摘要：一种基于dsp的新型汽车无分电器点火装置

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1、摘要：一种基于DSP的新型汽车无分电器点火装置。在该装置中，DSP用于点火控制和与PC机进行通信，Intel8751单片机用于系统实时监控和备用点火。该装置的特点是：点火正时特性好，控制灵活性强，能适应发动机各种工况并具备自诊断功能，能与PC机进行通信并进行程序和数据更新。  关键词：DSP电子点火无分电器点火装置点火提前角随着电子技术的迅猛发展和绿色环保的要求，人们对汽车发动机点火系统性能的求越来越高，不仅要求实时性强、点火正时特性好、抗干扰能力强，而且要求集成较高、减少故障点、具有自诊断和备用点火功能，同时还要求与PC机通讯并能进行系统软件升级、重要数据更新和在线系统仿真。下面介绍一种

2、基于DSP的新型汽车无分电器点火装置。1系统构成系统中央处理单元ECU由一片DSP和一片通用单片机组成。DSP主要用于对信号的采集、处理，控制算法实现，与辅助单元和PC机进行通讯；单片机主要用于系统监测和备用点火等。系统结构框图如图1所示。   系统采用了集成点火组件。点火组件用于完成闭合角控制、恒电流控制、过电压保护、停车断电保护等功能，并能通过缸序判别信号IGda、IGdb把点水信号Igt关入相应的点火驱动电路，产生点火确认信号IGf。1.1主CPU单元系统主CPU采用DSPTMS320F240。它具有以下特点：32位中央算术逻辑单元CALU；16位×16位并行硬件乘法器；内置544字

3、×16位双端口数据/程序RAM，16K字×16位FLASHE2PROM；软件等待发生器的外部存储器接口模块，支持硬件等待状态；双10位高速A/D转换器；28个独立可编程的多路复用I/O引脚；基于锁相环的时钟模块；带实时中断的看门狗定时器模块；串行通讯接口；4级管道操作；8级硬件堆栈；6个外部中断；静态CMOS技术；4种低电源模式；最高频率为40MHz；多数指令周期为单周期；完成一次点火提前角的计算时间限于1ms，比通用微处理机快10～100倍，大大地提高了点火系统的实时性。主CPU单元主要完成两大任务：一是确定当前工况下的最佳点火提前角，产生点火控制信号IGt和汽缸判定信号IGda与IGd

4、b；二是通过RS-232接口与PC机进行串行通信，主CPU可把采集的各种传感器的信号、发动机转速信号、故障代码等送到PC机中进行仿真与分析；PC机也可以把二进制程序代码及一些重要数据（如不同工况下的修正值等）送到主CPU的FLASHE2PROM单元。TMS320F240扩展了四片CY7C169-25和一片8253，并采用74F148扩展外部中断源输入端。1.2监测和点火备用模块监测和点火备用模块所使用的CPU是8751。该模块通过对各传感器信号、IGf信号等进行分析、诊断，对主CPU单元实施监测。当主CPU单元出现故障时，监测和点火备用模块立即接过点火控制权，并放弃监测工作。8751单元扩

5、展了2732、6264和8253各一片。采用一片AD574A和CD4051进行A/D转换，并用74LS148扩展了8个外部中断源输入端。1.3DSP数字控制器与PC机的串行通讯TMS320F240SCI模块支持CPU与使用标准NRZ格式的其它异步外设之间进行数字通信。SCI接收器和发送器是双缓冲的，具有独立的使能和中断时。SCI对接收的数据进行间断、奇偶性、超时、帧出错等检测。系统采用了RS-232异步串行通讯标准总线。1.4系统接口资源的分配TMS320F240DSP数字控制器与8751单片机提供的I/O接口与中断输入接口是有限的，为避免资源冲突，将外部的输入信号按表1进行优化分配。表1

6、外部输入信号优化分配　IDL信号空调开关G1G2Ne负荷水温TMS320F240MCS-8751I/OPB2P1.0I/OPB3P1.1XINT2INT1XINT2INT1CAP1T0+INT0ADCIN3A/DADCIN2A/D　显示开关信号R-P起动信号IGfIGtIGdaIGdbTMS320F240MCS-8751XINT2INT1I/OPB4P1.2XINT2INT1GAP2T1IOPB7P1.4IOPB5P1.5IOPB4P1.62系统软件2.1点火提前角点火提前角对发动机的工作性能影响较大，ECU按下式计算点火提前角：实际点火提前角=初始点火提前角+基本点火提前角+修正点提前角

7、基本点火提前角数据以表格的形式存储在DSP的FLASHE2PROM中。实际上，基本点火提前角数据远不止256个。如果发动机转速与负荷不在基本点火提前角对应的点上，则采用多元线性回归法进行拟合:式中，θ――基本点火提前角n――发动机转速l――发动机负荷将离线生成的线性回归方程系数存储在ECU中。ECU根据转速和负荷信息，查阅基本点火提前角数据表，或查阅线性回归方程系数表计算基本点火提前角，并根据影响点火提前角其它因素（冷却