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01 项目一 汽车车载网络技术基础.pptx

页数:52页文件大小:1.55 MB来源: 汽车车载网络技术与检修ppt课件

本课件为课程的项目一,沿应用背景、系统组成与分类、通信协议标准三条主线展开,先说明数据总线与多路传输的基本概念,再以MC68HC908GP32为例讲解车载单片机的CPU、存储器、定时器、I/O端口与中断系统,适合作为车载网络技术的入门基础模块。

项目一汽车车载网络技术基础封面页,标明本模块围绕车载网络应用背景、组成分类与车载电脑结构展开
项目一教学目标页,列出车载网络组成分类、网络标准应用与车载电脑检测等知识与技能要求
汽车网络信息传输方式示意图,展示多块控制单元挂接在同一条数据总线上双向交换信息
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第1页:项目一 汽车车载网络技术基础

项目一 汽车车载网络技术基础:本模块从车载网络的应用背景与发展简史入手,依次讲解车载网络的组成、分类与通信协议标准,以及汽车车载单片机的结构与工作原理。

  • 1.1 认识汽车车载网络系统
  • 1.2 汽车车载网络通信协议
  • 1.3 汽车车载单片机的结构和原理

第2页:项目一 知识目标与技能目标

项目知识目标

  • 知道车载网络在汽车上的应用背景及目前应用情况
  • 掌握车载网络的组成、分类和应用
  • 熟知车载网络标准的分类和应用情况
  • 掌握车载电脑的基本结构及工作原理

项目技能目标

  • 能说出车载网络常用的基本术语
  • 能认识车载网络的基本组成、结构
  • 能对车载电脑进行检测

第3页:1.1 认识汽车车载网络系统

1.1 认识汽车车载网络系统:图为汽车网络信息传输方式,控制单元1~8均挂接在同一条数据总线上。

为了简化线路、提高信息传输的速度和可靠性、降低故障频率,汽车网络信息技术应运而生。一辆汽车不管有多少块控制单元,每块控制单元都只需引出两条线共同接在两个节点上,这两条导线就称作数据总线,亦称网线。

第4页:表1-1 主要车载网络的基本情况

表1-1 主要车载网络的基本情况:下表汇总主要车载网络的推动单位、通信速度与协议概要。

表1-1 主要车载网络的基本情况
车载网络的名称组织/推动单位通信速度概要
CANRobert Bosch公司(开发),ISO1Mbit/s车身/动力传动系统控制用LAN协议
VANISO1Mbit/s车身系统控制用LAN协议,以法国为中心
J1850Ford Motor公司10.4kbit/s、41.6kbit/s车身系统控制用LAN协议,以美国为中心
LINLIN协议会20kbit/s车身系统控制用LAN协议
IDB-CIDM论坛250kbit/s以CAN为基础的控制用LAN协议
TTP/CTIT计算机技术公司2Mbit/s、25Mbit/s重视安全、按用途分类的控制用LAN协议,时分多路复用(TDMA)
TTCANRobert Bosch公司、CiA1Mbit/s重视安全、按用途分类的控制用LAN协议,时间同步的CAN
ByteflightBMW公司10Mbit/s重视安全、按用途分类的控制用LAN协议,通用时分多路复用(FTDMA)
FlexRayBMW公司、DaimlerChrysler公司5Mbit/s重视安全、按用途分类的控制用LAN协议
DDB/OpticalC&C公司5.6Mbit/s音频系统通信协议,将DDB作为音频系统总线采用光通信
MOSTMOST使用组织22.5Mbit/s信息系统通信协议,以欧洲为中心,由克莱斯勒与BMW公司推动
IEEE13941394工业协会100Mbit/s信息系统通信协议,有转化成IDB1394的动向

说明:原文「BWM公司」按BMW公司修正;速率「lOMbit/s」「lOOMbit/s」为OCR识别误差,已分别修正为10Mbit/s、100Mbit/s;C&C公司即C&C(C&C公司)原名保留。

第5页:多路传输通信系统的功能

1.1.2 汽车车载网络系统的功能与特点——多路传输通信系统的功能:

  1. 多路传输功能
  2. “唤醒”和“休眠”功能
  3. 失效保护功能
  4. 故障自诊断功能

第6页:车载网络系统的特点

网络系统的特点

  1. 用一根总线替代多根导线,减少导线数量和线束体积,简化整车线束,使线路成本和重量下降。
  2. 减少线路和节点,提高信号传输可靠性与整车电气线路的工作可靠性。
  3. 改善系统灵活性,通过系统软件即可实现控制系统功能变化和系统升级。
  4. 网络结构将各控制系统紧密连接,达到数据共享,各控制系统的协调性进一步提高。
  5. 可为诊断提供通用接口,利用多功能测试仪进行测试与诊断,方便维修人员对电子系统的维护和故障检修。

第7页:车载网络系统的结构(上海别克荣御)

1.1.3 汽车车载网络系统的结构与分类——图1-2 车载网络系统结构图(上海别克荣御轿车)。

图中主要节点包括:发动机控制单元ECM、变速器控制单元TCM、防抱死制动-牵引力控制(ABS-TCS)ECU、动力系统控制单元PIM、车身控制单元BCM、乘员保护系统控制单元SDM、音响主机AHU、组合仪表,以及转向盘转向角传感器与数据链路连接器。

串行数据电路分为GMLAN串行数据电路、主UART串行数据电路、UART3串行数据电路与辅UART串行数据电路。

第8页:雪铁龙轿车网络系统布置图

图1-3 雪铁龙轿车网络系统布置图:图示雪铁龙轿车各控制单元在车身上的布置位置及总线连接走向,用于说明整车网络的物理分布。

第9页:车载网络数据传输示意图

图1-4 车载网络数据传输示意图:图示各控制单元通过数据总线发送与接收数据的过程,体现多路传输的信息流向。

第10页:上海别克荣御轿车网络系统图

图1-5 上海别克荣御轿车网络系统图:图示该车型动力系统、车身系统与串行数据电路的连接关系及网关位置。

第11页:动力系统接口模块(网关)

图1-6 上海别克荣御轿车动力系统接口模块(网关):图示动力系统接口模块的外部接口与安装位置,网关用于在不同速率的网络之间完成协议转换与信息中转。

第12页:车载网络系统的重要附属设备

图1-7 车载网络系统的重要附属设备:图示数据链路连接器等车载网络系统的重要附属设备及其在整车上的安装位置。

第13页:车载网络的分类

车载网络的分类

  • A类网络系统
  • B类网络系统
  • C类网络系统

三类网络按数据传输位速率与应用场景区分,详见1.2.2网络协议标准的类型。

第14页:车载网络常用基本术语

常用基本术语

  1. 网络
  2. 架构
  3. 模块/节点
  4. 网关
  5. 局域网
  6. 数据总线
  7. CAN总线
  8. 多路传输
  9. 网络拓扑结构
  10. 报文及帧
  11. 通信协议
  12. 主总线
  13. 分总线
  14. 终端电路
  15. CANJ/C总线网络拓扑结构

第15页:局域网

1.1.5 局域网及现场总线——局域网:局域网是指在1个特定的局部单位内连接的网络。

局域网的性质主要取决于3个因素:传输媒体、拓扑结构、媒体访问控制协议(MAC)。其中传输媒体和拓扑结构是主要因素,它们在很大程度上决定了可以传输的数据类型、通信速度、效率以及网络提供的应用种类。

第16页:现场总线

现场总线(FieldBus)是应用在控制系统最底层的一种总线形拓扑网络。

目前较流行的现场总线主要有:控制器局域网(CAN)、局部操作网络(LonWorks)、过程现场总线(PROFIBUS)、可寻址远程变换器数据链路(HART)、基金会现场总线(FF)和局域互联(LIN)等。

第17页:车载网络通信协议概述

1.2 汽车车载网络通信协议——车载网络通信协议概述

1. 通信接口与实体:两个系统的设备或部件之间连接服务的数据流穿越的界面称为接口,汽车ECU之间的通信接口由设备(部件)和有关规定说明组成,一般包括物理、电气、逻辑和过程等4个方面。

2. 协议的三要素:语法、语义、定时规则。

3. 协议的类别

  • 直接型/间接型
  • 单体型/结构化型
  • 对称型/不对称型
  • 标准型/非标准型

第18页:表1-3 常用8种通信协议

表1-3 常用8种通信协议:下表按序号列出常用车载通信协议名称及其推荐或实施单位。

表1-3 常用8种通信协议
序号通信协议名称推荐或实施单位
1CAN奔驰、英特尔、波许、JSAE、ISO/TC22/SC3/WG1
2BASICCAN菲利浦、波许
3ABUS大众
4VAN雷诺、标致、雪铁龙、ISO/TC22/SC3/WG1
5J1850HIBCC福特、SAE
6PALMNET马自达、SAE
7DLCS通用
8CCD克莱斯勒、SAE

第19页:网络协议标准的类型(A/B/C类)

1.2.2 车载网络通信协议标准——网络协议标准的类型

  • A类:面向传感器/执行器控制的低速网络,数据传输位速率通常小于10kbit/s,主要用于后视镜调整、电动窗、灯光照明等控制。
  • B类:面向独立模块间数据共享的中速网络,位速率在10~125kbit/s,主要应用于车身电子舒适性模块、仪表显示等系统。
  • C类:面向高速、实时闭环控制的多路传输网,位速率在125~1000kbit/s之间,主要用于牵引控制、发动机控制、ABS等系统。

第20页:协议标准通信特征参数

2. 协议标准通信特征参数:下表汇总LIN总线及其他各类典型汽车总线标准、协议特性和参数。

LIN总线及其他各类典型汽车总线标准、协议特性和参数
参数项安全X-by-Wire多媒体诊断C类B类A类
名称SafetybusFLEXRAYDDB(MOST)ISO15765ISO11898、SAE J1939ISO11519-2LIN
所属机构BelphiBMW&DCPHILIPSISOISO/TMC-ATAISO/SAEMotorola
用途气囊电传控制数据流控制诊断控制、诊断控制、诊断智能传感器
介质双线双线光纤双绞线双绞线双绞线单根线
位编码RTZNRZBiphaseNRZNRZ-5NRZ-5NRZ
媒体访问主/从FTDMAToken、RingTesten/Slave竞争竞争主/从
错误检测CRCCRCCRCCRCCRCCRC8位CS
数据长度/B24~39120~880~888
传输速率500kbit/s5Mbit/s12Mbit/s250kbit/s250kbit/s10~125kbit/s20kbit/s
总线最大长度/m未定无限制无限制40404040
最大节点数6464243232(STP)、10(UTP)3216

说明:原文「数据长度/B」一行数值粘连为「24~39120~880~88」,已按24~39/12/0~8/8/0~8/8/8切分还原;B类传输速率原文作「10-1250kbit/s」,按标准10~125kbit/s修正,请对照原图核对。

第21页:五类总线协议标准

总线协议标准的分类

  1. 低速总线协议标准
  2. 中速(B型)总线协议标准
  3. 高速总线(C)协议标准
  4. 自诊断系统总线协议标准
  5. 多媒体系统总线标准、协议

第22页:单片机的基本结构

1.3 汽车车载单片机的结构和原理——1.3.1 单片机的基本结构

图为微控制器的基本组成,单片机(微控制器)在一块芯片上集成了中央处理器、存储器与输入/输出接口等部件。

第23页:MC68HC908GP32的内部结构

2. MC68HC908GP32的内部结构:图为MC68HC908GP32功能结构框图,展示CPU、存储器、定时器接口模块、串行通信接口等模块的连接关系。

第24页:MC68HC908GP32引脚功能

3. MC68HC908GP32的引脚功能:图示DIP40封装形式与SDIP42封装形式的引脚排列,不同封装的I/O引脚数量存在较大差别。

第25页:QFP44封装形式

QFP44封装形式:图示MC68HC908GP32的QFP44封装引脚排列,44脚封装较40脚封装增加了部分C口与D口引脚。

第26页:单片机的中央处理器CPU

1.3.2 单片机的中央处理器:图为CPU功能逻辑图与CPU寄存器,CPU由运算器和控制器组成,内部包含累加器、变址寄存器、堆栈指针、程序计数器与条件码寄存器等。

第27页:表1-5 条件码寄存器各位的定义

表1-5 条件码寄存器各位的定义及其功能:条件码寄存器(CCR)各位反映运算结果状态。

表1-5 条件码寄存器各位的定义及其功能
标识名称bit置0置1
V溢出7无溢出二进制补码有溢出
—保留6——
—保留5——
H半进位4累加器中的bit3向bit4无进位累加器中的bit3向bit4进位
I中断屏蔽3写入0时开CPU中断写入1时关CPU中断
N负2运算结果为正运算结果为负
Z零1运算结果非0运算结果为0
C进位0无进位或借位运算结果产生进位或借位

第28页:单片机的存储器类型

3. 单片机的存储器结构——存储器常识

1)只读存储器(ROM)

  1. 掩模ROM
  2. 可编程ROM(PROM)
  3. 紫外线擦除可编程ROM(EPROM)
  4. 电擦除可编程ROM(EEPROM)
  5. 闪速存储器Flash Memory

2)随机存取存储器(RAM)

  1. 静态RAM(SRAM)
  2. 动态RAM(DRAM)
  3. 集成RAM(iRAM)

第29页:MC68HC908GP32存储器配置

2. MC68HC908GP32的存储器配置:下表按地址由高到低列出各存储区域。

MC68HC908GP32存储器配置
地址区间区域容量
$FFFF~$FFDCFlash矢量区—
$FFDB~$FF7F不存在的单元93B
$FF7EFlash块保护寄存器(FLBPR)1B
$FF7D~$FF53不存在的单元43B
$FF52~$FE20监控ROM307B
$FE1F~$FE10不存在的单元16B
$FE0F~$FE0D不存在的单元3B
$FE0C低电压极限状态寄存器(LVISR)1B
$FE0B断点状态和控制寄存器(BRKSCR)1B
$FE0A断点地址寄存器低(BRKL)1B
$FE09断点地址寄存器高(BRKH)1B
$FE08Flash控制寄存器(FLCR)1B
$FE07保留1B
$FE06~$FE04中断状态寄存器INT3、INT2、INT13B
$FE03系统集成模块断点标志控制寄存器(SBFCR)1B
$FE02保留(SUBAR)1B
$FE01系统集成模块复位状态寄存器(SRSR)1B
$FE00系统集成模块断点状态寄存器(SBSR)1B
$FDFF~$8000Flash Memory32256B
$7FFF~$0240不存在的单元32192B
$023F~$0040RAM512B
$003F~$0000I/O寄存器64B

说明:原文RAM与I/O寄存器区间写作「$023F$0400」「$003F$0000」,地址顺序颠倒,已按标准地址范围$0040~$023F、$0000~$003F修正。

第30页:表1-6 配置寄存器各位的功能

表1-5 配置寄存器的具体内容与表1-6 配置寄存器各位的功能:CONFIG1与CONFIG2用于设定看门狗、低电压禁止、STOP模式等系统工作方式。

表1-6 配置寄存器各位的功能
标识bit寄存器置0置1功能
OSCSTOPENB1CONFIG2否是STOP模式下振荡器是否继续工作
SCIBDSRC0CONFIG2振荡器时钟内部总线时钟SCI波特率时钟源
COPRS7CONFIG1218~24个振荡周期213~24个振荡周期COP的超时溢出周期
LVISTOP6CONFIG1禁止允许STOP模式下是否允许LVI复位
LVIRSTD5CONFIG1允许禁止是否禁止LVI复位
LVIPWRD4CONFIG1允许监视禁止监视LVI复位模块电源监视
LVI5OR33CONFIG13V5VLVI复位模块电源电压
SSREC2CONFIG14096个振荡周期32个振荡周期退出STOP模式的延时时间
STOP1CONFIG1禁止执行该指令允许执行该指令STOP指令使能位
COPD0CONFIG1允许工作禁止工作COP模块终止位

第31页:时钟发生器模块结构示意图

1.3.4 单片机的时钟电路、时序:图为时钟发生器模块结构示意图,时钟电路为单片机内部各模块提供工作时钟基准。

第32页:时钟发生器模块的结构

1. 时钟发生器模块的结构:图为时钟发生器模块结构图,模块由晶体振荡电路、锁相环(PLL)与时钟选择、分频电路组成。

第33页:晶体振荡及外接电路

2. 晶体振荡及外接电路:图示晶体振荡器与外接电阻、电容的典型连接方式,为时钟发生器模块提供稳定的振荡源。

第34页:时钟发生器模块寄存器

3. 时钟发生器模块寄存器:下表列出各寄存器的名称、参数设置说明、复位初值与地址。

时钟发生器模块寄存器
标识名称地址参数设置说明复位初值
PCTLPLL控制寄存器$0036低半字节设定P、E值$20
PBWCPLL带宽控制寄存器$0037—$00
PMSHPLL倍率选择寄存器高字节$0038设定分频因子N$00
PMSLPLL倍率选择寄存器低字节$0039设定线性因子L$40
PMRSPLL压控振荡器范围选择寄存器$003A低半字节设定(VCO范围)$40
PMDSPLL参考分频选择寄存器$003B设定预分频因子R$01

第35页:定时器的基本结构

1.3.5 单片机的定时器模块——定时器的基本结构:图为定时器功能框图,模块由计数器、预置值寄存器与输入捕捉/输出比较通道组成。

第36页:定时器模块寄存器

定时器模块寄存器:MC68HC908GP32内含定时器T1与T2两套结构相同的定时器模块。

定时器模块寄存器
寄存器名称用途T1地址T1符号T2地址T2符号复位初值
状态和控制寄存器定时器状态和控制$0020T1SC$002BT2SC$20
计数器高位寄存器实时计数器,只能读出,不能写入$0021T1CNTH$002CT2CNTH$00
计数器低位寄存器实时计数器,只能读出,不能写入$0022T1CNTL$002DT2CNTL$00
预置值高位寄存器存放用户预置的计数值$0023T1MODH$002ET2MODH$FF
预置值低位寄存器存放用户预置的计数值$0024T1MODL$002FT2MODL$FF
通道0状态和控制寄存器通道状态和控制$0025T1SC0$0030T2SC0$00
通道0高位寄存器存放输入捕捉值或输出比较值$0026T1CH0H$0031T2CH0H不定
通道0低位寄存器存放输入捕捉值或输出比较值$0027T1CH0L$0032T2CH0L不定
通道1状态和控制寄存器通道状态和控制$0028T1SC1$0033T2SC1$00
通道1高位寄存器存放输入捕捉值或输出比较值$0029T1CH1H$0034T2CH1H不定
通道1低位寄存器存放输入捕捉值或输出比较值$002AT1CH1L$0035T2CH1L不定

第37页:定时器状态和控制寄存器的定义

定时器状态和控制寄存器的定义:寄存器各位控制分频系数、计数启停与溢出中断。

定时器状态和控制寄存器(TSC)各位定义
bit标识功能描述
bit7TOF溢出标志。计数达$FFFF(自由计数状态)或计到预置计数值时,计数器溢出清零,同时该位置1
bit6TOIE溢出中断允许。置1时发生溢出可执行溢出中断处理程序,置0表示禁止溢出中断
bit5TSTOP计数控制。该位置1,定时器保持当前计数值不再递增;置0恢复计数,从原计数值继续递增
bit4TRST清除。向该位写入1将清除计数值和设定的分频系数,计数清零时自动清除该位
bit3—保留
bit2~bit0PS2、PS1、PS0分频系数。000为1,001为2,010为4,011为8,100为16,101为32,110为64,111保留未用

第38页:计数方式与定时功能

2. 计数方式与定时功能

1)自由运行计数方式:用户程序不输入预置计数值,计数器按复位初始的默认值自由计数,达到最大值$FFFF时翻转到$0000,同时置位状态和控制寄存器的溢出位TOF,然后重新开始计数,如此循环。

2)预置计数方式:用户程序向预置值寄存器写入想要的计数终值,从而得到任意要求的定时溢出。计数器每计数一次都会与预置值比较,两者相等即产生溢出,TOF置1并在中断允许时产生溢出中断,计数器翻转到0重新开始计数。预置值可随时更改以得到不同的定时溢出间隔。

第39页:I/O端口的基本结构

1.3.6 单片机的I/O端口——基本结构:MC68HC08系列单片机中的并行口都是双向并行口,一般有A、B、C、D、E共5个并行口,但由于型号不同或者同一型号而封装不同,I/O引脚的具体数量会有很大的差别。

图为I/O端口引脚内部结构,包含方向寄存器、数据寄存器与上拉控制。

第40页:I/O端口与引脚说明(A口、B口)

MC68HC908GP32的I/O端口与引脚说明(A口、B口):下表列出引脚位、引脚名、复用功能、方向寄存器与上拉控制寄存器。

MC68HC908GP32的I/O端口与引脚说明(A口、B口)
端口引脚位引脚复用功能方向寄存器上拉控制寄存器封装说明
A0PTA0/KBD0键盘中断KBIE0(KBD)DDRA0PTAPUE03种封装都有
A1PTA1/KBD1键盘中断KBIE1DDRA1PTAPUE13种封装都有
A2PTA2/KBD2键盘中断KBIE2DDRA2PTAPUE23种封装都有
A3PTA3/KBD3键盘中断KBIE3DDRA3PTAPUE33种封装都有
A4PTA4/KBD4键盘中断KBIE4DDRA4PTAPUE43种封装都有
A5PTA5/KBD5键盘中断KBIE5DDRA5PTAPUE53种封装都有
A6PTA6/KBD6键盘中断KBIE6DDRA6PTAPUE63种封装都有
A7PTA7/KBD7键盘中断KBIE7DDRA7PTAPUE73种封装都有
B0PTB0/ATD0模拟/数字转换CH0(ADC)DDRB0—3种封装都有
B1PTB1/ATD1模拟/数字转换CH1DDRB1—3种封装都有
B2PTB2/ATD2模拟/数字转换CH2DDRB2—3种封装都有
B3PTB3/ATD3模拟/数字转换CH3DDRB3—3种封装都有
B4PTB4/ATD4模拟/数字转换CH4DDRB4—3种封装都有
B5PTB5/ATD5模拟/数字转换CH5DDRB5—3种封装都有
B6PTB6/ATD6模拟/数字转换CH6DDRB6—3种封装都有
B7PTB7/ATD7模拟/数字转换CH7DDRB7—3种封装都有

第41页:C、D、E口引脚说明(续)

MC68HC908GP32的I/O端口与引脚说明(C口、D口、E口):下表列出引脚位、引脚名、复用功能、方向寄存器与上拉控制寄存器。

MC68HC908GP32的I/O端口与引脚说明(C、D、E口)
端口引脚位引脚复用功能方向寄存器上拉控制寄存器封装说明
C0~4PTC0~PTC4—DDRC0~DDRC4PTCPUE0~PTCPUE43种封装都有
C5~6PTC5、PTC6—DDRC5、DDRC6PTCPUE5、PTCPUE6仅44脚封装有
D0PTD0/SS串行外围接口(SPI)DDRD0PTDPUE03种封装都有
D1PTD1/MISO串行外围接口(SPI)DDRD1PTDPUE13种封装都有
D2PTD2/MOSI串行外围接口(SPI)DDRD2PTDPUE23种封装都有
D3PTD3/SPSCK串行外围接口(SPI)DDRD3PTDPUE33种封装都有
D4PTD4/T1CH0定时器接口模块1(TIM1)DDRD4PTDPUE43种封装都有
D5PTD5/T1CH1定时器接口模块1(TIM1)DDRD5PTDPUE53种封装都有
D6PTD6/T2CH0定时器接口模块2(TIM2)DDRD6PTDPUE6见原图标注
D7PTD7/T2CH1定时器接口模块2(TIM2)DDRD7PTDPUE7见原图标注
E0PTE0/TxD串行通信接口(SCI)DDRE0—3种封装都有
E1PTE1/RxD串行通信接口(SCI)DDRE1—3种封装都有

说明:原表D口bit6、bit7的封装说明标注为「仅44脚封装无定时器接口模块2(TIM2)」,语义存疑,暂按「见原图标注」保留,建议对照原图核对。

第42页:I/O端口寄存器地址表

I/O端口寄存器地址表:每个并行口对应数据寄存器、方向寄存器(DDR)与上拉控制寄存器(PUE)三类寄存器。

I/O端口寄存器地址表
端口数据寄存器方向寄存器DDR上拉控制寄存器PUE
A$0000$0004$000D
B$0001$0005—
C$0002$0006$000E
D$0003$0007$000F
E$0008$000C—

第43页:I/O端口寄存器的设置

2. I/O端口寄存器的设置

  1. 根据实际电路的要求,选择要使用哪些I/O端口,用相应指令定义其相应的寄存器。
  2. 初始化端口的数据输出寄存器,应避免端口作为输出时的开始阶段出现不确定状态,影响外围电路正常工作。
  3. 根据外围电路功能确定I/O端口的方向,初始化端口的数据方向寄存器。用作输入的端口可以不考虑方向的初始化,因为复位默认值为输入。
  4. 用作输入的I/O引脚,如需要上拉电阻,再通过写上拉控制寄存器的相应位为1为其配置上拉电阻。
  5. 最后写数据至输出数据寄存器或读端口的输入状态。

第44页:单片机的外部复位

1.3.7 单片机的复位与中断——1. 复位:1)外部复位。图为外部复位电路,通过在复位引脚施加低电平使单片机复位。

第45页:内部复位的五种类型

2)内部复位

  1. 上电复位(POR)
  2. 看门狗(COP)复位
  3. 低电压禁止(LVI)复位
  4. 非法操作码(ILOP)复位
  5. 非法地址(ILAD)复位

第46页:复位状态寄存器

3)复位状态寄存器:寄存器各位记录本次复位的产生来源,对应位置1即表示发生了相应类型的复位。

复位状态寄存器(SRSR)各位定义
bit标识状态(置1的含义)
bit7保留保留为0
bit6LVI发生低电压极限复位时置该位为1
bit5保留保留为0
bit4ILAD发生非法地址复位时置该位为1
bit3ILOP发生非法操作码复位时置该位为1
bit2COP发生看门狗复位时置该位为1
bit1PIN发生外部复位时置该位为1
bit0POR发生上电复位时置该位为1

第47页:中断系统与中断处理过程

2. 中断系统:当CPU正在处理某个信息的时候,如果这时外界突然发生紧急事件且请求CPU暂时停止当前工作,转而去处理这个紧急事件,CPU处理完这个紧急事件之后,再回到原来被中断的地方继续原来的工作。单片机中的这个暂时停止处理信息的过程,就称为中断。

1)中断的处理

  1. 关中断
  2. 保护现场
  3. 中断入口
  4. 执行中断服务程序
  5. 恢复现场
  6. 开中断
  7. 中断返回

第48页:外部中断状态和控制寄存器

2)中断源——外部中断状态和控制寄存器(地址为$001D):

  • MODEK(触发方式位):写1为下降沿和低电平触发,写0为下降沿触发。
  • IMASK(中断屏蔽位):写1为禁止外部中断,写0为允许外部中断。
  • ACK(中断确认位):写1确认该中断,清除IRQF标志。
  • IRQF(中断标志位):发生中断请求时该位置1。

第49页:中断向量表

中断源与中断向量表:下表按中断优先权由高到低列出各中断源、中断标志与中断向量地址。

MC68HC908GP32中断向量表
中断源中断标志中断优先权中断向量地址
复位无0$FFFF~$FFFE
SWI指令无0$FFFD~$FFFC
IRQ引脚IF11$FFFB~$FFFA
锁相环IF22$FFF9~$FFF8
定时器1通道0IF33$FFF7~$FFF6
定时器1通道1IF44$FFF5~$FFF4
定时器1溢出IF55$FFF3~$FFF2
定时器2通道0IF66$FFF1~$FFF0
定时器2通道1IF77$FFEF~$FFEE
定时器2溢出IF88$FFED~$FFEC
SPI接收器满、SPI溢出、SPI模式错误IF99$FFEB~$FFEA
SPI发送器空IF1010$FFE9~$FFE8
SCI接收器溢出错误、噪声错误、帧错误、奇偶校验错误IF1111$FFE7~$FFE6
SCI接收器满、SCI接收器空闲IF1212$FFE5~$FFE4
SCI发送器空、SCI发送完成IF1313$FFE3~$FFE2
键盘IF1414$FFE1~$FFE0
ADC转换结束IF1515$FFDF~$FFDE
时基IF1616$FFDD~$FFDC

第50页:中断状态寄存器

3)中断状态寄存器:三个中断状态寄存器分别存放IF1~IF16的中断标志,供软件查询中断来源。

中断状态寄存器位分配
寄存器地址位分配(bit0→bit7)
INT1$FE040、0、IF1、IF2、IF3、IF4、IF5、IF6
INT2$FE05IF7、IF8、IF9、IF10、IF11、IF12、IF13、IF14
INT3$FE06IF15、IF16、0、0、0、0、0、0

此外还涉及中断允许控制与中断请求的撤除。

第51页:项目一 习题

习题

  1. 什么是多路传输?
  2. 数据总线有什么作用?
  3. 什么是车载局域网系统,该系统与传统汽车线路网络有何不同?
  4. 局域网系统常用的拓扑结构有哪几种?
  5. 简述微控制器的中断服务过程。
  6. 简述MC68HC908GP32存储器的配置情况。

第52页:项目一 结束页

谢谢!

本页为项目一「汽车车载网络技术基础」的结束页。本模块依次讲解车载网络的应用背景与功能特点、网络的组成与分类、通信协议标准的类型,以及汽车车载单片机CPU、存储器、定时器、I/O端口与中断系统的结构与工作原理。

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