直流調速系統的SIMULINK仿真

　　靈活的中斷結構

　　DSC架構的中斷結構具有極高的靈活性。通常，支持大量的可獨立選擇和設定優(yōu)先級的中斷源和向量(對于包含多個(gè)傳感器和執行機構的應用非常有用！)。中斷延時(shí)具有高度的確定性，便于系統開(kāi)發(fā)人員進(jìn)行設計。

　　大多數汽車(chē)應用需要對常量進(jìn)行存儲，這些常量可用于根據環(huán)境條件、傳感器的種類(lèi)和預先測得的偏移量校準傳感器的輸出數據。后處理算法也會(huì )使用到常量，比如濾波系數、活塞尺寸和目標空氣-燃油比等預先確定的系統特性參數，以及誤差門(mén)限值。若在RAM中存儲這些常量會(huì )浪費數據存儲器的容量。DSC器件通常有閃存程序存儲器和閃存數據EEPROM，這些存儲器可用來(lái)可靠而高效地存儲和訪(fǎng)問(wèn)這些常量。在具有閃存的DSC中，用戶(hù)程序甚至可以根據環(huán)境、數據或工作條件的變化實(shí)時(shí)修改這些常量。在許多系統中，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(xiě)代碼段或常量。

　　在線(xiàn)串行編程(ICSP^TM)

　　閃存DSC允許用戶(hù)使用一種稱(chēng)為“在線(xiàn)串行編程(In-Circuit Serial Programming?)”的方法在現場(chǎng)方便地升級應用程序固件。這允許在不同的汽車(chē)子系統和不同的工作/環(huán)境條件下重復使用同一個(gè)控制器，此外還允許修正軟件漏洞、校準傳感器，以及在保證開(kāi)銷(xiāo)和延時(shí)最少的情況下，使功能得到增強。

　　高分辨率模數轉換器(ADC)

　　傳感器在許多汽車(chē)子系統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，以便允許對輸入量的快速微小變化進(jìn)行測量。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，從而產(chǎn)生最佳的轉矩。分辨率小于12位或非線(xiàn)性誤差大于1個(gè)最低有效位(LSB)的ADC無(wú)法滿(mǎn)足多數汽車(chē)功能的需要。在某些子系統中，采樣速度是考慮的重點(diǎn)，尤其是在氣囊控制等對安全要求嚴格的功能中。在其他情況下，主要考慮的可能是同時(shí)測量不同物理量的能力。例如，主動(dòng)懸架系統可能需要同時(shí)獲取對汽車(chē)速度、加速度、車(chē)身/車(chē)輪相對運動(dòng)和轉向角度的采樣。應根據模塊所需的ADC功能選擇合適的DSC器件。

　　脈寬調制(PWM)

　　汽車(chē)系統中使用的一些閥門(mén)和執行機構由占空比可變的脈沖控制。PWM控制功能的兩個(gè)常見(jiàn)實(shí)例為：燃油噴射閥，該閥門(mén)會(huì )在脈沖有效時(shí)開(kāi)啟以控制噴射到汽缸中的燃油量；以及點(diǎn)火發(fā)生器，當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。動(dòng)力轉向、自動(dòng)變速器和空調等子系統均包含復雜的電機控制算法。有些DSC具備多種片內外設來(lái)支持此類(lèi)高級PWM算法。

　　正交編碼器接口(QEI)

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

　　控制器局域網(wǎng)(CAN)

　　由于一輛汽車(chē)包含許多處理器來(lái)執行各種各樣的功能，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)傳感器對同一個(gè)物理量進(jìn)行重復測量，此外還能在系統級進(jìn)行有效的監視和診斷。例如，電池監視的功能，MCU不僅需要不時(shí)地測量電池 的電壓，還要將控制信號發(fā)送給各種其他模塊以控制它們的開(kāi)關(guān)，從而優(yōu)化電池的使用并確保汽車(chē)啟動(dòng)。CAN總線(xiàn)標準在汽車(chē)網(wǎng)絡(luò )的通信標準中處于重要地位。許多 DSC包含一個(gè)或多個(gè)片內CAN控制器，使之自然而然地成為了應用在汽車(chē)設計中的不二選擇。在汽車(chē)網(wǎng)絡(luò )中使用DSC，借助軟件對高層協(xié)議(如，符合 OSEK標準的實(shí)時(shí)操作系統和CAN應用層實(shí)現方案)的支持，還可實(shí)現其他額外功能。

　　典型應用

　　下面列出了數字信號控制器在汽車(chē)中的典型應用。

　　·  電子動(dòng)力轉向

　　·  電子離合器和變速箱控制

　　·  防翻滾和穩定性控制

　　·  車(chē)廂噪聲消除

　　·  高級電池監視系統

　　·  氣囊控制

　　·  點(diǎn)火控制

　　·  泊車(chē)傳感器

　　·  燃油壓力傳感器

　　·  溫度控制

　　·  引擎爆震檢測

　　·  引擎熄火檢測

　　·  自適應導航控制

　　·  燃料電池

　　·  車(chē)內娛樂(lè )設施

　　·  車(chē)載免提電話(huà)套件

　　·  基于人體生物學(xué)的無(wú)鑰門(mén)禁

　　結論

　　隨著(zhù)汽車(chē)系統對功能性、連通性和數學(xué)運算能力的要求越來(lái)越高，如Microchip DSPIC30F系列等16位數字信號控制器將是用在許多汽車(chē)子系統中的處理器架構的理想之選。越來(lái)越多的新穎而強大的功能，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(chē)設計領(lǐng)域中。這進(jìn)一步加深了對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(lèi)架構在大量汽車(chē)應用中的使用。