隨著電子技術(shù)的迅猛發(fā)展和綠色環(huán)保的要求，人們對汽車發(fā)動機點火系統(tǒng)性能的求越來越高，不僅要求實時性強、點火正時特性好、抗干擾能力強，而且要求集成較高、減少故障點、具有自診斷和備用點火功能，同時還要求與PC機通訊并能進行系統(tǒng)軟件升級、重要數(shù)據(jù)更新和在線系統(tǒng)仿真。下面介紹一種基于DSP的新型汽車無分電器點火裝置。
　　1系統(tǒng)構(gòu)成
　　系統(tǒng)中央處理單元ECU由一片DSP和一片通用單片機組成。DSP主要用于對信號的采集、處理，控制算法實現(xiàn)，與輔助單元和PC機進行通訊；單片機主要用于系統(tǒng)監(jiān)測和備用點火等。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。
　　
　　系統(tǒng)采用了集成點火組件。點火組件用于完成閉合角控制、恒電流控制、過電壓保護、停車斷電保護等功能，并能通過缸序判別信號IGda、IGdb把點水信號Igt關(guān)入相應(yīng)的點火驅(qū)動電路，產(chǎn)生點火確認信號IGf。
　　1.1主CPU單元
　　系統(tǒng)主CPU采用DSPTMS320F240。它具有以下特點：32位中央算術(shù)邏輯單元CALU；16位×16位并行硬件乘法器；內(nèi)置544字×16位雙端口數(shù)據(jù)/程序RAM，16K字×16位FLASHE2PROM；軟件等待發(fā)生器的外部存儲器接口模塊，支持硬件等待狀態(tài)；雙10位高速A/D轉(zhuǎn)換器；28個獨立可編程的多路復(fù)用I/O引腳；基于鎖相環(huán)的時鐘模塊；帶實時中斷的看門狗定時器模塊；串行通訊接口；4級管道操作；8級硬件堆棧；6個外部中斷；靜態(tài)CMOS技術(shù)；4種低電源模式；最高頻率為40MHz；多數(shù)指令周期為單周期；完成一次點火提前角的計算時間限于1ms，比通用微處理機快10～100倍，大大地提高了點火系統(tǒng)的實時性。
　　主CPU單元主要完成兩大任務(wù)：一是確定當(dāng)前工況下的最佳點火提前角，產(chǎn)生點火控制信號IGt和汽缸判定信號IGda與IGdb；二是通過RS-232接口與PC機進行串行通信，主CPU可把采集的各種傳感器的信號、發(fā)動機轉(zhuǎn)速信號、故障代碼等送到PC機中進行仿真與分析；PC機也可以把二進制程序代碼及一些重要數(shù)據(jù)（如不同工況下的修正值等）送到主CPU的FLASHE2PROM單元。
　　TMS320F240擴展了四片CY7C169-25和一片8253，并采用74F148擴展外部中斷源輸入端。
　　1.2監(jiān)測和點火備用模塊
　　監(jiān)測和點火備用模塊所使用的CPU是8751。該模塊通過對各傳感器信號、IGf信號等進行分析、診斷，對主CPU單元實施監(jiān)測。當(dāng)主CPU單元出現(xiàn)故障時，監(jiān)測和點火備用模塊立即接過點火控制權(quán)，并放棄監(jiān)測工作。
　　8751單元擴展了2732、6264和8253各一片。采用一片AD574A和CD4051進行A/D轉(zhuǎn)換，并用74LS148擴展了8個外部中斷源輸入端。
　　1.3DSP數(shù)字控制器與PC機的串行通訊
　　TMS320F240SCI模塊支持CPU與使用標準NRZ格式的其它異步外設(shè)之間進行數(shù)字通信。SCI接收器和發(fā)送器是雙緩沖的，具有獨立的使能和中斷時。SCI對接收的數(shù)據(jù)進行間斷、奇偶性、超時、幀出錯等檢測。系統(tǒng)采用了RS-232異步串行通訊標準總線。
　　1.4系統(tǒng)接口資源的分配
　　TMS320F240DSP數(shù)字控制器與8751單片機提供的I/O接口與中斷輸入接口是有限的，為避免資源沖突，將外部的輸入信號按表1進行優(yōu)化分配。
　　表1外部輸入信號優(yōu)化分配