
《基于Power PC的32位微控制器原理·汽车电子控制系统应用》系统介绍了MPC555基本的硬件结构,包括其独具特色的TPU3和MI0S、QADC、QSMCM等模块的工作原理;着重介绍了基于MPC555微控制器的MATLAB代码自动生成体系及二次开发技术,特别是在汽车电子控制中的典型应用案例;最后对飞思卡尔公司最新推出的MPC5500系列产品进行了详细介绍。以32位嵌入式微控制器为基本技术特征的新一代电控单元(E1ectronicContro1Unit,ECU)已成为汽车电子发展应用的主流。汽车工业是使用微控制器最多的工业,一辆现代汽车最多可使用达200个微控制器。汽车电子系统占整车成本的比例在2008年就已超过了40%,现在还在继续上升。为了适应这一特点,飞思卡尔公司于1999年推出了一款基于PowerPC架构的32位高性能高速微控制器。其的性能特别适合做复杂的实时控制和处理系统,在许多方面代表了微控制器今后的发展方向。《基于Power PC的32位微控制器原理·汽车电子控制系统应用》可作为汽车电子、嵌入式系统课程的教学参考书,供高等院校相关专业高年级本科生和研究生使用,也可供教师和工程技术人员参考。
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《基于Power PC的32位微控制器原理·汽车电子控制系统应用》由电子工业出版社出版。 目录
第1章概论
1.1绪论
1.232位微处理器性能比较
1.3汽车电子控制系统
1.3.1组成
1.3.2特征
1.3.3工作原理
1.3.4汽车电子控制单元ECU
第2章MPC555硬件结构原理
2.1MPC555引脚信号与系统配置
2.1.1引脚信号
2.1.2系统配置
2.2RCPU和存储器
2.2.1PowerPC架构
2.2.2RCPU结构
2.2.3RCPU寄存器
2.2.4存储器
2.2.5RCPU指令处理
2.3时钟系统及计时器
2.3.1PLL锁相环原理
2.3.2MPC555PLL锁相环工作模式
2.4外部总线接口及存储器控制
2.4.1在扩展模式下外部存储器及其控制器的时钟
2.4.2总线仲裁阶段内部或外部总线管理器
第3章MPC555独具特色的模块
3.1双队列A/D转换模块(QADC)
3.1.1A/D模块低功耗停止模式和冻结模式
3.1.2A/D采样时间和内部时钟模块
3.1.3QADC64的控制逻辑及执行队列模式
3.2模块化输入/输出子系统(MI0S)
3.2.1MI0S总线接口子模块
3.2.2计数预分频器子模块
3.2.3MI0S模块化计数器子模块
3.2.4MI0S双动作子模块
3.2.516位并行I/0口子模块
3.2.6MI0S脉宽调制子模块
3.2.7MI0S中断请求子模块
3.3队列多通道串行通信模块(QSMCM)
3.3.1串行通信的基本知识
3.3.2QSM的结构与特性
3.3.3QSM的存储器和寄存器
3.3.4QSM的初始化
3.3.5QSPI子模块
3.3.6SCI子模块
3.4双通道时间处理单元(TPU3)
3.4.1TPU的结构与功能
3.4.2TPU寄存器
3.4.3TPU的初始化操作
3.4.4输入捕捉/输入跳变计数器
3.4.5输出比较
3.4.6周期与脉冲宽度累加器
第4章基于MPC555微控制器的MATLAB代码自动生成体系
4.1概述
4.1.1代码生成的优势与劣势分析
4.1.2代码生成的分类
4.2MATLAB代码自动生成技术
4.2.1RTW技术
4.2.2EmbeddedTarget技术
4.2.3模型和参数配置
4.2.4代码生成过程
4.2.5自动代码分析
4.2.6MPC555下的基于CCP在线观测标定
4.2.7MPC555下的Bootcode技术
第5章基于MPC555微控制器的代码自动生成体系下的二次开发技术
5.1MATLAB代码自动生成体系二次开发
5.1.1二次开发背景
5.1.2硬件抽象层硬件驱动
5.1.3应用层算法
5.1.4初始化
5.1.5终止处理
5.1.6中断处理子程序
5.1.7成功案例
5.2代码自动生成背景下的汽车电子实时控制软件开发模式
5.3代码自动生成开发模式下的性能分析
5.3.1空间效率
5.3.2时间效率
5.3.3可移植性
5.3.4开发周期
5.4应用代码自动生成技术的硬实时控制系统举例
第6章异常情况处理(中断)
第7章MPC555在汽车电子控制应用中的典型案例
第8章MPC555开发工具及方法
第9章MPC5500系列微控制器介绍
附录AMPC555引脚描述
附录BMPC555内存映射
附录CMPC555的指令
附录D专用名词和缩写
参考文献 序言
微控制器(Micro Controller Unit)在我国习惯上称为单片机,是指采用超大规模集成电路技术,在一个芯片上集成了CPU、存储器和I/O接口三部分而形成的一个单片微计算机系统。由于它成本低、体积小、功能强、工作可靠,从20世纪70年代问世以来便得到了飞速发展。
飞思卡尔公司是世界上著名的微控制器生产公司。飞思卡尔生产的微控制器不仅数量和品种多,而且功能很强。采用HCMOS技术生产的高性能的M68HC05和M68HC11系列微控制器分别有80多个和40多个品种。
为适应科学技术发展的需要,1998年飞思卡尔公司推出了MPC5xx系列32位微控制器,其代表性的产品是MPC555。它具有较高的执行速度、完善的系统保护功能、较强的I/O功能和数据处理能力。
MPC555推出不久,便于1999年获得汽车行业国际PACE汽车创新产品优秀奖,并在嵌入式计算机控制领域,特别是汽车电子应用领域得到了迅速发展。由于其优良的性能和强大的市场推广力度,从高科技研发项目、终端用户(汽车制造厂家)到各专业软硬件开发商都予以MPC555高度的重视,并积极开发应用MPC555产品,MPC555被重视的程度日益加强。
MPC555微控制器在汽车电子领域得到了广泛的应用,是目前被国际汽车电子系统广泛采用的新一代芯片。2000年MPC500系列产品在汽车行业的年销售额达10亿美元(据飞思卡尔报道)。国外的汽车电子工业已形成了从半导体硬件到软件部件开发,再到系统集成应用的一整套开发和生产体系。围绕着汽车制造商,形成了专业化、可提供全套应用系统的各类供应商。从硬件设计到软件开发,使用它们提供的各种专用控制原型,再配上先进的开发工具,可使专业设计人员和制造商在生产一线开发、调试新产品的周期大大缩短。
MPC555嵌入式系统在汽车行业有着广阔的应用前景。随着我国国民经济的飞速发展,人民生活水平的提高,汽车消费有望成为居民新的消费热点以及国民经济新的增长点。传统汽车制造业必然要与信息、计算、电子技术等行业相结合,汽车生产企业与IT行业的合作关系将越来越紧密。先进的方法和手段将不断应用到产品的开发与生产当中。MPC555在汽车电子领域的应用将不断得到提升。我们有必要加大开发MPC555嵌入式计算机控制系统的力度,以推进我国汽车电子行业的发展。
本书共分为9章和4个附录。其中,第1章为概论;第2章为基础篇,介绍MPC555基本的硬件结构;第3章为提高篇,在第2章的基础上介绍MPC555独具特色的TPU3和QSMCM等模块;第4~8章为应用篇,着重介绍基于MPC555微控制器的Matlab代码自动生成体系及二次开发技术,特别是在汽车电子控制中的典型应用案例;第9章介绍飞思卡尔最新推出的32位MPC5500系列微控制器。需要说明的是,对于飞思卡尔公司经多年研究而推出的高性能32位微控制器MPC555,用一本书是很难将它的技术特性和开发技术介绍全面的。为更好地推广飞思卡尔的32位微控制器,首先应介绍它的基本原理,基本的硬、软件结构和基本的开发知识,使读者能初步了解MPC555的PowerPC架构,这也是本书的主要目的。然后再详细介绍它的功能和技术条件、技术数据,以及汽车领域的开发应用范例。我们将按照这个思路,逐步完整、准确地将飞思卡尔公司的新技术介绍给广大读者。
本书由张戟编制提纲,第4、5章由孙泽昌、张戟共同编写,其余各章由张戟编写。全书由孙泽昌教授负责统稿工作。汽车学院2008级研究生肖棣同学协助进行了大量的翻译、图文处理及编辑排版工作。电子工业出版社对本书的出版给予了大力支持与帮助,在此深表谢意。
汽车学院钟再敏副教授为本书部分章节提供了经过验证的工程实例,2005级研究生赵彦斌同学为本书部分章节涉及的理论和技术做出了贡献,在此也深表谢意。
感谢同济大学飞思卡尔联合实验室的罗峰教授为本书的完成提供了完美的测试环境和相应的硬件测试平台,同时感谢飞思卡尔公司为本书提供了部分内容的英文资料。
本书在编写过程中引用了一些国内外期刊、文献的资料,充实了本书的内容,借此机会也向有关文章的作者表示感谢。
最后谨向关心并为本书的编写、出版做出贡献的所有同志表示深深的谢意!
由于时间和作者水平所限,书中难免存在许多不足之处,恳请广大读者批评指正。 文摘
插图:
ISBN | 7121109522,978712110 |
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出版社 | 作家出版社 |
作者 | 张戟 |
尺寸 | 16 |