专利名称：一种用于混合动力电动车的cpu控制板的制作方法
技术领域：
本发明属于汽车动力整车中央控制单元，特别是一种用于混合动力电动车的CPU控制板。
背景技术：
当今，石油资源严重短缺，各国正在致力于发展电动汽车产业。由于目前的电池技术仍处于瓶颈状态，未能有较大突破，而氢燃料电池成本又居高不下，因此纯电动车和燃料电池电动车的发展在目前仍受较大制约，在很长的一段时期内，混合动力电动车发展前景良好，有望近期实现产业化。顾名思义，混合动力车的动力来源是有多种形式的能量混合提供的，包括动力蓄电池化学能、发动机动能、发电机电能及驱动电机制动所产生的电能，最终这些能量转化为机械能驱动车轮前进。由于混合动力车动力来源的多样性和复杂性，其动力系统的总成控制也相对复杂，技术难度大。为了实现整车经济性、环保性。动力性，其整车控制算法相应的就会比较复杂，计算量大，对控制器的CPU板就要求资源丰富，运算速度快，数据存储量大。
发明内容
为适应复杂的多能源动力总成控制算法。本发明提供一种用于混合动力电动车的CPU控制板。
它包括安装在同一块印制电路板上的CPU芯片，程序存储器、数据存储器、实时时钟存储器、铁电存储器、CAN通讯接口、RS232通讯接口、电源电路、扩展插座，CPU芯片通过32位的数据地址总线从程序存储器读取程序指令，并按指令进行相应的操作，数据存储器则用于临时变量的存储，实时时钟存储器为系统提供日期及时间，同时可用来实时存储用户自定义的一些关键参数，铁电存储器则用来作故障信息记录，CAN通讯接口、RS232通讯接口以及其他的输入输出口，则通过扩展插座对外进行扩展。
所述CPU芯片采用型号为MPC561MZP56的集成电路，程序存储器采用型号为AM29LV800BT-EI120的16位FLASH MEMORY集成电路，数据存储器采用型号为IS61LV25616-12TI的Static RAM集成电路，铁电存储器采用型号为FM20L08的集成电路，实时时钟存储器采用型号为DS1556W的集成电路；所述CAN通讯接口具有3个通道，其收发器采用型号为82C250的集成电路，光隔采用型号为HCPL600的集成电路，硬件可支持最高1Mbps的波特率；所述RS232通讯接口具有2个通道，其收发器采用型号为MAX232EEWE的集成电路，光隔采用型号为HCPL600的集成电路，硬件可支持最高115200Kbps的波特率；所述电源电路包括由外部母板提供5V/2000mA电源，由板内LM3940提供3.3V/700mA电源，由板内LM317提供2.6V/700mA电源和由板内DCP010505提供5V/200mA电源；所述扩展插座采用四个40芯双排插座，且四个插座在印制板上采用不完全对称的布置。
它具有以下优势和特点1)CPU选用汽车专用控制芯片PO WER PC MPC561芯片，运算速度快，抗干扰能力强，适于作整车核心控制。2)该控制板资源丰富，接口方便，通用性强，适用于各种不同的控制系统3)通讯接口丰富，便于多部件的分布式网络控制4)有时钟和存储功能，可记录具体时刻的故障信息，以便系统维护。
图1为本发明电路结构框图；图2为CAN通讯接口一个通道的电路原理图；图3为RS232通讯接口一个通道的电路原理图；图4为3.3V和2.6V电源的电路原理图；图5为5V/2000mA电源的电路原理图；图6为5V/200mA电源的电路原理图。
具体实施例方式
如图1至图6所示，一种用于混合动力电动车的CPU控制板它包括安装在同一块印制电路板上的CPU芯片，程序存储器、数据存储器、实时时钟存储器、铁电存储器、CAN通讯接口、RS232通讯接口、电源电路、扩展插座，CPU芯片通过32位的数据地址总线从程序存储器读取程序指令，并按指令进行相应的操作，数据存储器则用于临时变量的存储，实时时钟存储器为系统提供日期及时间，同时可用来实时存储用户自定义的一些关键参数，铁电存储器则用来作故障信息记录，CAN通讯接口、RS232通讯接口以及其他的输入输出口，则通过扩展插座对外进行扩展。
所述CPU芯片采用型号为MPC561MZP56的集成电路，程序存储器采用型号为AM29LV800BT-EI120的16位FLASH MEMORY集成电路，数据存储器采用型号为IS61LV25616-12TI的Static RAM集成电路，铁电存储器采用型号为FM20L08的集成电路，实时时钟存储器采用型号为DS1556W的集成电路；所述CAN通讯接口具有3个通道，其收发器采用型号为82C250的集成电路，光隔采用型号为HCPL600的集成电路，硬件可支持最高1Mbps的波特率；所述RS232通讯接口具有2个通道，其收发器采用型号为MAX232EEWE的集成电路，光隔采用型号为HCPL600的集成电路，硬件可支持最高115200Kbps的波特率；所述电源电路包括由外部母板提供5V/2000mA电源，由板内LM3940提供3.3V/700mA电源，由板内LM317提供2.6V/700mA电源和由板内DCP010505提供5V/200mA电源；所述扩展插座采用四个40芯双排插座，且四个插座在印制板上采用不完全对称的布置。
高速POWERPC处理器(汽车工业级MPC561芯片主频最高56MHz)，满足复杂整车算法的实时实现；2Mbytes程序存储器和1Mbytes数据存储器，满足程序及大量MAP图的存储要求；实时时钟与128Kbytes大容量铁电存储器配合使用，可对整车故障及关键信息进行准确记录和可靠存储；3路带光隔的CAN2.0B接口可与多种不同协议的CAN部件进行数据交换；2路带光隔的RS232接口，方便实现基于串口的程序在线下载和控制参数的在线匹配标定；SPI同步串行接口，可扩展多路SPI外围设备如SPI数模转换器；极其丰富的IO接口(32路TPU，32路QADC，24路等，各接口均可灵活配置为输入或输出)大大增强了CPU子板通用性；带有USB取电口，与CAN卡的匹配接口，以及与PC机通讯的标准RS232接口，方便单板调试；对外扩展接口选用4个40芯2.54mm间距的镀金双排插座，并采用不对称布置，以防插错。印制板采用四层PCB设计。
CPU芯片选用FREESCALE公司PowerPC系列的MPC561MZP56，它有以下技术特点·32位RISC结构单片机·64位硬件浮点运算单元·灵活的存储器控制器及增强型中断控制器·32-Kbytes内部static RAM·2个TPU3(time processing units)单元·One 22-timer channel modular I/O system(MIOS14)·3个TouCAN模块·2个增强型AD转换模块·1个SPI通信接口和2个SCI通信接口·PBGA(Plastic ball grid array packaging)封装·工作主频56MHz·工作温度范围-40℃-125℃·IO与内核分开独立供电·功耗5V最大工作电流40mA @40MHZ；45mA @56MHZ；2.6V最大工作电流 180mA @40MHZ；270mA @56MHZ；程序存储器2×AMD公司的16位AM29LV800BT-EI120(FLASH MEMORY)
·总容量2×1Mbytes·32位总线接口(2×16bits)·地址正常程序运行0x000000-0x1fffffBDM调试模式0x400000-0x5fffff·3.3V供电只读7mA，编程15mA·-40℃ to +85℃数据存储器2×ISSI公司的16位IS61LV25616-12TI(Static RAM)·总容量2×512Kbytes·32位总线接口(2×16bits)·地址正常程序运行0x400000-0x4fffffBDM调试模式0x000000-0x0fffff·3.3V供电5mA·-40℃ to +85℃铁电存储器是一种可自由擦写存储器，它在掉电的情况下，数据可保持10年不会丢失。1×FM20L08·总容量1×128Kbytes·100万次擦写寿命·8位总线接口·地址正常程序运行0x800000-0x81FFFF·3.3V供电20mA·-40℃ to +85℃实时时钟及内部存储器1×DS1556W
·总容量1×128Kbytes·掉电数据保持10年·8位总线接口·地址正常程序运行0xc00000-0xc1FFFF·3.3V供电20mA·-40℃ to +85℃电源电路的功耗对于5.0V电源电路，CPU系统45mA，指示灯50mA，硬件狗2mA，对于3.3V电源电路，存储器65mA，外部BDM电缆50mA，对于3.3V电源电路，CPU系统270mA，对于5VA电源电路，通讯接口100mA；因此，5V电源由外部母板提供5V/2000mA电源，3.3V电源由板内LM3940提供3.3V/700mA电源，2.6V电源由板内LM317提供2.6V/700mA电源，5VA电源由板内DCP010505提供5V/200mA电源。
根据CPU的管脚排列，将IO端口分别接到4个40芯双排插座上，以便印制板布线；四个插座采用不完全对称的布置，以防插错。
权利要求
1.一种用于混合动力电动车的CPU控制板，其特征在于它包括安装在同一块印制电路板上的CPU芯片，程序存储器、数据存储器、实时时钟存储器、铁电存储器、CAN通讯接口、RS232通讯接口、电源电路、扩展插座，CPU芯片通过32位的数据地址总线从程序存储器读取程序指令，并按指令进行相应的操作，数据存储器则用于临时变量的存储，实时时钟存储器为系统提供日期及时间，同时可用来实时存储用户自定义的一些关键参数，铁电存储器则用来作故障信息记录，CAN通讯接口、RS232通讯接口以及其他的输入输出口，则通过扩展插座对外进行扩展。
2.如权利要求1的一种用于混合动力电动车的CPU控制板，其特征在于所述CPU芯片采用型号为MPC561MZP56的集成电路，程序存储器采用型号为AM29LV800BT-EI120的16位FLASH MEMORY集成电路，数据存储器采用型号为IS61LV25616-12TI的Static RAM集成电路，铁电存储器采用型号为FM20L08的集成电路，实时时钟存储器采用型号为DS1556W的集成电路；所述CAN通讯接口具有3个通道，其收发器采用型号为82C250的集成电路，光隔采用型号为HCPL600的集成电路，硬件可支持最高1Mbps的波特率；所述RS232通讯接口具有2个通道，其收发器采用型号为MAX232EEWE的集成电路，光隔采用型号为HCPL600的集成电路，硬件可支持最高115200Kbps的波特率；所述电源电路包括由外部母板提供5V/2000mA电源，由板内LM3940提供3.3V/700mA电源，由板内LM317提供2.6V/700mA电源和由板内DCP010505提供5V/200mA电源；所述扩展插座采用四个40芯双排插座，且四个插座在印制板上采用不完全对称的布置。
全文摘要
一种用于混合动力电动车的CPU控制板，包括安装在同一块印制电路板上的CPU芯片，程序存储器、数据存储器、实时时钟存储器、铁电存储器、CAN通讯接口、RS232通讯接口、电源电路、扩展插座，CPU芯片通过32位的数据地址总线从程序存储器读取程序指令，并按指令进行相应的操作，数据存储器则用于临时变量的存储，实时时钟存储器为系统提供日期及时间，同时可用来实时存储用户自定义的一些关键参数，铁电存储器则用来作故障信息记录，CAN通讯接口、RS232通讯接口以及其他的输入输出口，则通过扩展插座对外进行扩展。其运算速度快，抗干扰能力强，适于作整车核心控制，该控制板资源丰富，接口方便，通用性强，适用于各种不同的控制系统，系统维护方便。
文档编号B60W20/00GK1928749SQ20061003228
公开日2007年3月14日 申请日期2006年9月21日 优先权日2006年9月21日
发明者汪伟, 刘凌, 唐广笛, 王坤俊 申请人:中国南车集团株洲电力机车研究所