汽车ASR系统设计 - 图文(6)

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RTS005安装在节气门位置，将节气门阀的角度转变成电信号输出。随着节气门的打开，信号电压增大。在传感器内部，电刷始终与基片接触。在接触点，有效电压是一个信号电压，表明节气门阀的位置 产品基本性能如下： 1、工作电压：5VDC； 2、工作电流：≤8mA；

3、有效转角范围：0～103°任选（由用户指定）； 4、输出电压范围：0～5V任选（由用户指定）；

5、角度读出精度：优于0.1°（具备12bit分辨率和10bit精度）； 6、使用温度范围：－40℃～125℃； 7、储存温度范围：－40℃～150℃；

8、工作环境湿度：小于等于95%，（不结露）； 9、旋转寿命：≥5*106次； 10、符合RoHS标准；

转轴顺时针旋转时输出电压上升的单路输出特性图：

（图中的V1、V2、α1和α2由用户提供，都是在出厂时我们按用户要求把它固定了，用户就不能再改变它了。）V1=1V V2=2V α1=0o α2=6o

图3—5 传感器输出

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3.2 发动机中控制中的节气门控制

3.2.1 节气门的介绍

主节气门由驾驶员的节气门踏板来控制，辅助节气门由步进电机控制步进电机每步3o。结构如图3—6所示

图3—6 节气门总成图

1—副节气门 2—步进电机 3—节气门体 4—主节气门位置传感器 5—副节气门位置传感器

副节气门的执行器一般由步进电动机和传动机构组成，步进电动机根据ASR控制单元输出的脉冲信号转动规定的转角，通过传动机构带动副节气门转动。传动机构主要通过装在壳体上的旋转轴、主动齿轮、齿扇等实现对副节气门开度的控制。副节气门执行器不动作时，副节气门全开，如图 3—7 (a)所示，此时发动机输出达到最大;当需要适当减小输出转矩时，副节气门执行器使副节气门阀打开一半如图 (b)所示);若需要大大降低输出转矩时，副节气门执行器使副节气门全闭如图(c)所示。[8]

图3—7副节气门的工作原理

a）全开位置 b）半开位置 c）全关位置 1—扇形（从动）齿轮 2—主节气门 3—副节气门 4—主动齿轮

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3.2.2 步进电机的选择

选择的是反应式步进电机中的28BF001 型号 相布电相最大静转分配方式 数 距压 电矩 角/o /V 流/(N*m) /A 28BF001 3 3 27 0.8 0.0245 3相6拍 α=360o/(zm) z—转子齿数；

m—运行拍数，通常等于相数或相数的整数倍数，即m=KN（N为电动机的相数，单拍时K=1，双拍时K=2）。

相数N=3，单拍时K=1, m=KN，m=3； 所以z=40。

外形尺寸 /mm 转子动惯量 /10-5KG*m2 0.04 φ28*32 3.3 汽车ASR系统的电子控制单元

ECU是ASR 系统的控制中心，其功能是接受四个轮上传感器送来的轮速信号及其他传感器输入的信号，进行测量、分析、比较和判别处理，通过精确计算，得出制动时车轮的滑转率，再和最佳滑转率比较，看是否偏离最佳滑转率，然后再由其输出级发出控制信号给液压控制单元，来对滑转率进行调整。另外，ECU还要进行故障自诊断，如 ASR 有故障，则点亮警报灯，并自动切换到常规制动状态。ECU通常用性能较好的单片机实现。

[9]

根据系统功能要对单片机模块进行设计，要整个单片机部分分为传感器电路、时钟电

路、复位电路以及执行元件个部分。

1、处理执行元件

单片机我们采用AT89C51(其引脚)如图4－1，相较于INTEL公司的8051它本身带有一定的优点。AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存贮器的低电压，高性能CMOS 8位微处理器，俗称单片机。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器， AT89C单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。 主要特性：

·与MCS-51 兼容

·4K字节可编程闪烁存储器 寿命：1000写/擦循环

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·数据保留时间：10年 ·全静态工作：0Hz-24Hz ·三级程序存储器锁定 ·128*8位内部RAM ·32可编程I/O线

·两个16位定时器/计数器 ·5个中断源 ·可编程串行通道 ·低功耗的闲置和掉电模式

·片内振荡器和时钟电路 管脚说明： 1.VCC：供电电压； 2.GND：接地；

3.P0口：P0口为一个8位

漏极开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。当P1口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。在FIASH编程时，P0 口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。

4.P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在FLASH编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。

5.P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。

6.P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。 P3口也可作为AT89C51的一些特殊功能口，如下表4－1所示：

7.RST：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。

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8.ALE/PROG：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平时，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。然而要注意的是：每当用作外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲。如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。

表4-1 P3口的第二功能

引 脚 P3.0 P3.1 P3.2 P3.3 P3.4 P3.5 P3.6 P3.7

第二功能 RXD TXD INT0 INT1 T0 T1 WR RD

信 号 名 称 串行数据接收 串行数据发送 外部中断0请求 外部中断1请求 定时器/计数器0计数输入 定时器/计数器1计数输入

外部RAM写选通 外部RAM读选通

P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。

此时， ALE只有在执行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，该引脚被略微拉高。如果微处理器在外部执行状态ALE禁止，置位无效。

9./PSEN：外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次/PSEN有效。但在访问外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN信号将不出现。 10./EA/VPP：当/EA保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（0000H-FFFFH），不管是否有内部程序存储器。注意加密方式1时，/EA将内部锁定为RESET；当/EA端保持高电平时，此间内部程序存储器。在FLASH编程期间，此引脚也用于施加12V编程电源（VPP）。

11.XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。 12.XTAL2：来自反向振荡器的输出。

振荡器特性：

XTAL1和XTAL2分别为反向放大器的输入和输出。该反向放大器可以配置为片内振荡器。石英振荡和陶瓷振荡均可采用。如采用外部时钟源驱动器件，XTAL2应不接。有余输入至内部时钟信号要通过一个二分频触发器，因此对外部时钟信号的脉宽无任何要求，但必须保证脉冲的高低电平要求的宽度。

芯片擦除：

整个PEROM阵列和三个锁定位的电擦除可通过正确的控制信号组合，并保持ALE管脚

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