中国·包头
职大学报
2012年第6期
析汽车点火系统单片机只读存储器数据丢失
王雪梅
（阜新高等专科学校，
辽宁省
阜新市
123000）
摘要：本文对汽车中点火系统中的强干扰脉冲对只读存储器数据丢失的原因，以EEPROM为例，从只读存储
器的内部结构分析了数据被破坏的原因。
关键词：点火系统；单片机；只读存储器中图分类号：TP33
文献标识码：A
文章编号：1671—1440（2012）06—0082—03
单片机在汽车中的应用已非常广泛，目前对汽车中点火系统单片机只读存储器的数据丢失研究也很多，对软件干扰和硬件干扰的分析也做了诸多分析。多数都是从外部工作环境的干扰，引起单片机程序的乱飞等影响和防范。汽车点火系统是强电磁脉冲干扰系统，目前对此干扰防范在硬件上，采用了屏蔽、双绞线、屏蔽线、接地、电源、复位等保护电路等，在软件上也做了大量软件防干扰措施，但是还是频频发生此系统单片机的数据丢失（破坏）的现象，当对EPROM、
已经在当前的多数实用性强的单片机中不太使用，尤其是汽车点火系统单片机，如摩托罗拉MC68HC711系列等，多数都使用内部或外部的EPROM、
EEPROM、
FLASH。这些存储器的结构都为浮栅型，现在以EEP-ROM为例，分析其结构特点。
1．1EEPROM单元结构
EEPROM的存储单元由浮栅隧道氧化层MOS管构
成，如图1所示，是一个N沟通增强型的Mos管（Fltox管），但它是利用浮栅是否积累电子来表示存储l或0数字的，
EEPROM或FLASH重新烧写时，数据恢复。很多研究
人员认为程序“乱飞”现象就可以导致数据丢失，其实这是不可能的，因为干扰可以导致程序的乱飞，但是无论飞到存储器的什么区域，使用复位系统就可以恢复，不能对数据破坏。
在汽车的运行过程中，是只读存储器的读过程，本文根据汽车电脑损坏案例分析，故障多数都发生在汽车运行并突然掉电等现象后，只读存储器中数据被破坏，当把只读存储器重新烧写之后，数据恢复。例如奇瑞、金杯单点、红旗488、捷达2V、五菱等车型出现此类故障较多。现以EEPROM为例分析故障发生机理。
Fltox管的特点是浮栅与漏区之间有一个氧化层极薄的
隧道区，由于其隧道效应，Fltox管的信息可以利用一定宽度脉冲擦除。
1.2EEPROM的状态分析
如下图为EEPROM存储矩阵的某个存储单元，图中有一个选通管V2，是来保护Fltox管的写入和擦写的，并保护隧道区的超薄氧化层。图中给出
图1
剖面结构图
了其三种工作状态，分别是读、写、擦,其中图2和图3为读状态。如图2,当浮栅中没有电荷时，V1开启电压为0，V1导通，V2导通，位线输出为0。如图3,当浮栅中有电荷时，开启电压大于+3V（约为+7），V1管子截止，位线输出为1。
如图4,为擦除（写入1）状态，也就是原态为“0”（无电
1只读存储器
从存储器的发展来看，目前的掩膜ROM和PROM
收稿日期：2012—10—10
作者简介：王雪梅（1968—），女，辽宁省阜新高等专科学校工程系主任、副教授，研究方向:单片机应用与电子技术应用。
82
荷）变成“1”（有电荷）。在10ms的+20V的正脉冲作用下，并将字线也给以这样正脉冲，漏区接地，此时V1管的隧道区出现强电场，吸引电子通过隧道区到达浮栅，完成写入过程。此时的开启电压升高到+7V以上，当读存储器时，G端电位为+3V,小于管子的开启电压，所以电荷不流失。
如图5，为写入（写0）状态，也就是原来为有电
荷，现在放电状态。在相应的端置加入+20V脉冲，在G端接地，这样电荷通过隧道区放电，浮栅上的电荷消失，开启电压降为0。
化时就变成了F1H，这样的随机破坏就不可预料了。
通过分析给出了两种可能出现的破坏结果：如图6
a，当正干扰强脉冲干扰到字线和G端置时，就会干扰原
来没有电荷的单元（也就是“0”信息），如果脉冲宽度合适，超过10ms(不同单片机略有不同，与晶振有关)，就会将充足的电荷注入到浮栅中，升高开启电压若超过+3V时，当脉冲消失，回到正常读状态时，使V1管子截止，读出信息就为“1”了。这样就会彻底改变原来数据。如图6
b，当正脉冲强干扰干扰到字线和V2管子的漏极时，就会
干扰原有的有电荷单元（也就是“1”信息），同上分析，会导致浮栅中的电子通过隧道区放电，降低开启电压，当开启电压降低+3V以下，当恢复读状态时，读出信息为“0”了，这样也会彻底改变原来的数据。
图2没有电荷时的读出状态图3有电荷时的读出状态
a）没电荷读时的干扰
图6
两种干扰
b）有电荷读时的干扰
3结论
图4
擦除
图5
写入
在单片机点火系统的强干扰脉冲工作状态下，虽然目前的硬件防干扰措施很多，但仍然会产生一定干扰外漏，虽然不是每次都能出现这种现象，但是在汽车长期行驶中点火系统的火花塞跳火，如果再加上突然掉电等现象发生时，产生极强脉冲干扰，一旦这些干扰强化集中，如果有万分之一的偶然将强干扰侵蚀到相应端置，就会在运行中的读状态的某一瞬间破坏只读存储器数据。这些破坏也是随机破坏，防护很难。本文以EEPROM为例，虽然未涉及EPROM和FLASH，并且它们的结构特点有一定区别，但是按照此理论研究也都会出现此类数据破坏，只是由于篇幅有限未给以阐述。同时本文只是在理论角度分析这种只读存储器数据破坏的可能性，在防护角度未做阐述。
参考文献
[1]康华光.电子技术基础（数字部分）[M].北京：高等教育出版社.[2]张鹏,王雪梅.单片机原理与应用实例教程[M].北京：海洋出版社.
(下转第92页)
2点火系统的强脉冲干扰对存储器的数据影响
当点火系统正常工作时，火花塞跳火将产生极强电磁波，如果此时再有突然掉电等电场突变情况，就会加强电磁波干扰，这种电磁辐射可以被电脑系统某些管脚所接收，引起管脚不正常电位变化，特别是电路结构设计参数与某些状态辐射共振，这种干扰对电控单元影响极大，对于某些电控单元由于元件或设计质量问题对这种干扰的抵抗能力较差时，如果发生在存储器部分对其内部数据损坏机率会大大提高；这种辐射还有可能以无线感应形式直接对存储器单元电路进行破坏活动，使存储数据被破坏。这些情况出现可能是万分之一，但当所有脉冲干扰强化集中，并且在很偶然的情况下感染了相应的字线等端置，就会发生只读存储器在读状况时数据被破坏，哪怕是若干个单元中其中一个单元数据被破坏，那么整个单元字节数据就要变化。比如8位机中原有的71H,当最高位变
83
差异性均达显著水平。各级分枝摘心后，长度缩短，虽然较对照的长度略有增加，但与对照的差异水平不显著。
摘心能够显著增加单株的结荚数，其中以主枝摘心的结荚数最多，处理二次之。但处理一的结荚数虽然最多，但种子产量却不及结荚数少的处理二，这主要是因为处理一的无效结荚数较多，有效产量不高所致。处理二通过对侧枝摘心，摘除了枝条顶端的无效结荚，使养分集中供应中下部的种子，因此，种子发育好、粒大、产量高。
2.2摘心对潍县萝卜种子产量和质量的影响
本次研究中，摘心能够显著增加种子产量，并提高种子质量，见表2。
表2
处理处理一处理二对照
摘心对潍县萝卜结荚和种子产量、质量影响
单株产量（g）
种子千粒重（g）
单株结荚数（个）
3结论
本次研究中，种株主茎长到20cm左右时摘心，能显著增加二级分枝的数量，增加结荚数，提高种子产量。开花末期将各级侧枝摘心，能够增加有效结荚数，增加种子千粒重，进而提高产量。
参考文献
[1]高有贵．萝卜种子繁育技术[J]．山西农业，2000，（3），P22.[2]张学仁，刘杰等．秋冬型萝卜种子生产技术研究[J]．河南农业科学，1995，（1），P27～28.
21.8a23.3a17.6b
8.910.38.6
623a531a389b
从表2中看出，主茎摘心较对照能够显著增加单株的种子产量，但两个处理间的种子产量差异不显著。
摘心能够提高种子的千粒重，其中以主茎和侧枝摘心处理的种子千粒重增加幅度最大，这与侧枝摘心后，种子得到的营养增多有关，但本次研究中与对照的差异水平却不显著。
[3]韩世栋．潍县萝卜品种特性研究[J]．职大学报，2004，（2），P13～14.
StudyonthePruningEffectinWeixian-TurnipSeedProduction
HanShidongZhouGuifang
（WeifangVocationalCollege，Weifang,Shandong261041）
Abstract：ThewriterstudiedtheeffectofdifferentpruninginWeixian-turnipseedproduction.Thetestshowedthatpinchinginmainstemcan'tmarkedlyincreasethenumberofthefirstbranches,butitcanmarkedlyincreasethenumberofthesecondbranches,andincreasethepodnumberandseedyieldsalso.Inlaterblossomperiodpinchinginallbranchescanmarkedlyincreasethepodnumberandmassof1000grains,andalsoincreaseseedyields.
Keywords:Weixian-turnip；seedproduction；pinching
(上接第83页)
AnalysisoftheDataLostofRead-onlyMemoryinMicrocontrollersofAutomotiveIgnitionSystem
WangXuemei
(FuxinHigherTrainingCollege,Fuxin,Liaoning123000)
Abstract:Thispaperanalyzesthecauseofthelossofdatainread-onlymemoryinautomotiveignitionsystemduetostronginterferingpulse.IttakesEEPROMasan
exampleandanalyzesthecauseofdamagefromtheinterstructureofread-onlymemory.
Keywords:ignitionsystem;SCM;read-onlymemory
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中国·包头
职大学报
2012年第6期
析汽车点火系统单片机只读存储器数据丢失
王雪梅
（阜新高等专科学校，
辽宁省
阜新市
123000）
摘要：本文对汽车中点火系统中的强干扰脉冲对只读存储器数据丢失的原因，以EEPROM为例，从只读存储
器的内部结构分析了数据被破坏的原因。
关键词：点火系统；单片机；只读存储器中图分类号：TP33
文献标识码：A
文章编号：1671—1440（2012）06—0082—03
单片机在汽车中的应用已非常广泛，目前对汽车中点火系统单片机只读存储器的数据丢失研究也很多，对软件干扰和硬件干扰的分析也做了诸多分析。多数都是从外部工作环境的干扰，引起单片机程序的乱飞等影响和防范。汽车点火系统是强电磁脉冲干扰系统，目前对此干扰防范在硬件上，采用了屏蔽、双绞线、屏蔽线、接地、电源、复位等保护电路等，在软件上也做了大量软件防干扰措施，但是还是频频发生此系统单片机的数据丢失（破坏）的现象，当对EPROM、
已经在当前的多数实用性强的单片机中不太使用，尤其是汽车点火系统单片机，如摩托罗拉MC68HC711系列等，多数都使用内部或外部的EPROM、
EEPROM、
FLASH。这些存储器的结构都为浮栅型，现在以EEP-ROM为例，分析其结构特点。
1．1EEPROM单元结构
EEPROM的存储单元由浮栅隧道氧化层MOS管构
成，如图1所示，是一个N沟通增强型的Mos管（Fltox管），但它是利用浮栅是否积累电子来表示存储l或0数字的，
EEPROM或FLASH重新烧写时，数据恢复。很多研究
人员认为程序“乱飞”现象就可以导致数据丢失，其实这是不可能的，因为干扰可以导致程序的乱飞，但是无论飞到存储器的什么区域，使用复位系统就可以恢复，不能对数据破坏。
在汽车的运行过程中，是只读存储器的读过程，本文根据汽车电脑损坏案例分析，故障多数都发生在汽车运行并突然掉电等现象后，只读存储器中数据被破坏，当把只读存储器重新烧写之后，数据恢复。例如奇瑞、金杯单点、红旗488、捷达2V、五菱等车型出现此类故障较多。现以EEPROM为例分析故障发生机理。
Fltox管的特点是浮栅与漏区之间有一个氧化层极薄的
隧道区，由于其隧道效应，Fltox管的信息可以利用一定宽度脉冲擦除。
1.2EEPROM的状态分析
如下图为EEPROM存储矩阵的某个存储单元，图中有一个选通管V2，是来保护Fltox管的写入和擦写的，并保护隧道区的超薄氧化层。图中给出
图1
剖面结构图
了其三种工作状态，分别是读、写、擦,其中图2和图3为读状态。如图2,当浮栅中没有电荷时，V1开启电压为0，V1导通，V2导通，位线输出为0。如图3,当浮栅中有电荷时，开启电压大于+3V（约为+7），V1管子截止，位线输出为1。
如图4,为擦除（写入1）状态，也就是原态为“0”（无电
1只读存储器
从存储器的发展来看，目前的掩膜ROM和PROM
收稿日期：2012—10—10
作者简介：王雪梅（1968—），女，辽宁省阜新高等专科学校工程系主任、副教授，研究方向:单片机应用与电子技术应用。
82
荷）变成“1”（有电荷）。在10ms的+20V的正脉冲作用下，并将字线也给以这样正脉冲，漏区接地，此时V1管的隧道区出现强电场，吸引电子通过隧道区到达浮栅，完成写入过程。此时的开启电压升高到+7V以上，当读存储器时，G端电位为+3V,小于管子的开启电压，所以电荷不流失。
如图5，为写入（写0）状态，也就是原来为有电
荷，现在放电状态。在相应的端置加入+20V脉冲，在G端接地，这样电荷通过隧道区放电，浮栅上的电荷消失，开启电压降为0。
化时就变成了F1H，这样的随机破坏就不可预料了。
通过分析给出了两种可能出现的破坏结果：如图6
a，当正干扰强脉冲干扰到字线和G端置时，就会干扰原
来没有电荷的单元（也就是“0”信息），如果脉冲宽度合适，超过10ms(不同单片机略有不同，与晶振有关)，就会将充足的电荷注入到浮栅中，升高开启电压若超过+3V时，当脉冲消失，回到正常读状态时，使V1管子截止，读出信息就为“1”了。这样就会彻底改变原来数据。如图6
b，当正脉冲强干扰干扰到字线和V2管子的漏极时，就会
干扰原有的有电荷单元（也就是“1”信息），同上分析，会导致浮栅中的电子通过隧道区放电，降低开启电压，当开启电压降低+3V以下，当恢复读状态时，读出信息为“0”了，这样也会彻底改变原来的数据。
图2没有电荷时的读出状态图3有电荷时的读出状态
a）没电荷读时的干扰
图6
两种干扰
b）有电荷读时的干扰
3结论
图4
擦除
图5
写入
在单片机点火系统的强干扰脉冲工作状态下，虽然目前的硬件防干扰措施很多，但仍然会产生一定干扰外漏，虽然不是每次都能出现这种现象，但是在汽车长期行驶中点火系统的火花塞跳火，如果再加上突然掉电等现象发生时，产生极强脉冲干扰，一旦这些干扰强化集中，如果有万分之一的偶然将强干扰侵蚀到相应端置，就会在运行中的读状态的某一瞬间破坏只读存储器数据。这些破坏也是随机破坏，防护很难。本文以EEPROM为例，虽然未涉及EPROM和FLASH，并且它们的结构特点有一定区别，但是按照此理论研究也都会出现此类数据破坏，只是由于篇幅有限未给以阐述。同时本文只是在理论角度分析这种只读存储器数据破坏的可能性，在防护角度未做阐述。
参考文献
[1]康华光.电子技术基础（数字部分）[M].北京：高等教育出版社.[2]张鹏,王雪梅.单片机原理与应用实例教程[M].北京：海洋出版社.
(下转第92页)
2点火系统的强脉冲干扰对存储器的数据影响
当点火系统正常工作时，火花塞跳火将产生极强电磁波，如果此时再有突然掉电等电场突变情况，就会加强电磁波干扰，这种电磁辐射可以被电脑系统某些管脚所接收，引起管脚不正常电位变化，特别是电路结构设计参数与某些状态辐射共振，这种干扰对电控单元影响极大，对于某些电控单元由于元件或设计质量问题对这种干扰的抵抗能力较差时，如果发生在存储器部分对其内部数据损坏机率会大大提高；这种辐射还有可能以无线感应形式直接对存储器单元电路进行破坏活动，使存储数据被破坏。这些情况出现可能是万分之一，但当所有脉冲干扰强化集中，并且在很偶然的情况下感染了相应的字线等端置，就会发生只读存储器在读状况时数据被破坏，哪怕是若干个单元中其中一个单元数据被破坏，那么整个单元字节数据就要变化。比如8位机中原有的71H,当最高位变
83
差异性均达显著水平。各级分枝摘心后，长度缩短，虽然较对照的长度略有增加，但与对照的差异水平不显著。
摘心能够显著增加单株的结荚数，其中以主枝摘心的结荚数最多，处理二次之。但处理一的结荚数虽然最多，但种子产量却不及结荚数少的处理二，这主要是因为处理一的无效结荚数较多，有效产量不高所致。处理二通过对侧枝摘心，摘除了枝条顶端的无效结荚，使养分集中供应中下部的种子，因此，种子发育好、粒大、产量高。
2.2摘心对潍县萝卜种子产量和质量的影响
本次研究中，摘心能够显著增加种子产量，并提高种子质量，见表2。
表2
处理处理一处理二对照
摘心对潍县萝卜结荚和种子产量、质量影响
单株产量（g）
种子千粒重（g）
单株结荚数（个）
3结论
本次研究中，种株主茎长到20cm左右时摘心，能显著增加二级分枝的数量，增加结荚数，提高种子产量。开花末期将各级侧枝摘心，能够增加有效结荚数，增加种子千粒重，进而提高产量。
参考文献
[1]高有贵．萝卜种子繁育技术[J]．山西农业，2000，（3），P22.[2]张学仁，刘杰等．秋冬型萝卜种子生产技术研究[J]．河南农业科学，1995，（1），P27～28.
21.8a23.3a17.6b
8.910.38.6
623a531a389b
从表2中看出，主茎摘心较对照能够显著增加单株的种子产量，但两个处理间的种子产量差异不显著。
摘心能够提高种子的千粒重，其中以主茎和侧枝摘心处理的种子千粒重增加幅度最大，这与侧枝摘心后，种子得到的营养增多有关，但本次研究中与对照的差异水平却不显著。
[3]韩世栋．潍县萝卜品种特性研究[J]．职大学报，2004，（2），P13～14.
StudyonthePruningEffectinWeixian-TurnipSeedProduction
HanShidongZhouGuifang
（WeifangVocationalCollege，Weifang,Shandong261041）
Abstract：ThewriterstudiedtheeffectofdifferentpruninginWeixian-turnipseedproduction.Thetestshowedthatpinchinginmainstemcan'tmarkedlyincreasethenumberofthefirstbranches,butitcanmarkedlyincreasethenumberofthesecondbranches,andincreasethepodnumberandseedyieldsalso.Inlaterblossomperiodpinchinginallbranchescanmarkedlyincreasethepodnumberandmassof1000grains,andalsoincreaseseedyields.
Keywords:Weixian-turnip；seedproduction；pinching
(上接第83页)
AnalysisoftheDataLostofRead-onlyMemoryinMicrocontrollersofAutomotiveIgnitionSystem
WangXuemei
(FuxinHigherTrainingCollege,Fuxin,Liaoning123000)
Abstract:Thispaperanalyzesthecauseofthelossofdatainread-onlymemoryinautomotiveignitionsystemduetostronginterferingpulse.IttakesEEPROMasan
exampleandanalyzesthecauseofdamagefromtheinterstructureofread-onlymemory.
Keywords:ignitionsystem;SCM;read-onlymemory
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