车辆电子控制系统-控制器

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车辆电子控制系统

－控制器ECU收集信息的传感器

信息处理器(ECU)控制部件的执行器输入输出

上次内容复习（1）

ECU的功用和基本结构（2）微控制器功能结构时钟发生模块CPU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口定时器作业：1．列举几种车用ECU的种类。2．车用ECU的基本结构包含哪些？各部分的功用是什么？3.半导体存储器的类型有哪些：分别说明它们各自的特点和适用范围。4.一单片机系统有一容量为8KB的EPROM，其起始地址为2000H，一外设端口的地址号为4F08H，试用全译码法编址。

要求：画出连线示意图，并给出EPROM的地址范围。微控制器介绍－输入输出I/O接口：异步串行通信接口SCI

MC68HC08系列微控制器的SCI系统是一个通用异步接收器/发送器UART类型的异步通信接口，通过串行通信协议（如RS-232）同主机系统通信。加驱动后SCI能在相对长的距离上通信，多个微控制器可以通过各自的SCI相连组成串行通信网络。概述微控制器介绍－输入输出I/O接口：在一般应用中，CPU简单地把数据写入并行数据寄存器即可实现发送一个格式化串行字符，SCI系统完成发送数据的所有细节工作，包括附加起始位和停止位以符合串行格式。发送器有一个两字节的发送队列，这样CPU就有更多的时间准备其他字节。微控制器介绍－输入输出I/O接口：

SCI的接收器自动探测一个字节的起始位，并通过采样接收数据。接收串行数据并转换成并行数据的所有工作均由SCI完成，不需要CPU的干预。接收数据后，CPU简单地从数据接收寄存器读取数据即可。微控制器介绍－输入输出I/O接口：串行通信工作方式A机B机数据A机B机数据A机B机数据（a）单工（b）半双工（c）全双工微控制器介绍－输入输出I/O接口：RS-232C是美国电子工业协会公布的异步串行通信协议，也是目前最常用的串行通信标准，用来实现计算机与计算机之间、计算机与外设之间的数据通信。RS-232C适用于设备之间的通信距离不大于15m，传输速率最大为20kb/s。RS-232C标准微控制器介绍－输入输出I/O接口：

接口信号：现在常用RS-232C标准接口采用9针插座头。引脚号缩写符信号方向说明123456789DCDRxDTxDDTRSGDSRRTSCTSRI输入输入输出输出输入输出输入输入数据载波检测接收数据发送数据数据终端设备（DTE）准备好信号地数据通信设备（DCE）准备就绪请求发送清除发送振铃指示微控制器介绍－输入输出I/O接口：TxD/RxD：一对数据线，TxD称发送数据输出，RxD称接收数据输入。当进行计算机之间直接通信（无MODEM）时，双方的这两根线应交叉联接，也称之为扭接。SG：信号地，与信号构成耦合回路。TxD/RxD中的一条加上SG就能工作了。其余信号在通信协议时使用，主要用于双方设备通信过程中的联络（握手信号），有时通信线同一端可以将相关信号短接以“自握手”方式满足联络要求。微控制器介绍－输入输出I/O接口：RTS/CTS：请求发送信号RTS是发送器输出的准备好信号。接收方准备好后送清除发送信号CTS后，发送数据开始。在同一端将这两个信号短接意味着只要发送器准备好即可发送。DTR/DSR

数据终端准备好时发DTR信号，在收到数据通信装置准备好DSR信号后方可通信。上面两个信号与MODEM应用有关，可以“自握手”方式短接。微控制器介绍－输入输出I/O接口：DCD

载波检测（接收线路信号检测）。原意是MODEM检测到线路中的载波信号后，通知终端准备接收数据的信号，在没有MODEM的情况下，可以和DSR、DTR信号短接。微控制器介绍－输入输出I/O接口：

电气特性为了提高通信的抗干扰性和数据传输的可靠性，RS-232C采用负逻辑，即逻辑1取-3V~-15V，逻辑0取+3V~15V。

RS-232C连接方法

一般来讲，只要用RS-232C电缆直接相连即可。微控制器介绍－输入输出I/O接口：计算机终端2RxDOUT3TxDIN5SGRxD

发送数据TxD

接收数据SG地计算机/终端的完整连接微控制器介绍－输入输出I/O接口：

RS-232C标准接口的实现及电平转换

完成异步通信的硬件电路称为UART。符合RS-232C标准的UART很多，如PC机用以实现RS-232C通信接口的IN8250。完整的UART具有可编程性，每个字符可以包含5个或6、7、8个位，有1个或多于1个停止位及奇偶校验位。

完成异步通信的电平与大多数系统采用的TTL/CMOS电平不兼容，因此需要有接口电路完成电平转换工作。微控制器介绍－输入输出I/O接口：SCI使用标准的数据格式（一个起始位，8个或9个数据位和一个停止位），最常用的数据格式是8位的。数据格式

起始位

信息位

停止位012345678

下一个起始位微控制器介绍－输入输出I/O接口：基本特点：高电平为逻辑0，低电平为逻辑1；发送/接收数据空闲时TxD、RxD线为高电平；发送、接收数据串的第一位是起始位（逻辑1）；数据的LSB被首先发送、接收；数据串的最后一位是停止位（逻辑0）；第10位为低时则中断（如果中断允许）。微控制器介绍－输入输出I/O接口：SCI包括7个寄存器（SCC1、SCC2、SCC3、SCS1、SCS2、SCDR和SCBR）和2个外部引脚（RxD和TxD）。当SCI接收器和发送器被允许时，SCI逻辑控制RxD和TxD，否则它们只作为普通的并行输入线。SCI寄存器微控制器介绍－输入输出I/O接口：①波特率寄存器SCBR：－SCP1SCP0－SCR2SCR1SCR0波特率寄存器－76543210用来选择SCI系统的波特率。波特率由微控制器总线时钟分频而来。微控制器介绍－输入输出I/O接口：

SCP1~SCP0为预分频选择。SCP1SCP0预分频值（PD）0011010113413预分频值微控制器介绍－输入输出I/O接口：

SCR2~SCR0为分频选择。SCR2SCR1SCR0分频值（BD）0000111100110011010101011248163264128分频值微控制器介绍－输入输出I/O接口：波特率发生器分频原理除以4总线频率SCP1~SCP0预分频控制，除以NSCR2~SCR0分频控制，除以M除以16接收时钟，M=1，2，…，128预分频输出，N=1，3，4，13发送频率（波特率）波特率发生器分频示意图微控制器介绍－输入输出I/O接口：波特率计算公式：波特率＝内部总线频率/(64×PD×BD)微控制器介绍－输入输出I/O接口：②串行通信控制寄存器1（SCC1）：

ENSCI－SCI允许位。当该位置1时，允许SCI；WAKE－唤醒条件选择。1为地址唤醒，0为空闲线唤醒。ENSCITXINVMWAKEILTYPENPTY串行通信控制寄存器1LOOPS76543210微控制器介绍－输入输出I/O接口：M－字符长度选择。置位时为9位，清零时为8位；ILTY－空闲线方式选择。1为从停止位开始计数；0为从开始位开始计数。

PEN－SCI奇偶校验允许位。置位时允许奇偶校验。PTY－校验类型选择。1为奇校验，0为偶校验。微控制器介绍－输入输出I/O接口：

SCTIE－SCI发送中断允许位。置位时，允许SCI发送中断。TCIE－发送完成中断允许位。置位时，允许发送完成中断。SCRIE－接收中断允许位。置位时，允许DCI接收中断。③串行通信控制寄存器2（SCC2）：TCIESCRIEILIETERERWUSBK串行通信控制寄存器2SCTIE76543210微控制器介绍－输入输出I/O接口：

ILIE－空闲中断允许位。置位时，允许空闲中断。TE－发送允许位。置位时，允许发送器。RE－接收允许位。置位时，允许接收器。RWU－接收唤醒位。置位时，接收器处于等待状态，并关闭接收中断。当SCC1的WAKE位决定的唤醒条件发生时，接收器退出等待状态，并清零RWU位。SBK－终止位。置位时，发送终止码。微控制器介绍－输入输出I/O接口：在一般系统中，TE和RE写入1以允许SCI子系统的接收器和发送器工作。而ILIE、RWU和SBK不常用，写入0以禁止这些功能。例如一个系统不用中断，就要在初始化时向SCC2写入0xc0。微控制器介绍－输入输出I/O接口：

R8－接收位8，只读。T8－发送位8。ORIE、FEIE、PEIE－接收器溢出中断允许位、接收器帧错误中断允许位、接收器奇偶错中断允许位。置位时，允许中断。④串行通信控制寄存器3（SCC3）：T8DMAREDMATEORIENEIEFEIEPEIE串行通信控制寄存器3R876543210微控制器介绍－输入输出I/O接口：

SCTE－发送缓冲区空标志。TC－发送完成标志。SCRF－接收缓冲区满标志。

IDLE－接收器空闲标志。

OR－接收器溢出标志。NF、FE、PE－接收器错误标志。⑤串行通信状态寄存器1（SCS1）：TCSCRFIDLEORNFFEPE串行通信状态寄存器1SCTE76543210微控制器介绍－输入输出I/O接口：

BKF－终止码标志位。表示检测到终止码。RPF－正在接收标志。置位时表示正在接收。⑥串行通信状态寄存器2（SCS2）：-----BKFRPF串行通信状态寄存器1-76543210微控制器介绍－输入输出I/O接口：⑦串行通信数据寄存器（SCDR）：-----串行通信状态寄存器1-76543210

具有双重功能，读时是接收寄存器，写时是发送寄存器。微控制器介绍－输入输出I/O接口：串行外围接口(SPI)引脚SSSCKMOSIMISO单片机微控制器介绍－输入输出I/O接口：MISO——主机输入从机输出方式MOSI——主机输出从机输入方式SCK——串行时钟用于使从MISO和MOSI线输入和输出的数据同步；由于SCK是从主机产生的，对于从机，该线为输入。SS——从机选择用于选择一个从机；在数据传输前，SS必须为低电平，并且在整个传输过程中，一直保持低电平。微控制器介绍－定时器定时器

MC68HC08系列微控制器的定时器是主管定时的系统，可以提供多个独立的定时器。