汽车电子液压制动系统跟随特性的实验研究 ----汽车 EHB 系统的硬件设计(四)

，输入电压为26V，输出可调电压范围1.24V~26V最大输出电流为3.5A，电压输出误差小于1%，这样的电源系统足够满足ECU中MC9S12XE/S对电源电压的需求。

3.3.4系统输入通道设计

根据EHB系统中所涉及的各个传感器的基本类型，主要有开关量输入信号传感器、脉冲量输入信号传感器、模拟量输入信号传感器等三大类。

（1）开关量输入信号

开关量主要指常规制动情况下的主动控制功能，驾驶员可以通过脚踏板行程开关选择是否启用这一功能，因此是一种主动控制功能。

（2）脉冲量输入信号

脉冲量输入信号有：轮速传感器脉冲信号。使用定时器T2和捕获寄存器测量两个上升沿（或下降沿）的时间间隔。由于采集进来的现场信号，容易受到环境干扰等因素影响，不能直接输入单片机处理，为了抗干扰，开关量和脉冲量输入经过光电耦合器TLP521与MC9S12单片机连接。TLP521是直流输入NPN输出的光电耦合器在电隔离的情况下，以光电转换原理传输信息，能有效抑制系统噪声TLP521内部结构由发光二极管和光敏三极管组成。工作时，把输入信号加到输入端，发光二极管产生红外光，光敏三极管接收光后，其集电极与发射极导通，实现电-光-电的转换。TLP521主要用于工业控制中，速度不高，主要用来隔离各开关量信号。

（3）模拟量输入信号在EHB系统中，电控系统要求输入的模拟量有：制动油压力传感器，踏板行程传感器等，其输出的是模拟量信息，而系统只能处理数字量的信息，因此要对其进行模/数转换，即A/D转换。可以利用MC9S12单片机的A/D转换模块实现模数转换以及输入采样。由于滤波电路可以滤掉模拟信号中的高频成分，模拟量输入信号经过滤波电路与飞思卡尔MC9S12单片机的模拟量采样口相连。

3.3.5系统输出通道设计
系统输出通道的设计，就是对EHB系统执行机构的控制电路的设计。因此系统控制输出就包括：电磁阀驱动控制电路，电机驱动控制电路。

单片机控制电磁阀开、闭的过程，就是控制电磁阀是否得电的过程。本设计利用的MC9S12输出的PWM信号作为输入，通过驱动MOSFET管使高速开关阀工作，电路中驱动电路采用BTS724G芯片，BTS724G芯片为N沟道垂直功率MOSFET管设计的高边开关驱动器。高边条件下可驱动负载电压为24V的MOSFET功率管。BTS724G具有可输入CMOS的兼容性、较高的电磁兼容性、感应负载的快速退磁性和较宽的工作电压范围5.5V~40V.BTS724G自身提供了嵌入式保护程序，当系统过载或电池接反系统自动关闭MOSFET.通过BTS724G芯片驱动电磁阀的开关，实现系统的增压、保压、和减压。

电磁阀驱动控制电机的驱动控制电路是通过大功率MOS管来驱动控制液压泵电机，由液压泵电机带动液压泵，向高压蓄能器管路中注入制动时所需的高压油。图3.11是开发的ECU实物图

3.3.6数据采集系统设计

数据采集系统是EHB台架系统中很重要的一个模块，本文采用的数采系统是基于MATLAB/xPCTarget实时数据采集系统。xPC Target 是MathWorks公司提供和发行的一个基于RTW（Real Time Workshop）体系框架的附加产品，用于产品原型开发、测试和配置实时系统的PC机解决途径。xPCTarget采用了从宿主机到目标机的技术途径，即"双机"模式，两机通过以太网或串口进行通信。

系统主要由硬件系统和软件系统组成，硬件系统主要有宿主机（HostPC）、目标机（TargetPC）、数据采集卡。软件系统包括MATLAB、Simulink、RTW、xPCTarget、C编译器等。

（1）宿主机（HostPC）
宿主机主要用于运行simulink建立模型文件，进行模型参数调整、模型的编译下载以及信号观测。由于xPCTarget采用宿主机（HostPC）和目标机（TargetPC）分离的双机模式。宿主机和目标机之间有串口和以太网两种通信方式。本文采用速度快，距离远的以太网方式。由于要对通讯设备进行配置生成启动软盘。因此要求宿主机包含3.5英寸的软驱和以太网适配卡。采用Windowsxp操作系统，硬件配置要求不高，可正常运行MATLAB程序即可。基于上述条件我们选用普通台式机即可。

（2）目标机（TargetPC）
目标机用于执行生成的代码，目标机在使用过程中只需开关机操作即可，此目标机采用硬盘启动方式，较之通用的软盘或光盘启动更稳定，启动速度快。为了制作启动盘和试验数据采集，目标机应安装了Windows XP和DOS 7.1系统，并且系统盘为FAT32文件系统。基于上述条件本文采用Advantech工控机。

（3）数据采集板卡

本文采用的是Advantech PCL-818H采集卡。PCL-818H是一款100KHz的多功能数据采集卡，能够提供最常用的五种测量和控制功能，这些功能包括：12位A/D转换、D/A转换、数字量输