飞思卡尔的汽车仪表完整解决方案
基于MC9S12HZ256的汽车仪表步进电机控制
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第 ２ ４卷 第 １期
２ １ 年 ３月 ００
湖 北 汽 车 工 业 学 院 学 报
Ｊ ｕｎ ｌｏ ｂ ｉ ｔｍｏｉｅＩ ｄ ｓｒｅ ｎ ｔ ｕｅ ｏ ｒ ａ ｆＨｕ ｅ ｏ ｔ ｎ ｕ ｔｉｓＩｓｉ ｔ Ａｕ ｖ ｔ
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件应 用于汽 车 仪表 系统 中 ＭＣ Ｓ ２ Ｚ ５ ９ １Ｈ ２ ６微控 制
ＭＣ Ｓ ２ Ｚ ５ ９ １ Ｈ ２ ６电机 控 制模 块 （ ） ｌ 道 ＭＣ 有 ６通
集合几篇智能车文献综述有51单片机的飞思卡尔的
CQWU/JL/JWB/ZY012-13重庆文理学院本科生文献综述情况表成绩：西安建筑科技大学毕业设计 (论文)文献综述院（系）：专业班级：自动化0701毕业设计：论文方向综述题目：智能小车设计学生姓名：学号：指导教师：2011 年 3 月日信息与控制工程学院毕业设计（论文）文献综述智能小车设计摘要：智能车技术以汽车电子为背景，涵盖了控制、模式识别、传感、电子、电气、计算机和机械等多个学科，这对进一步提高学生的综合素质，培养创新意识，培养学生从事科学、技术研究能力有着重要意义。
智能小车系统以飞思卡尔16位单片机作为系统处理器，采用基于光电传感器的信号采样模块获取赛道黑线信息，通过算法控制策略和PWM控制技术对智能小车的转向和速度进行控制。
使小车能够自主识别黑色引导线并根据黑色引导线实现快速稳定的寻线行驶。
系统介绍了硬件和软件两个方面。
在硬件方面，设计了具有电源管理、路径识别、车速检测、舵机控制和直流驱动电机控制的相关电路；在软件方面，根据PID控制或模糊控制并使用CodeWarrior软件编程和BDM调试实现小车行驶控制。
关键词：智能车；单片机；光电传感器；路径识别；1. 前言飞思卡尔智能车具体包括一种基于光电传感器的智能寻迹小车的设计和实现。
智能小车硬件系统由XS12微控制器、电源管理模块、路径识别电路、车速检测模块、舵机控制单元和直流驱动电机控制单元组成。
本系统以飞思卡尔16位微处理器MC9S12XS128为控制核心，并采用CodeWarrior软件编程和BDM作为调试工具。
运用红外发射接收原理进行道路信息采集，经单片机AD转换后通过相关算法及控制策略和PWM控制技术对智能小车的转向和速度进行控制，使小车能够自主识别黑色引导线并根据黑色引导线实现快速稳定的寻线行驶。
2.小车机械结构调整与优化车身机构调整包括：底盘调整、前轮的调整、后轮距及后轮差速的调整、齿轮传动机构调整。
信息与控制工程学院毕业设计（论文）文献综述3.硬件设计方案3.1电源模块设计由于电路中的不同电路模块所需要的工作电压和电流容量不相同，因此电源模块应该包含多个稳压电路，将充电电池电压转换成各个模块所需要的电压。
飞思卡尔智能车机械结构简介 共21页PPT资料
前轮调整
• 前轮前束 • 所谓前束是指两轮之间的后距
离数值与前距离数值之差，也 指前轮中心线与纵向中心线的 夹角。前轮前束的作用是保证 汽车的行驶性能，减少轮胎的 磨损。前轮在滚动时，其惯性 力会自然将轮胎向内偏斜，如 果前束适当，轮胎滚动时的偏 斜方向就会抵消，轮胎内外侧 磨损的现象会减少。
前轮调整
其他调整
• 减震弹簧调整 • 改变减震弹簧
的预紧力可以 改变底盘的刚 度，从而改变 行驶的效果。 • 飞思卡尔车模 的弹簧预紧力 可以通过垫圈 的个数来调节。
其他调整
• 悬架高度调整 • 飞思卡尔车模前轮与后轮的悬架的高度均可调。 • 前轮是通过改变垫圈的个数来调节。 • 后轮是通过安装不同高度的支架来调节。
前轮调整
前轮是转向轮，它的安装位置由主销内倾、主销后倾、前轮外倾和前轮前束等 4个项目决定
前轮调整
• 主销内倾
主销内倾是指主销装在前 轴略向内倾斜的角度，它 的作用是使前轮自动回正。 角度越大前轮自动回正的 作用就越强烈，但转向时 也越费力，轮胎磨损增大； 反之，角度越小前轮自动 回正的作用就越弱，因此 这个主销内倾角都有一个 范围，约5°~8°之间。
前轮调整
• 主销后倾 • 在飞思卡尔车模
上，主销后倾角 由前轮悬挂的垫 片来调节。在两 侧安装数量不同 的垫片，可以调 节主销后倾角。
前轮调整
• 主销内倾和主销后倾都有使汽车转向自动回正， 保持直线行驶的功能。不同之处是主销内倾的回 正与车速无关，主销后倾的回正与车速有关，因 此高速时后倾的回正作用大，低速时内倾的回正 作用大。
前轮调整
• 主销内倾 • 在飞思卡尔车模
上，主销内倾角 由前轮悬挂上的 螺纹来调节。
前轮调整
NXP 安全V2X设计简介
VSDM（美国交通部）
BTP Geonetworking
WSMP
安全
集成加密加速器和 HSM
DCC
DCC
集成802.11p驱动程序
集成TCP/UDP/IPv6 堆栈
MARBEN V2X 模块式架构
美国和欧盟参与
• 美国部署前试点项目
汽车SoP 2016
单天线
单通道
双天线
天线分集
单管道
CH A CH A+B
TEF5000 ITS TRX
SAF5000 PHY/MAC
i.MX 6 uC协议、 连接、安全
SXF1800 安全
TJA1100 以太网PHY
双通道
TEF5200 ITS TRX
SAF5100 PHY/MAC
i.MX 6 uC协议、 连接、安全
安全V2X简介
FTF-AUT-N1773
ROGER GAN 高级营销经理 2016年9月
公开使用
1 公开使用
议程
• C-ITS简介 • 专用短距离通信 • 恩智浦安全V2X技术 • 合作伙伴和生态系统 • 未来部署
FTF-AUT-N1773
安全V2X简介
由于美国政府准备在美国颁布车对车通信的标准，汽车行业正在加速
亚洲
• 日本/丰田：V2X（760MHz日本标准） 安全包在普锐斯2015款上推出
• 新加坡：ERPII 2018部署奖 • 中国：DSRC正在接受评估，多次试验 • 韩国：RSU从2018年开始部署于韩国C-ITS中
欧洲
• 欧盟发布协作式ITS最终框架 • 恩智浦参与欧盟卡车列队行驶挑战
（DAF、Volvo、Scania、Daimler）
整车控制器
整车控制器（VMS，vehiclemanagementSystem），即动力总成控制器。
是整个汽车的核心控制部件，它采集加速踏板信号、制动踏板信号及其他部件信号，并做出相应判断后，控制下层的各部件控制器的动作，驱动汽整车控制器通过采集司机驾驶信号和车辆状态，通过CAN总线对网络信息进行管理，调度，分析和运算，针对车型的不同配置，进行相应的能量管理，实现整车驱动控制、能量优化控制、制动回馈控制和网络管理等功能。
介绍??纯电动汽车整车控制器(VehicleController)是纯电动汽车整车控制系统的核心部件，它对汽车的正常行驶，再生能量回收，网络管理，故障诊断与处理，车辆的状态与监视等功能起着关键的作用。
与各部件控制器的动态控制相比，整车控制器属于管理协调型控制。
体系结构整个车辆系统采用一体化集成控制与分布式处理的车辆控制系统的体系结构，各部件都有独立的控制器，整车控制器对整个系统进行能量管理及各部件的协调控制。
为满足系统数据交换量大，实时性、可靠性要求高的特点，整个分布式控制系统之间采用CAN总线进行通讯。
整车控制器主要由控制器主芯片，Flash存储器和RAM存储器及相关电路组成，控制器主芯片的输出与Flash存储器和RAM存储器的输入相连。
组成?控制器硬件包括微处理器、CAN通信模块、BDM调试模块、串口通信模块、电源及保护电路模块等。
微处理器选用了Motorola公司专门为汽车电子开发的MCgS12，它具有运算速度快和内部资源与接口丰富的特点，适合实现整车复杂的控制策略和算法。
CAN通信模块符合CAN2.0B技术规范，采用了光电隔离、电源隔离等多项抗干扰设计;BDM调试模块用于实时对控制程序进行调试、修改;串口通信模块用于对控制系统的诊断和标定;?电源模块进行了二级滤波的冗余设计，保证控制器在车载12V系统供电情况下正常工作，并具短路保护功能。
CAN，全称为“ControllerAreaNetwork”，即控制器局域网，是一种国际标准的，高性价的现场总线，在自动控制领域具有重要作用。
毕业设计-智能车窗升降控制器的设计
毕业设计-智能车窗升降控制器的设计无锡职业技术学院毕业设计说明书(论文)智能化车窗升降控制器的设计摘要:单片微处理器又称单片机，它是将计算机的中央处理器、输入输出接口、存储器、计数器/定时器等多个功能部件集成在一块芯片里，是具有完整计算机功能的大规模集成电路。
与计算机相比，它具有更好的性价比和实时处理能力，而且体积小，抗干扰能力强，容易嵌入产品内部，成为产品的一个元件，从而使这类产品具有智能化的特征。
由于单片机面向控制，它是过程控制的核心，所以单片机又称为嵌入式微控制器。
关键词:智能控制系统车窗温度1引言近年来随着我国汽车行业的迅速发展，汽车电子市场迅速扩大，整个市场以超过40,的比例快速增长，其中车身电子产品占到整个汽车电子产品的35,,40,。
在目前，车身电子的热点应用排名前三的是车载空调、车窗控制和车灯控制。
在车身电子中，对半导体需求量排列前三位的应用领域分别是:车载空调，约占44,;车窗控制，约占22,;车灯控制，约占10,，第四位是电动车门控制。
根据汽车电子专业调研公司的数据，去年中国汽车市场车身电子的半导体器件需求量约为19亿美元，而中国本地设计的比例大约为10,,15,之间，预计未来几年这一比例将会迅速增长。
如上所述，车窗控制产品已成为车身电子产品重要的组成部分。
随着汽车的普及，人们对汽车的安全性方面也越来越重视。
在车窗控制系统中，汽车电动车窗具备防夹功能成为系统的必需要求。
这样当车窗上升遇到障碍物(如手、头等)时可以自动后退到底，从而可以避免事故的发生，车窗防夹功能对汽车的安全性能而言是一种十分人性化的设计。
一般在驾驶员高速行驶过程中，如果手动控制车窗升降速度，则会使驾驶员分心，很有可能在调控车窗时发生安全事故，故汽车高速行驶过程中一般采用车窗自动升降。
而在车窗自动升降过程中，如果车内外温度反差过大则会在车窗开关得过程中产生过大气流，从而影响到汽车的稳定性，同时也会引起人体的不适，导致安全事故的发生。
MPR121QR2 电容式触摸传感IC 电子锁触摸应用方案-奥伟斯
MPR121QR2飞思卡尔（NXP）推出的一款经典的接近电容式触摸传感IC，主要应用于智能电子锁触摸键盘。
MPR121QR2概述MPR121是初始后的第二代传感器控制器发布MPR03x系列器件。
MPR121将具有除了飞思卡尔的第二个，还增加了内部情报发电容检测引擎。
一些主要的补充包括增加的电极数，硬件可配置I2C地址，具有去抖动的扩展过滤系统，完全内置自动配置的独立电极。
该设备也具有代表同时的第13个模拟电极对连接在一起的所有电极充电以允许增加触摸面板或触摸屏阵列中的接近检测。
MPR121QR2特征•1.71 V至3.6 V操作•16 ms采样周期的29μA电源电流•3μA关断电流•12个电极•每个电极输入的连续独立自动校准•为每个电极分别触摸和释放跳闸阈值，提供滞后和电极独立性•I2C接口，带有IRQ输出，用于建议电极状态变化•3 mm x 3 mm x 0.65 mm 20引脚QFN封装•具有8个共享LED的LED驱动器功能•-40°C至+ 85°C的工作温度范围MPR121QR2应用•开关更换•触摸垫典型应用•PC外围设备•MP3播放器•遥控器•手机•照明控制MPR121QR2原理图 MPR121QR2电子锁触摸方案深圳市奥伟斯科技有限公司是一家专注触摸芯片,单片机,电源管理芯片,语音芯片,场效应管,显示驱动芯片,网络接收芯片,运算放大器,红外线接收头及其它半导体产品的研发,代理销售推广的高新技术企业.奥伟斯科技自成立以来一直致力于新半导体产品在国内的推广与销售,年销售额超过壹亿人民币是一家具有综合竞争优势的专业电子元器件代理商.本公司代理推广的一系列优秀触摸芯片及语音芯片，现以大批量应用到智能电子锁、饮水机、电饭煲、LED台灯等控制器为顾客提供最佳解决方案，受到广大客户的一致赞誉。
奥伟斯科技优势行业集中在家用电器和汽车电子领域，包括：智能电子锁、饮水机、抽烟机、空调、洗衣机、冰箱、洗碗机、电饭煲、电磁炉、微波炉、电动自行车、汽车仪表、汽车音响、汽车空调等。
轮胎压力监测及控制系统
轮胎压力监测及控制系统梁涛;杨伟达;杨玉坤;徐冠楠【摘要】轮胎内的气压实时状况对于汽车的行驶安全以及性能来说都是非常重要的，如何对轮胎内的气压进行监测、控制、以及保持汽车所有轮胎内的气压相对平衡，一直以来就是一项十分重要的研究课题。
然而目前市场上应用的轮胎压力监测系统TPMS（Tire Pressure Monitoring System），仅仅能对轮胎的气压进行监测，而不能自动的对轮胎内的气压做出反馈，来及时控制轮胎内的气压并保持所有轮胎内的气压平衡。
为了解决这个问题，介绍设计的一种闭环汽车轮胎压力监测及控制系统，主要包括总体方案、硬件设计、软件设计、加密算法、性能分析。
经试验和实际测试表明：该系统监测的数据可靠，更新及时，系统能有效的保持汽车所有轮胎内的气压相对平衡来增加了汽车的燃油效率，有很强的实用性。
%The Real-time tire pressure status inside the tire is very important to car driving safety and vehicle perfor⁃mance.How to monitor,control the tire pressure inside the tire,and maintain the air pressure inside all tires relative balance,has always been a very important researchtopic.However,applications currently on the market tire pres⁃sure monitoring system(Tire Pressure Monitoring System,TPMS),only can monitor the tire pressure,but not auto⁃matically make the air pressure inside the tire feedback to control the air pressure within the tire in time and keep pressure within all tires balance.To solve this problem,describes the design of a closed-loop tire pressure monitor⁃ing and control system,including overall program,hardware design,softwaredesign,encryption algorithms,perfor⁃mance analysis..The experiment andthe test showed that:the system monitoring data is reliable and timely updates, which can effectively maintain the relative balance of all automobile tire pressure in order to increase the fuel effi⁃ciency of the car,which has a strong practical.【期刊名称】《传感技术学报》【年(卷),期】2016(029)004【总页数】6页(P627-632)【关键词】闭环控制系统;LIN总线;控制终端;胎压传感器【作者】梁涛;杨伟达;杨玉坤;徐冠楠【作者单位】河北工业大学控制科学与工程学院，天津300130;河北工业大学控制科学与工程学院，天津300130;河北工业大学控制科学与工程学院，天津300130;河北工业大学控制科学与工程学院，天津300130【正文语种】中文【中图分类】TP393EEACC:7230 doi:10.3969/j.issn.1004-1699.2016.04.026随着当今汽车工业的快速发展，汽车的保有量日益增多；与日增加的汽车数量在使人们生活更加便利的同时，随之引发的交通事故也越来越不容忽视。
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飞思卡尔的汽车仪表完整解决方案(图)
作者： 日期：2010-1-18 来源：本网
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涵盖入门级两轮摩托车仪表、高端仪表以及超高端虚拟仪
表
2010年1月初 “飞思卡尔充电吧”技术座谈会上展
示并探讨了汽车仪表完整解决方案。论坛吸引了众多工程
师、专家学者和从业人员就仪表类型、功能及适用范围展
开了积极讨论。飞思卡尔半导体全球汽车微控制器产品市
场工程师张曦先生，从目前主流汽车仪表市场的划分和技
术热点入手，与网友一起分享了作为全球最大的汽车电子
半导体供货商，飞思卡尔独特技术及先进理念。此次座谈
会讨论对象涵盖了各种不同档次的汽车仪表，包括入门级两轮摩托车用仪表、六表头配合高分辨率彩色显示屏的
高端仪表以及超高端针对高动态内容显示的高性能显示屏虚拟仪表。
入门级汽车应用是汽车产业发展最为迅速的一个细分市场之一。飞思卡尔入门级双表头黑白段码显示仪表
是飞思卡尔为各种汽车仪表和工业控制所提供的经济高效的液晶显示器（LCD）控制解决方案，即8 位微控制器
（MCU）系列中的MC9S08LG32 MCU。S08LG 系列为电表应用、HVAC 控制、数字恒温器、家用电器和健身器材提
供经济高效的嵌入式控制和用户界面解决方案。 此外，S08LG 器件还是各种车身控制应用的理想选择，如用于
新兴市场入门级车辆的组合仪表等。
该解决方案的优势主要有两点。首先，提供了各种闪存规模的S08LG器件采用5V电源，灵活的LCD模块
电源管理配置有助于降低总功耗；其次，汽车级的8 位 MCU能够提供优良的电磁干扰（EMI）和电磁兼容（EMC）
性能。
S08LG系列是飞思卡尔日益壮大的汽车仪表MCU产品系列阵容的成员，具有片上 LCD 驱动。S08LG MCU 系
列的技术特性包括：
* 速率高达 40 MHz 的HCS08 CPU 内核
* EEPROM 仿真的高达 32 KB 的片上双库闪存
* 高达2 KB的片上RAM
* 集成的LCD 驱动，最搞可配置为8 x 37 或 4 x 41 个分段
* 所有 LCD 引脚均用通用输入/输出（GPIO）复用
* 其他产品规范和技术数据请参阅飞思卡尔相关网页www.freescale.com/files/pr/lcd.html
同时专为入门级汽车的电子仪表板而设计的还有16位S12HY微控制器系列。该系列带有集成LCD和步进
电机驱动，作为飞思卡尔阵容不断扩大的16位MCU系列的最新成员，集经济实用的16位性能和最佳片上功能于
一身，非常适用于新兴汽车市场中成本敏感型仪表板应用。
S12HY MCU的优势非常明显。首先，该系列提供了最适宜的片上集成度，实现了从新兴市场中仍在使用的
机械解决方案向现代机电仪表板的迁移；其次，几乎不需要离散组件，该器件的高度片上集成能够帮助降低系统
成本；第三，集成的液晶显示器驱动能够为基于LCD的仪表板支持高达160个分段；第四，该器件的片上步进电
机控制器最多能驱动4个仪表头，实现速度计、转速计及其他模拟表头的精确逐步控制；此外，MCU还有一个控
制器区域网（CAN）模块，能够简化引擎与仪表盘之间的数据通信。
S12HY器件提供高达64KB的片上非易失性代码闪存，为具备纠错码（ECC）技术的数据存储提供4KB的数
据闪存。飞思卡尔基于闪存的MCU的价格可与硬编码只读存储器（ROM）器件的价格相竞争，但同时又具有更大
的灵活性。采用基于闪存的解决方案，开发人员可以在基于一个可重新编程的16位MCU产品，设计出各种不同
的仪表板。如此简单的仪表板开发实现了系统成本的降低，更简单的制造物流和更快的产品上市时间。
S12HY MCU的主要特性有：
* 带有32 MHz总线的HCS12 CPU内核
* 片上内存
* 带有ECC的高达64KB的闪存
* 带有ECC的4KB数据闪存
* 4KB SRAM
* 集成的LCD 驱动，可配置最多40 x 4段 （共160分段）
* 带有4个仪表头驱动的步进电机控制器
* 可扩展控制器区域网 (MSCAN)模块 (支持CAN 2.0A/B)
* 带有内部过滤器的锁相环 (PLL) 倍频器
* 两个带有I/O通道的定时器模块，能够提供各种16位输入捕捉、输出对比、计数和脉冲累加器功能
* 带有最多8个8位通道的脉宽调制模块(PWM)
* 高达8通道、10位分辨率模数转换器
* 串行外设接口 (SPI)模块
* 串行通信接口 (SCI) 模块，支持LIN 2.0、2.1 和 SAE J2602 通信
* 内部集成电路 (I2C)模块
* 片上电压调节器(VREG)，用于调节输入电源和内部电压
* 64脚和100脚扁平封装（LQFP）
S12HY Example Applications
而为了解决使用TFT（薄膜电晶体)显示器的下一代汽车组合仪表应用的需求，飞思卡尔扩大Power
Architecture? MCU组合，推出了MPC560xS MCU系列，即六表头配合高分辨率彩色显示屏的高端仪表。该系列
同时也是为了满足需要32位性能、且对成本敏感的大量汽车应用的需求。
TFT显示器曾只限于高端车辆，但目前在中低端车辆中的使用开始普及。MPC560xS产品系列采用经济高效
的单芯片解决方案直接驱动TFT显示屏，能够同时满足入门级系统和复杂的组合仪表应用的要求。MPC560xS器
件不仅支持汽车仪表盘里的TFT显示屏，而且能够驱动模拟量表和液晶显示屏（LCD）。
MPC560xS MCU的优势在于其能够轻松处理复杂的图形内容，如照片、图表、语言和字体等。该系列包括
复杂的集成显示控制器（DCU）驱动WVGA(Wide Video Graphics Array) TFT显示屏。内部显示存储器可以用来
帮助处理图形内容以达到在彩色TFT面板上显示的目的。如果要在HVGA(Half-VAG)大小的屏幕尺寸上显示图形
内容，可以在串行闪存中使用QuadSPI接口，以扩大显示内存的方式实现。MPC560xS系列提供可扩展解决方案，
目前已经推出1MB的闪存样品，以后将推出更大和更小的闪存版本。
MPC560xS Family Overview
为了提升在32位汽车系统和嵌入式系统市场上的领导地位，飞思卡尔半导体推出了一种高度集成的片上
系统（SoC）处理器MPC5121e。该处理器可以优化需要支持复杂图像处理、多媒体应用和实时音频处理功能的高
性能、功耗敏感型应用。MPC5121e器件基于PowerArchitecture?技术，是飞思卡尔mobileGT处理器系列中的最
新产品。该系列是信息通信领域使用最广泛的平台解决方案。其运用了先进的90纳米低功耗CMOS技术，可以在
一个低功耗封装中提供超常的多媒体性能和功能丰富的用户界面，而且不会降低灵活性和强韧性。它完全符合汽
车行业标准，因此是信息通信、连接和驾驶员交互车载应用的理想产品。????
飞思卡尔副总裁兼微控制器部总经理MikeMcCourt表示：“MPC5121e是飞思卡尔面向信息通讯应用的功
能最强大、功能最丰富的处理器。该器件的多核架构将PowerArchitecture核心、专用的2D/3D图形处理核心和
强大的实时音频及多媒体增强型协处理器结合在一起。这些核心的综合功能使该处理器非常适合需要先进的显
示、图像功能/多媒体加速、网络连接性和海量存储的下一代应用。”
下一期“飞思卡尔充电吧”在线座谈将于1月20日上午10：00至12：00与工程师探讨“飞思卡尔汽车
电子中的电机控制方案”。届时飞思卡尔半导体汽车电子微控制器部产品市场经理瞿晓谷将为大家介绍飞思卡尔
基于汽车应用的电机控制方案，其中重点介绍无刷直流电机和永磁同步电机，涵盖飞思卡尔微控制器和模拟器件，
并将于讲座之后回答听众的在线提问，欢迎广大工程师的注册和参与。