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通常将由电子元器件或部件组成的能够产生、传输、采集或处理电信号及信息的客观实体称之为电子系统。其两个过程链条分别为：传感检测信息输入——信号调理放大变换——信号处理决策——放大变换——控制驱动执行输出——对象——反馈——信号处理决策；人为控制——信号处理决策——放大变换——控制驱动执行输出——对象——反馈——信号处理决策。
电子系统定义
通常是指有若干相互连接、相互作用的基本电路组成的具有特定功能的电路整体。
由于大规模集成电路和模拟-数字混合集成电路的大量出现，在单个芯片上可能集成许多种不同种类的电路。
电子系统分类
电子系统[1]
分为模拟型和数字型或两者兼而有之的混合型电子系统,无论哪一种形式的电 子系统,它们都是能够完成某种任务的电子设备.一般把规模较小,功能单一的称为单元电 路;而功能复杂,由若干个单元电路(功能块)组成规模较大的电子电路称为电子系统.通 常电子系统由输入,输出,信息处理三大部分组成,用来实现对某些信息的处理,控制或带 动某种负载.
．电子技术[引用日期]
清除历史记录关闭一种实用的变占空比PWM信号Simulink实现方法_百度文库
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一种实用的变占空比PWM信号Simulink实现方法
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MAX7491芯片及其在信号采集系统中的应用
[导读] 滤波器是信号处理电路必不可少的一部分，传统的滤波器大多由电阻、电容、电感等分立元器件，根据理论设计，按一定的方式排列组合而成，虽然也能达到目的，但是存在设计过程复杂、设计成本较高、需占用较大空间、功耗
&滤波器是信号处理电路必不可少的一部分，传统的滤波器大多由电阻、电容、电感等分立元器件，根据理论设计，按一定的方式排列组合而成，虽然也能达到目的，但是存在设计过程复杂、设计成本较高、需占用较大空间、功耗较大等不足。随着科技的进步，一种集成的滤波电路&&开关电容滤波器，开始在现在的电路设计中得到较多应用。开关电容滤波器是一种离散时间模拟滤波器，它主要由3个功能部件构成：运算放大器、MOS开关和电容器，只需较少的外部电阻便可实现多种滤波功能。与由分立元件构成的滤波器相比，集成的滤波芯片具有占用体积小、功耗低、设计简单、成本低等优点。这符合当代的电路设计理念，因而得到广泛的应用。在本文中，笔者选择了开关电容滤波器MAX
7491作为滤波器设计的核心器件，构建了带通滤波器和带阻滤波器，将其应用于实际电路，得到了令人满意的效果。本文引用地址:
1 MAX7491的结构、特点及工作原理
MAX7491是美信(MAXIM)公司设计的一款双路通用开关电容滤波器，它内部由两个完全一样的双二阶拓扑结构的开关电容滤波模块组成，其内部结构如图1。
MAX7491采用16脚QSOP封装。低功耗设计，只需+3 V单电源供电(也可以双电源供电)。输入和输出均具备轨对轨特性，设计滤波器的中心频率最高可达40
kHz。具有高精度
特性，其中品质因素Q的误差率为&0.2%，芯片工作时钟转化为滤波器中心频率的误差率为&0.2%。
MAX7491的使用很简便，只要通过在芯片外部适当连接电阻就可实现不同的滤波功能，可以构成低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器。此外，通过将多个滤波模块级联，还可以配置构成高阶滤波器。所有经典的滤波器拓扑，如巴特沃斯(Butterworth)、贝塞尔(Bessel)、椭圆(elliptie)和切比雪夫(Chebyshev)等均可以由MAX7491来实现，甚至还可以实现一些用户自定义的算法。
在设计滤波器时，滤波器的中心频率是通过MAX7491工作时钟来确定的。MAX7491有两个时钟源可供选择：占空比为50%的外部时钟和内部振荡器时钟。使用外部时钟时，滤波器中心频率fo(单位：kHz)与芯片的外部时钟频率fCLK(单位：)满足关系式：
fo=fCLK/100 (1)
使用内部振荡器时钟时，需要在外部连接一个电容COSC(单位：pF)，则振荡器频率fOSC(单位：kHz)：
fOSC=135&103/COSC (2)
此时滤波器中心频率由(3)式得出：
fo=fOSC/100 (3)
MAX7491有6种工作模式，见表1。
表中：LP是低通滤波;HP是高通滤波;BP是带通滤波;
N是带阻滤波;Q是品质因素;fo是滤波器中心频率，fCLK是MAX7491的工作频率。
用户可以根据实际需要来选用某种模式。下面仅以模式1为例，具体介绍其使用及配置。
模式1电路原理图如图2所示。电阻R1接在信号输入端，在输出端N与信号输入端INVA之间接入反馈电阻R2，则构建了一个2阶带阻滤波器。在输出端BP与输入端INVA之间接入反馈电阻R3，则构建了一个2阶带通滤波器。直接连通输出端LP与反馈输入端S，则构建了一个2阶低通滤波器。这三种滤波器可以同时工作。以上电阻R1、R2和R3一般约为几十到几百千欧姆，根据所需要的增益来选配。各个输出(N、BP、LP)增益与R1成反比关系。此外，在低通滤波器输出端LP与信号输入端INVA之间连接电容Cc可以降低增益误差，Cc的最大取值为15
如果将同一芯片中的两个滤波器模块进行级联则可以配置实现2级带阻滤波、低通滤波和带通滤波以及高品质因素的带通滤波器。如果多个芯片级联还可以实现高阶巴特沃斯低通滤波器、低Q值的带阻滤波器等。模式1下滤波器的中心频率为fo=fCLK/100。
2 应用举例
在应用地下磁流体探测仪进行地下水和地下裂隙的探测过程中，仪器主要通过探针接收天然电磁信号，该信号频率范围分布较广，从频率很低的基带信号到数千赫兹的频率信号，包含有强干扰信号，尤其是有很强的工频干扰信号，这些信号数据量大，耦合形式复杂，对仪器进一步的信号处理影响很大，不易于分析处理。因此在对信号进行处理前，需要对探针接收的信号进行滤波处理。下面选用MAX7491来构建作为地下磁流体探测仪的前置处理滤波器。
地下磁流体探测仪前端信号处理原理框图如图3所示。探针采集到的电磁信号，经过带通滤波和带阻滤波后被送入到下一级信号处理电路。
用MAX7491构建四阶的带通滤波器如图4，四阶带阻滤波器如图5。这两个滤波器都选用了工作模式1，使用外部时钟。对于带通滤波器，时钟fclk是根据仪器的测试频段来确定的，是编程可控的。对于带阻滤波器，其主要作用是滤除50
Hz及其倍频的工频干扰信号，因此可根据需要选择fclk取为5 kHz或其他频率。
图6和图7是用Labview对所测信号进行分段分析得到的频谱，其中横坐标是频率(单位：Hz)，纵坐标是电位幅值(单位：V)，采用科学计数法。带通滤波器的的中心频率约为
45 Hz，在图5中可以看出，频率低于15 Hz或高于75
Hz的信号通过带通滤波器后其幅值有明显的衰减，而对中心频率附近的信号，滤波器具有较好的选通性，而随着频率远离中
心频率，信号有逐渐衰减的趋势。带阻滤波器的中心频率为50 Hz，从图7中可以看到，在50
Hz附近的信号经过带阻滤波后有了明显的衰减，而其他频率信号则能够很好的通过。
MAX7491是一款应用方便的开关电容滤波器，只需要较少的外部元件就可实现较复杂的滤波功能，多种工作模式可以满足不同的应用场合需求，并且易于控制，用户只要按需提供合适的中心频率即可达到滤波目的。通过将以MAX7491为核心器件设计的带通和带阻滤波器应用到地下磁流体探测仪的信号采集系统并测试，得到了良好的滤波效果，可见该芯片在功能上是比较优越的。
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汽车最强大脑ECU和单片机是什么关系
先上图一张，据说这是某个F1赛车的动力总成ECU。 定睛一看，这不就是两个英飞凌的单片机的合体嘛。 ECU的定义 ECU原来指的是engine control unit，即发动机控制单元，特指电喷发动机的电子控制系统。但是随着汽车电子的迅速发展，ECU的定义也发生了巨大的变化，变成了electronic control unit即电子控制单元，泛指汽车上所有电子控制系统，可以是转向ECU，也可以是调速ECU，空调ECU等，而原来的发动机ECU有很多的公司称之为EMS，engine management system。随着汽车电子自动化程度的越来越高，汽车零部件中也出现了越来越多的ECU参与其中，线路之间复杂程度也急剧增加。为了使电路简单化，精细化，小型化，汽车电子中引进了CAN总线来解决这个问题。因为CAN总线能将车辆上多个ECU之间的信息传递形成一个局域网络。有效的解决线路信息传递所带来的复杂化问题。目前博世，德尔福，电装，大陆的VDO等都是汽车ECU行业的领导者。 ECU的出现在1967年之前，汽油机的供给系统是由化油器来供油的，这与今天的电喷发动机原理完全不同，化油器利用节气门前后的压力差吸油，不仅无法精准地控制燃油补给量，更制约了汽车动力性、环保性能的提升。Bosch等一批企业因此开发了电子燃油喷射系统，最早的BOSCH电喷系统是D-Jetronic，后期发展出了K-Jetronic和L-Jetronic，在电子技术介入后，BOSCH开发了多套电子化管理的燃油喷射系统，其中KE-Jetronic就是今天被广泛采用的电喷技术，虽然各家企业的商品名不尽相同，但在构造上大同小异。&电喷系统的工作特性在于“定量、定时”喷射燃油，发动机需要多少燃油，在什么时刻喷入，这与发动机的转速、空气流量等有着直接的关系，此外还牵涉到水温、机油压力等各种各样的参数，这么多参数如何进行处理，并向喷射系统发出喷油指令呢？这就需要发动机控制单元的介入了，ECU应运而生。 ECU的基本组成简单地说，ECU由微机和外围电路组成。而微机就是在一块芯片上集成了微处理器（CPU），存储器和输入／输出接口的单元。ECU的主要部分是微机，而核心部件是CPU。输入电路接受传感器和其它装置输入的信号，对信号进行过滤处理和放大，然后转换成一定伏特的输入电平。从传感器送到ECU输入电路的信号既有模拟信号也有数字信号，输入电路中的模／数转换器可以将模拟信号转换为数字信号，然后传递给微机。微机将上述已经预处理过的信号进行运算处理，并将处理数据送至输出电路。输出电路将数字信息的功率放大，有些还要还原为模拟信号，使其驱动被控的调节伺服元件工作。，例如继电器和开关等。因此，ECU实际上是一个“电子控制单元”（Electronic Control Unit），它是由输入处理电路、微处理器（单片机）、输出处理电路、系统通信电路及电源电路组成，的结构如图1所示。图1详细的来说，ECU一般由MCU，扩展内存，扩展IO口，CAN/LIN总线收发控制器，A/D D/A转换口（有时集成在CPU中），PWM脉宽调制，PID控制，电压控制，看门狗，散热片，和其他一些电子元器件组成，特定功能的ECU还带有诸如红外线收发器、传感器、DSP数字信号处理器，脉冲发生器，脉冲分配器，电机驱动单元，放大单元，强弱电隔离等元器件。整块电路板设计安装与一个铝质盒内，通过卡扣或者螺钉方便安装于车身钣金上。ECU一般采用通用且功能集成，开发容易的MCU；软件一般用C语言来编写，并且提供了丰富的驱动程序库和函数库，有编程器，仿真器，仿真软件，还有用于calibration的软件。下面的图2是使用较普遍的一种结构类型。图2 ECU的基本机构体系&汽车电子控制系统包括硬件和软件两部分，硬件有电子控制单元（Electronic Control Unite）及其接口、传感器、执行机构、显示机构等；软件存储在ECU中支配电子控制系统完成实时测控功能。汽车上的大部分电子控制系统中的ECU电路结构大同小异，其控制功能的变化主要依赖于软件及输入、输出模块的功能变化，随控制系统所要完成的任务不同而不同， 而ECU的基本结构体系包括输入处理电路、微处理器、输出处理电路、电源电路。在输入处理电路中，ECU的输入信号主要有三种形式，模拟信号、数字信号(包括开关信号)、脉冲信号。模拟信号通过A/D转换为数字信号提供给微处理器。控制系统要求模数信号转换具有较高的分辨率和精度(>10位)。为了保证测控系统的实时性，采样间隔一般要求小于4ms。数字信号需要通过电平转换，得到计算机接受的信号。对超过电源电压、电压在正负之间变化、带有较高的振荡或噪声、带有波动电压等输入信号，输入电路也对其进行转换处理。而微处理器首先完成传感器信号的A/D转换、周期脉冲信号测量和其它有关汽车行驶状态信号的输入处理，然后计算并控制所需的输出值，按要求适时地向执行机构发送控制信号。过去微处理器多数是8位和l 6位的，也有少数采用32位的。现在多用16位和32位机。在输出电路中，微处理器输出的信号往往用作控制电磁阀、指示灯、步进电机等执行件。微处理器输出信号功率小，使用+5v的电压，汽车上执行机构的电源大多数是蓄电池，需要将微处理器的控制信号通过输出处理电路处理后再驱动执行机构。电源电路中，传统车的ECU一般带有电池和内置电源电路，以保证微处理器及其接口电路工作在+5v的电压下。即使在发动机启动工况等使汽车蓄电池电压有较大波动时，也能提供+5v的稳定电压，从而保证系统的正常工作，而电动汽车一般由蓄电池供电。在软件方面，ECU的控制程序有以下几个方面：计算、控制、监测与诊断、管理、监控。执行如图3的控制模式：图3 传统汽车ECU与电动汽车ECU的异同点传统汽车ECU主要用于以下的方面：1.发动机控制，点火，气门正时调节，节气门调节，启动电机调节，启动离合调节，喷油调节等2.无极变速器控制，皮带位置调节，转速调节3.自动变速箱控制，继电器或电磁换向阀控制4.主动悬架，空气弹簧刚性和阻尼孔大小调节5.驱动力以及防滑控制，包括：ABS 防抱死制动系统、EBD电子制动力分配、EBA紧急制动辅助装置、ESP 电控行驶平稳系统、TCS循迹控制系统、MSR发动机阻力矩控制、EDS电子差速锁、OBD车载自动诊断系统、DSC动态稳定控制系统6.车身控制BCM，包括车窗升降（包括力传感-用于安全），天窗折叠、滑动，座椅升降调制，雨刮，除霜器等。7.空调，采暖，通风控制，包括压缩机、冷凝器、蒸发器风扇，膨胀阀等控制8.电子开关和照明，包括大灯、尾灯、显示背光，加减速，电台，CD等9.ACC电子主动巡航控制10.安全气囊自诊断和点爆控制11.主动式安全带自诊断和点爆控制，回拉式安全带点爆控制12.EPS转向控制，HPS转向控制13.TPC胎压控制14.汽车仪表15.防盗报警16.车尾高度平衡系统17.智能传感器，即带ECU的传感器电动汽车的ECU控制与传统相比有以下不同：1．去除了发动机控制，添加进了电机及其控制系统2．电池及其管理系统3．车载充电机4．车身低速总线控制系统5．车载记录仪及运行分析系统6．故障诊断及安全管理系统7．车辆安全运行监控系统8．车俩动力综合控制系统9．应用于AMT的TCU控制 ECU的未来发展我们不妨掰着手指头数数，到底有多少个系统需要控制系统。自动变速箱、ABS系统、车载娱乐影音系统、四轮驱动扭矩分配系统、主动悬挂系统、安全气囊+安全带系统等等&这么多系统，都有自己的传感器和处理器，进行单独的运算，井水不犯河水肯定不行。像AMT与电机之间是需要配合的，换挡过程需要VCU的配合，大脚油门时需要变速箱的降挡等等多种状态下，二者是需要共享一大堆数据的，例如电机的转速控制，自动变速箱重新建立一套传感器会造成成本浪费，而且也是不切实际的。最好的办法就是变速箱与发动机ECU共享数据，这就催生了ECU之间的信息网络系统——CAN数据总线。同样的CAN数据总线也在底盘电子设备上采用，例如ABS共享了底盘的诸多传感器参数。图4由图4可以知道，随着汽车电子的高度电子化，自动化，集成化，会有越来越多的ECU系统构建成一个汽车电子的局域网络CAN总线。集中综合控制、总线技术、汽车智能控制是未来汽车电子控制技术重点发展方向。集中综合控制指的是单片机的类型将会启用更高位数的，各系统ECU向综合一体发展，互联网技术将可能切入，车载PC融入等等。其中总线技术指的是各个ECU通过局域网技术实现车内互联，各ECU间信息共享。汽车智能控制指的是传感技术，图像识别技术，导航技术，将使汽车智能控制得到发展。CAN数据总线的发展必然将所有的控制系统集为一体。未来的ECU将会是强大的电脑系统，将整合电机及控制系统、自动变速箱、ABS系统、车载娱乐影音系统、四轮驱动扭矩分配系统、主动悬挂系统、安全气囊+安全带系统等等所有需要管理的部件，我们可以享受汽车影音系统，可以玩PC-Game，可以接受GPS信号，甚至连一个杯架都会处于ECU的管理之中。所以说ECU是汽车电子控制系统的核心技术。& 最后说说ECU中的各种MCU&8位MCU：主要应用于车体的各个次系统，包括风扇控制、空调控制、雨刷、天窗、车窗升降、低阶仪表板、集线盒、座椅控制、门控模块等较低阶的控制功能。16位MCU：主要应用为动力传动系统，如引擎控制、齿轮与离合器控制，和电子式涡轮系统等；也适合用于底盘机构上，如悬吊系统、电子式动力方向盘、扭力分散控制，和电子帮浦、电子刹车等。32位MCU：主要应用包括仪表板控制、车身控制、多媒体信息系统（TelemaTIcs）、引擎控制，以及新兴的智能性和实时性的安全系统及动力系统，如预碰撞（Pre- crash）、自适应巡航控制（ACC）、驾驶辅助系统、电子稳定程序等安全功能，以及复杂的X-by-wire等传动功能。目前，16位MCU的生存空间似乎受到8位和32位MCU的不断挤压。8位微控制器的处理器核心功率不断提升，随着嵌入式内存容量的增加，以及接脚数更具弹性，再加上成熟的技术促使成本进一步降低，让8位微控制器的适用市场空间变得更大，能向上涵盖一些16位MCU的应用，也能向下取代多数4位MCU。32位MCU在越来越强调智能性、实时性和多样化的今天十分具有市场潜力，除了处理复杂的运算及控制功能，32位MCU产品也将扮演车用电子系统中的主控处理中心角色，也就是将分散各处的中低阶电子控制单元(ECU)集中管理。而这些能力都不是16位MCU所具备的。最后总结，ECU才是国人口中的单片机。特 别 推 荐&&
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