù)存儲器；l 定時/計數(shù)器：316位；⊙T