硬件主要包括.doc

汽车电子的简单分类l 一类是汽车电子控制装置：要和车上机械系统进行配合使用，即所谓“机电结合”的汽车电子装置。l 另一类是车载汽车电子装置：在汽车环境下能够独立使用的电子装置，它和汽车本身的性能并无直接关系。硬件主要包括：传感器、 ECU、执行机构等。软件主要包括：采集程序、控制程序、输出控制程序、自诊断程序、监控程序等。计算机控制系统的工作过程实时数据采集对被控参数的瞬时值进行检测、转换并输入到计算机中实时决策对采集到的表征被控参数的状态量进行分析，并按已定的控制规律进行计算，决定进一步的控制策略实时控制根据决策，适时地对执行机构发出控制信号。汽车电子控制系统硬件的组成第一部分：信号采集部分，由若干个传感器所组成第二部分：对传感器的各种输入信号进行分析处理，向被控制装置输出控制信号的电子控制单元ECU；第三部分：根据ECU的输出信号，具体完成对控制对象操作的执行器。 传感器的概念：传感器是能感受规定的被测量（物理或化学等量，一般为非电量），并按照一定规律转换成可用输出信号（电量）的器件或装置。输出信号有多种形式，如电压、电流、频率、脉冲长度等车用传感器的组成按照定义，通常可以将传感器分为敏感元件和转换元件两个组成部分。敏感元件是指传感器中能直接感受被测量的部分，转换元件指传感器中能将敏感元件的输出转换为适于传输和测量的电信号部分。磁电式转速传感器是利用感应原理在线圈的两端产生电压 ，即当铁磁齿轮在永磁铁附近旋转时，通过线圈的磁力线发生变化，在线圈中就会产生感应电压。感应电压 与磁通 的变化率成正比，即氧化锆型O2传感器氧化锆(ZrO2)固体电解质具有当温度升高时，使氧离子在它的内部容易移动的性质. 将ZrO2烧结成试管状并在内侧和外侧镀有白金电极；其内侧注入大气并使氧浓度保持一定，而外侧则处于接触排气的状态。当两级间产生氧浓度差时，氧离子就从氧浓度高的一侧向低的一侧流动，从而产生电动势. 当浓混和气燃烧所生产的废气遇上外侧的白金电极时，在白金的催化作用下其残余的微量O2与废气中的CO和HC产生反应，使外侧白金表面上的O2几乎全部消失。而此时它与内侧电极的氧浓度之差达到最大，可产生较大的电动势。当稀混合气燃烧时，因为废气中含有高浓度的O2和低浓度的CO和HC，即使O2和CO发生反应，外测电极表面上还有剩余的O2。所以，氧浓度差小，几乎不产生电动势。氧化钛型O2传感器氧化钛（TiO2）在大气中具有绝缘性。而在某一温度以上时，Ti和O之间的结合性减弱，在氧气极少状态下出现脱氧，变成低电阻的氧化半导体。脱氧的氧化钛的电阻迅速下降。但是，在存在氧气的环境中，它又能重新获取氧气，所以，电阻值又可以恢复到原来的值。当浓混合气燃烧时的废气可使其电阻低，而稀混合气燃烧的废气又可使其中呈现高的电阻值。因而，通过判断电阻值的高低对空燃比作反馈控制物理层有四个重要特性：v 机械特性：规定了可接插连接器的形状尺寸、连接器中引脚的数量与排列情况等。v 电气特性：规定了传输二进制比特流时线路上信号电平的高低、阻抗及阻抗匹配、传输速率与距离限制。v 功能特性：规定了物理接口上各条信号线的功能分配和确切定义。v 规程特性：定义了利用信号线进行二进制比特流传输的一组操作过程，包括各信号线的工作规则和时序。 CAN总线标准包括物理层、数据链路层，其中链路层定义了不同的信息类型、总线访问的仲裁规则及故障检测与故障处理的方式。当CAN 总线上的一个节点(站)发送数据时，它以报文形式广播给网络中所有节点。每组报文开头的11位字符为标识符(CAN2.0A)，定义了报文的优先级，这种报文格式称为面向内容的编址方案。CAN-BUS系统组成：CAN收发器: 安装在控制器内部，同时兼具接收和发送的功能，将控制器传来的数据化为电信号并将其送入数据传输线。数据传输终端：是一个电阻，防止数据在线端被反射，以回声的形式返回，影响数据的传输。数据传输线：双向数据线，由高低双绞线组成。位速率： 不同的系统，CAN的速度不同。在一个给定的CAN系统里，位速率是唯一固定的。远程数据请求：通过发送远程帧，需要数据的节点可以请求另一节点发送相应数据帧。仲裁：当总线开放时任何单元均可开始发送报文，运用非破坏性逐位仲裁规则解决潜在冲突：在标识符（仲裁区）发送期间，每个发送器都监测总线上当前的电平，并与它发送的电平进行比较，如果相等则继续发送，如果发送一个隐性位（1）而检测到的是一个显性位（0），那么此节点失去仲裁，立即停止后续位的发送。CAN总线规范采用了ISO-OSI（Open System Interconnection Reference Model，开放式通信系统互联参考模型）的三层网络结构，有三种不同的器件与之相对应。对应物理层的是收发器；对应数据链路层的是CAN控制器；应用层上主要是用户特殊的应用，对应的器件是微控制器。 车用ECU的功用: 根据电子控制器内存储的程序对传感器输入的各种信息进行运算、处理、判断，然后输出指令，控制有关执行器的动作，达到快速、准确、自动控制被控车辆部件工作的目的。将来自传感器的输入信号进行转换，成为能够处理和分析的信息；输入根据控制要求进行算术运算或逻辑运算；微机控制将运算结果转换成驱动执行机构工作的信号。输出ECU的基本结构（1）:将来自传感器的输入信号进行转换，使其成为能够处理和分析的信息。（2）:根据控制要求进行算术运算或逻辑运算。（3）：将运算结果转换成驱动执行机构工作的信号。ECU的输入接口主要包括两部分：AD转换器(模数转换器),数字输入调理器：由数字电路和模拟电路组成运算器：进行加、减、乘、除等算术运算及逻辑运算的器件。存储器：存储程序、原始数据及计算步骤、运算的中间和最终结果的器件。控制器：控制微控制器各部件按程序自动执行指定操作的器件。微控制器功能结构在微控制器的芯片上，集成的主要部分有CPU、时钟发生模块、复位与中断模块、系统操作正常监视模块、低电压禁止模块、存储器模块、输入输出I/O口、定时器，各部分之间通过内部总线相连存储器分类a) 内存储器：概念：由半导体集成电路芯片所组成，用来存放当前运行所需要的程序与数据。特点：内存工作速度快，可以直接与CPU交换数据、参与运算。但内存的容量有限，通常为几十到几百兆字节(MB)。b) 外存储器：容量很大，但工作速度低，不能直接参与计算机的运算。如磁带、磁盘等。通常采用的“片选”方法有两种，即线选法和译码法。其中译码法又分为全译码法和部分译码法两种。定时器具有定时溢出、输入捕捉、输出比较、PWM脉冲输出等功能。复位的概念指单片机的复位，也称系统复位。复位是单片机在开始工作之前所处的一种预备状态，或在系统出