【正文】 T0、T1；⊙T2；4通道比較/捕捉定時(shí)器CCU：CC0、CCCC2和CC3；PWM功能；l Watchdog定時(shí)器；l A/D轉(zhuǎn)換器：810位（C505CA）；A/D轉(zhuǎn)換輸入端可作數(shù)據(jù)輸入端（PI）；l 串行I/O接口：全雙工串/同步接口USART；可編程波特率發(fā)生器；l 并行I/O接口：48位+2位；48位；P0、PP2和P3；2位：P4；l 中斷：12個(gè)（4個(gè)優(yōu)先級）；l CAN控制接口：TX/RX移動(dòng)寄存器；位流處理器BSP；循環(huán)校驗(yàn)碼CRC寄存器；出銷管理邏輯EML；位定時(shí)邏輯BTL；智能存儲(chǔ)器CAM/RAM；支持158字節(jié)報(bào)文；l 省電工作方式：慢速方法；空閑方法；軟件掉電方式：可通INTO或RXDC端喚醒；l 快速上電復(fù)位。它的封裝為44引腳PMQFP封裝。雙CPU互相監(jiān)控，分工合作，增強(qiáng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，保證控制的實(shí)時(shí)性和可靠性。下面分別加以介紹。C164CI共有8 路數(shù)輸入捕捉，即CC16IO~CC19IO和CC24IO~CC27IO，本系統(tǒng)中采用CC16IO~CC19IO捕捉口作為輪速采集輸入口。8路A/D變換端口主要用于診斷功能，其他輔助功能采用相應(yīng)的I/O端口來實(shí)現(xiàn)，串行口則用于診斷系統(tǒng)與PC機(jī)的串行通訊，高速同步串口則用于實(shí)現(xiàn)I2C通訊，即與E2PROM之間的通訊，CAN接口用于實(shí)現(xiàn)CAN總線通訊。在ABS中，電磁閥是最重要的執(zhí)行元件，它控制各制動(dòng)分泵的制動(dòng)壓力。在這里可以采用達(dá)林頓驅(qū)動(dòng)管及附加保護(hù)電路驅(qū)動(dòng)電磁閥，也可以采用一些專用的驅(qū)動(dòng)模塊，如TLE522TLE6228等低端驅(qū)動(dòng)模塊。因此在本設(shè)計(jì)中，采用億恒科技的TLE6228驅(qū)動(dòng)電磁閥，其工作原理圖見圖5－4。CPU輸出采用上拉輸出，使系統(tǒng)始終處于一個(gè)穩(wěn)定的狀態(tài)，只有在CPU輸出啟動(dòng)信號和電源輸出信號有效的情況下，電磁閥才有可能被驅(qū)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)示意圖見圖5－5。BTS442D2具有強(qiáng)大的自我保護(hù)功能，如過載、過壓、限流、過熱關(guān)斷、ESD等，而且具有診斷輸出功能，是代替繼電器的理想器件。圖5－6 BTS442結(jié)構(gòu)圖 輪速信號的輸入處理模塊 整個(gè)系統(tǒng)工作的信號來源于輪速傳感器，輪速測定的準(zhǔn)確與否決定了整個(gè)系統(tǒng)的控制質(zhì)量。齒圈的齒數(shù)一般為80至100齒，重型車輪的直徑約為1米，所以車速仍為100公里/小時(shí)時(shí)，輪速信號的頻率一般低于1000Hz。由于需要獲取的信號頻率低于1kHz，所以前級采用RC低通濾波電路。圖5－7 有源低通濾波處理電路圖5－8 輪速處理電路車輪的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)轉(zhuǎn)化為電信號是采用輪速傳感器轉(zhuǎn)化為脈沖信號，經(jīng)過處理，送給ECU做分析計(jì)算。為了使傳感器信號成為CPU能夠接受的信號，必須把輪速信號變換為方波信號。輪速信號的處理電路具有以下功能：將正弦波轉(zhuǎn)換為同頻率的方波信號；在低速時(shí)仍然具有較高的靈敏度；當(dāng)傳感器與齒圈間的氣隙在一定的范圍內(nèi)變化時(shí)，仍然能夠正確進(jìn)行波形變換；電磁兼容性較好，能夠抑制車輛噪聲干擾。低通濾波器對中高頻信號進(jìn)行衰減，其結(jié)構(gòu)見圖5－7，在盡可能的情況下濾除信號噪聲。輪速處理電路信號流程圖見圖5－8。 診斷信號的處理模塊 防抱系統(tǒng)是高可靠性系統(tǒng)，要求有安全系統(tǒng)來保證，因此系統(tǒng)中設(shè)置了完善的診斷模塊分別對電磁閥、傳感器、電源進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)問題時(shí)ABS控制器會(huì)給出紅燈指示，對一些嚴(yán)重的故障，如沒有傳感器信號，ABS會(huì)自動(dòng)關(guān)閉ABS功能，對一些非嚴(yán)重性故障，如某個(gè)電磁閥斷路，ABS系統(tǒng)會(huì)照常工作，只是ABS系統(tǒng)的性能有所降低。同時(shí)系統(tǒng)帶有硬件Watchdog，軟件每隔一段時(shí)間對控制定時(shí)器的引腳進(jìn)行翻轉(zhuǎn)，也是一種安全系統(tǒng)，起到雙保險(xiǎn)的作用。故障診斷回路應(yīng)在系統(tǒng)中任何部件出現(xiàn)故障時(shí)，通過信號燈通知駕駛員，同時(shí)切斷與故障部分相關(guān)部件的供電。其次對于傳感器的監(jiān)測，可通過對輪速信號的軟件處理，以判定故障的存在。由于ABS系統(tǒng)的高可靠性要求，系統(tǒng)一旦發(fā)生故障，應(yīng)該立即使系統(tǒng)關(guān)斷，轉(zhuǎn)入故障狀態(tài)，并將故障記錄在E2PROM中，并使指示燈按照一定的規(guī)則閃亮，顯示故障代碼，使司機(jī)了解系統(tǒng)狀態(tài)。在設(shè)計(jì)中，對ECU進(jìn)行全面的檢測，系統(tǒng)故障檢測包括電磁閥短路、斷路，傳感器短路、斷路及信號幅值過低，供電電源不正常，ECU故障，報(bào)警燈的故障等。系統(tǒng)可以通過RS232接口與故障診斷儀或計(jì)算機(jī)連接，可以進(jìn)行故障診斷和系統(tǒng)測試。輪速傳感器信號的好壞直接關(guān)系到ECU對輪速的采集，如果輪速傳感器出現(xiàn)故障，ECU的所有控制都將失效，如果信號紊亂則會(huì)使控制紊亂。在有輪速信號時(shí)該電路不起作用，在無輪速信號時(shí)，對傳感器進(jìn)行檢測。對于電磁閥的檢測則充分利用TLE6228的檢測端子ST進(jìn)行檢測，如果信號ST不正常，再使用分壓求分壓的辦法進(jìn)行測試。 網(wǎng)絡(luò)通訊接口模塊 局域網(wǎng)絡(luò)控制器(controller area network)總線，即CAN總線，及其相關(guān)的協(xié)議，可以使連接到這個(gè)總線上的各個(gè)站點(diǎn)相互之間進(jìn)行高效率的通信。鑒于CAN網(wǎng)絡(luò)在車輛上的日益廣泛應(yīng)用，為了便于和其他控制系統(tǒng)交換信息，在系統(tǒng)中使用82C250構(gòu)造CAN驅(qū)動(dòng)接口，充分利用164CI的功能，便于以后擴(kuò)展。集成在片上的CAN模塊自動(dòng)對CAN幀的發(fā)送和接收進(jìn)行全自動(dòng)的管理，符合CAN 規(guī)定的要求，即工作在全CAN模式。此模塊能提供最多15個(gè)消息體的全CAN功能。兩種模式都提供獨(dú)立的屏蔽進(jìn)行接收濾波，允許對全CAN模式中若干標(biāo)識(shí)符進(jìn)行接收，也允許對基本CAN模式中若干標(biāo)識(shí)符不作接收。位的時(shí)序由XCLX驅(qū)動(dòng)產(chǎn)生，數(shù)據(jù)率可以通過編程改變，最大為1兆波特。 系統(tǒng)電源管理模塊 圖5－11 TLE4270電源示意圖車輛采用的電源電壓較集成電路所能承受的電壓高很多，必須使用DC/DC模塊。采用一般的低壓差開關(guān)電源模塊就能滿足要求，盡量不使用帶電感的模塊。在電源模塊輸出電壓下降到一定程度時(shí)，應(yīng)使CPU復(fù)位。八位單片機(jī)在檢測到164CI工作不正常時(shí)，通過MAX705使其復(fù)位。 控制器硬件實(shí)現(xiàn)現(xiàn)階段進(jìn)行ABS控制器的基本功能開發(fā)，采用Protel 99 SE繪制電路圖和PCB布線版圖。圖5－12－1 ABS 控制器原理圖圖5－12－2 ABS控制器電路板圖本文研究了ABS的基本原理和實(shí)現(xiàn)方法，通過對ABS基本理論的分析，設(shè)計(jì)出了一種ABS電子控制單元的硬件電路，并使用Protel 99 SE 軟件繪制出了控制電路的原理圖和PCB布線電路板圖。能夠保證ABS控制器硬件電路安全、高效、可靠地工