直流調(diào)速系統(tǒng)的SIMULINK仿真

　　靈活的中斷結(jié)構(gòu)

　　DSC架構(gòu)的中斷結(jié)構(gòu)具有極高的靈活性。通常，支持大量的可獨(dú)立選擇和設(shè)定優(yōu)先級(jí)的中斷源和向量(對(duì)于包含多個(gè)傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的應(yīng)用非常有用！)。中斷延時(shí)具有高度的確定性，便于系統(tǒng)開發(fā)人員進(jìn)行設(shè)計(jì)。

　　大多數(shù)汽車應(yīng)用需要對(duì)常量進(jìn)行存儲(chǔ)，這些常量可用于根據(jù)環(huán)境條件、傳感器的種類和預(yù)先測(cè)得的偏移量校準(zhǔn)傳感器的輸出數(shù)據(jù)。后處理算法也會(huì)使用到常量，比如濾波系數(shù)、活塞尺寸和目標(biāo)空氣-燃油比等預(yù)先確定的系統(tǒng)特性參數(shù)，以及誤差門限值。若在RAM中存儲(chǔ)這些常量會(huì)浪費(fèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的容量。DSC器件通常有閃存程序存儲(chǔ)器和閃存數(shù)據(jù)EEPROM，這些存儲(chǔ)器可用來(lái)可靠而高效地存儲(chǔ)和訪問(wèn)這些常量。在具有閃存的DSC中，用戶程序甚至可以根據(jù)環(huán)境、數(shù)據(jù)或工作條件的變化實(shí)時(shí)修改這些常量。在許多系統(tǒng)中，還有可能使用控制器局域網(wǎng)(CAN)等串行通信通道，使用自舉程序算法來(lái)重新編寫代碼段或常量。

　　在線串行編程(ICSP^TM)

　　閃存DSC允許用戶使用一種稱為“在線串行編程(In-Circuit Serial Programming?)”的方法在現(xiàn)場(chǎng)方便地升級(jí)應(yīng)用程序固件。這允許在不同的汽車子系統(tǒng)和不同的工作/環(huán)境條件下重復(fù)使用同一個(gè)控制器，此外還允許修正軟件漏洞、校準(zhǔn)傳感器，以及在保證開銷和延時(shí)最少的情況下，使功能得到增強(qiáng)。

　　高分辨率模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)

　　傳感器在許多汽車子系統(tǒng)中的廣泛使用促使具有足夠速度和分辨率的片上ADC成為迫切需要，以便允許對(duì)輸入量的快速微小變化進(jìn)行測(cè)量。在閉環(huán)工作中尤其重要，比如要采樣進(jìn)氣歧管壓力以確定點(diǎn)火的精確時(shí)機(jī)，從而產(chǎn)生最佳的轉(zhuǎn)矩。分辨率小于12位或非線性誤差大于1個(gè)最低有效位(LSB)的ADC無(wú)法滿足多數(shù)汽車功能的需要。在某些子系統(tǒng)中，采樣速度是考慮的重點(diǎn)，尤其是在氣囊控制等對(duì)安全要求嚴(yán)格的功能中。在其他情況下，主要考慮的可能是同時(shí)測(cè)量不同物理量的能力。例如，主動(dòng)懸架系統(tǒng)可能需要同時(shí)獲取對(duì)汽車速度、加速度、車身/車輪相對(duì)運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)向角度的采樣。應(yīng)根據(jù)模塊所需的ADC功能選擇合適的DSC器件。

　　脈寬調(diào)制(PWM)

　　汽車系統(tǒng)中使用的一些閥門和執(zhí)行機(jī)構(gòu)由占空比可變的脈沖控制。PWM控制功能的兩個(gè)常見實(shí)例為：燃油噴射閥，該閥門會(huì)在脈沖有效時(shí)開啟以控制噴射到汽缸中的燃油量；以及點(diǎn)火發(fā)生器，當(dāng)脈沖下降為低電壓電平時(shí)，產(chǎn)生火花。DSC支持自動(dòng)產(chǎn)生具有指定波形和極性的PWM信號(hào)。動(dòng)力轉(zhuǎn)向、自動(dòng)變速器和空調(diào)等子系統(tǒng)均包含復(fù)雜的電機(jī)控制算法。有些DSC具備多種片內(nèi)外設(shè)來(lái)支持此類高級(jí)PWM算法。

　　正交編碼器接口(QEI)

　　精確而快速地測(cè)量汽車以及其中的各種機(jī)械構(gòu)件的速度和位置對(duì)于有效控制汽車運(yùn)行的許多方面非常重要。例如，防碰撞系統(tǒng)需要測(cè)量速度和加速度。通常選擇正交編碼器(如光電編碼器)作為這一測(cè)量的傳感器。有些DSC包含內(nèi)部正交編碼器接口，能夠在軟件開銷最少的情況下有效解碼正交編碼器產(chǎn)生的信號(hào)?！　?/p>

　　控制器局域網(wǎng)(CAN)

　　由于一輛汽車包含許多處理器來(lái)執(zhí)行各種各樣的功能，因此為了共享傳感器和控制信息，不同子系統(tǒng)之間有效而可靠的通信就非常重要。模塊之間相互通信的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是它不需要用多個(gè)傳感器對(duì)同一個(gè)物理量進(jìn)行重復(fù)測(cè)量，此外還能在系統(tǒng)級(jí)進(jìn)行有效的監(jiān)視和診斷。例如，電池監(jiān)視的功能，MCU不僅需要不時(shí)地測(cè)量電池 的電壓，還要將控制信號(hào)發(fā)送給各種其他模塊以控制它們的開關(guān)，從而優(yōu)化電池的使用并確保汽車啟動(dòng)。CAN總線標(biāo)準(zhǔn)在汽車網(wǎng)絡(luò)的通信標(biāo)準(zhǔn)中處于重要地位。許多 DSC包含一個(gè)或多個(gè)片內(nèi)CAN控制器，使之自然而然地成為了應(yīng)用在汽車設(shè)計(jì)中的不二選擇。在汽車網(wǎng)絡(luò)中使用DSC，借助軟件對(duì)高層協(xié)議(如，符合 OSEK標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)和CAN應(yīng)用層實(shí)現(xiàn)方案)的支持，還可實(shí)現(xiàn)其他額外功能。

　　典型應(yīng)用

　　下面列出了數(shù)字信號(hào)控制器在汽車中的典型應(yīng)用。

　　·  電子動(dòng)力轉(zhuǎn)向

　　·  電子離合器和變速箱控制

　　·  防翻滾和穩(wěn)定性控制

　　·  車廂噪聲消除

　　·  高級(jí)電池監(jiān)視系統(tǒng)

　　·  氣囊控制

　　·  點(diǎn)火控制

　　·  泊車傳感器

　　·  燃油壓力傳感器

　　·  溫度控制

　　·  引擎爆震檢測(cè)

　　·  引擎熄火檢測(cè)

　　·  自適應(yīng)導(dǎo)航控制

　　·  燃料電池

　　·  車內(nèi)娛樂(lè)設(shè)施

　　·  車載免提電話套件

　　·  基于人體生物學(xué)的無(wú)鑰門禁

　　結(jié)論

　　隨著汽車系統(tǒng)對(duì)功能性、連通性和數(shù)學(xué)運(yùn)算能力的要求越來(lái)越高，如Microchip DSPIC30F系列等16位數(shù)字信號(hào)控制器將是用在許多汽車子系統(tǒng)中的處理器架構(gòu)的理想之選。越來(lái)越多的新穎而強(qiáng)大的功能，包括新興的混合動(dòng)力 (Hybrid)技術(shù)和燃料電池技術(shù)，正快速引入到汽車設(shè)計(jì)領(lǐng)域中。這進(jìn)一步加深了對(duì)DSC所具有的功能和多樣性的需求。OSEK、基于CAN的協(xié)議棧、 TCP/IP以及預(yù)先打包的DSP算法等軟件工具的存在將進(jìn)一步推進(jìn)此類架構(gòu)在大量汽車應(yīng)用中的使用。