基于摩托罗拉MPC563嵌入式处理器的发动机电控单元的开发

　　1、前言:

　　随着欧洲二号排放标准向欧洲三号、欧洲四号、欧洲五号发展，发动机电控系统越来越复杂，其使用的微处理器的规模也已经由16位发展到32位，而且越来越多的电控系统采用专业化的系统解决芯片，如Motorola的MPC5××系列芯片就是很好的专业用于汽车电子的微处理器。我国的汽车工业与发达国家有较大的差距，而特别是发动机的电控单元ECU,是汽车电子产品中技术含量最高、最核心的部件，全世界只有少数发达国家的企业能够研发，因此通过研发发动机电控系统对缩小差距和新世纪发展我国民族汽车工业都具有十分重要的意义。

　　2、系统的硬件开发

　　图1为发动机电控系统的硬件框图。硬件系统采用模块化设计,主要分为下面几个部分: MPC563微控制器、脉冲输入电路、模拟量输入电路、开关量输入电路、TPU电磁阀驱动电路、CAN接口、电源接口电路、通讯接口电路。

　　图1：.ECU硬件框图

　　2.1 MPC563微处理器单元

　　ECU的核心是微处理器单元，本系统采用摩托罗拉公司生产的专业用于汽车工业的MPC563 32位MCU。它具有较高的执行速度、较高的稳定性和很强的数据处理功能，极高的集成度，且内部硬件采用模块化设计。它的特点如下：

　　Motorola系列的嵌入式微处理器MPC563为32位单片机，最高工作频率为56M,内部有512K字节flash,32K字节SRAM,含有64位的浮点数单元(FPU),支持高级语言编程，三个CAN控制模块(TOUCAN)，两个定时处理单元(TPU3)，两个队列模数转化模块(QADC64E),一个模块化输入输出系统(MIOS14)，一个增强型串行信道复用模块(QSMCM)等。片内独特的定时处理单元TPU可脱离CPU而单独工作,专门处理与定时有关的事件,可减轻CPU的负担,提高系统运行的实时性【 1 】。MPC563具有BDM仿真运行方式，无需外加仿真器,仅需相应的上位软件与BDM模块就可完成复杂的功能仿真。

　　2.2传感器及接口电路

　　发动机控制用传感器主要有三种：输出是脉冲量、模拟量、数字量的传感器。

　　由于许多输入信号不能满足计算机输入和控制系统的要求，故传感器接口电路需要大量的，形式多样的信号变换和调节电路

　　对于脉冲量如上止点信号、曲轴位置传感器等，脉冲信号需要调理电路对其滤波、整形、抗干扰，使之达到满足控制需要的波形，然后通过MPC563的TPU模块的输入捕捉功能进行采样，可以实时获得发动机的转速。同时这两个信号也是控制喷油点火的主控制信号。

　　对于模拟量如冷却水温度传感器、节气门位置传感器等也要调理电路对其滤波放大、抗干扰处理后输入到MPC563的QADC64E模块, 进行A/D转换。QADC64E可以支持32个模拟量的输入。为了提高实时性利用中断方式对模拟量进行循环采样。