燃料电池城市客车数据支持系统设计
时钟日历模块中，时钟芯片与单片机的接口为8位地址/数据复用的并行接口。采用Motorola总线读写时序（如图5所示），利用TPU模块的16个端口模拟并口时序对时钟的总线进行操作。时钟芯片DS12CR887出厂时，计时链处于关闭状态，因此，在燃料电池ECU的调试阶段需要校准时钟并使能时钟的计时链。校准的方法为向时间日期寄存器直接写入当前的时间日期，并置位DS12CR887芯片控制寄存器的计时链开启标志位来启动时钟芯片运行。
正常工作后，TPU模块通过读取各内存的数据得到当前的绝对时间，并将各时间变量存入Parameter RAM，CPU通过读取Parameter RAM得到当前的时间。
数据存储模块中，存储器Micro-SD卡采用SPI协议与单片机进行通信。对该芯片的操作时序主要有四种：复位、初始化、读、写。相对于普通的SPI协议，Micro-SD卡通信协议较为复杂，一个基本的操作往往需要持续几千个时钟周期(如图6所示的SD卡写时序)，TPU模块的微码编程只能实现比较简单的条件分支以及运算。因此，本文在设计中，优化了程序结构以适应复杂的SPI时序；同时，考虑到TPU的程序内存只有8 KB，在编程时需要注意对程序优化，以节约代码空间。程序运行过程中，CPU和TPU之间的数据交换依然通过Parameter RAM实现。
数字核心MPC561的TPU模块中，Parameter RAM区总共只有256 B，但是SD卡一次写入的最小单位为一个block，即512 B。为了将512 B的变量从CPU连续地写入Micro-SD卡，本文设计了缓存协议，即TPU从RAM区的低地址开始写，每写入128 B后产生TPU中断，通知CPU更新已读区域的数据。这样便保证了TPU对Micro-SD卡写时序操作的连续性，其控制流程如图7所示。 
本文设计了一种针对燃料电池城市客车的数据支持系统。该系统可以持续实时记录燃料电池客车的所有运行数据，在运行过程中为燃料电池客车提供绝对时间参照，并配套相应的上位机处理软件对数据进行整理分析。相对于传统的车用数据支持系统，本系统无论从数据记录量上还是时间跨度上都具有明显优势。在处理器的选择方面，本文采用了独特的TPU模块进行控制，使数字核心的资源得到了合理利用，在节约成本的同时不影响主控制任务运行的实时性。经过一段时间的使用，该系统能正常工作，记录的数据对燃料电池的控制策略起到了一定的参考作用。
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