基于CAN总线的可配置客车车身IO控制模块设计

论文摘要

随着汽车电子技术的发展,汽车电器间传统的点对点通信方式已不能适应汽车电子控制和数据通讯的要求。且汽车车身附件所采用的各种开关不断增加,导致车辆线束日益复杂化。在这样的背景下,汽车总线技术在车辆领域得到了广泛的应用。客车车身控制技术由传统的线缆继电器控制方式,逐步发展为基于总线技术的控制方式。CAN(控制器局域网络)是一种能有效支持分布式控制和实时控制的串行通信网络。作为一种串行的汽车总线,CAN总线具有结构简单、技术成熟、高性能以及高可靠性等优点。在了解总线基本概念的基础上,本文详细介绍了CAN总线的节点、CAN协议层次结构、技术规范以及帧结构等概念。针对目前我国客车整车厂订单式生产状况以及客车车身控制系统研究和应用中存在的灵活性和通用性不足的问题,设计了一种基于CAN总线的可配置客车车身IO控制模块,包括模块的硬件设计和软件设计。本文详细介绍了模块的软硬件设计原理和具体实施方法,并通过仿真和测试成功地验证了控制模块的设计有效性。与现有的车身控制系统IO控制模块相比,本文设计的可配置IO控制模块具有相同的硬件平台和基础软件,通过配置不同的参数文件,并将参数文件下载到相应的控制模块中,使各个可配置控制模块具有控制不同客车车身设备的功能。这种控制模块不仅具有灵活性和通用性的特点,可以运用在不同车型上,满足不同客户的需求,而且方便车辆的售后服务和备品备件管理,能更好地满足客车车身控制系统的实际需求。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 汽车网络分类
• 1.2.1 VAN（Vehicle Area Network）协议
• 1.2.2 LIN（Local Interconnect Network）协议
• 1.2.3 CAN（Controller Area Network）协议
• 1.2.4 FlexRay 协议
• 1.3 国内外车身控制系统发展状况
• 1.4 设计目的
• 1.5 论文结构
• 第二章 CAN 总线
• 2.1 CAN 总线概述
• 2.1.1 CAN 总线的基本概念
• 2.1.2 CAN 总线节点概念
• 2.2 CAN 总线硬件组成
• 2.2.1 CAN 总线系统网络节点
• 2.2.2 数据传输终端
• 2.2.3 CAN 物理总线
• 2.3 CAN 总线通信
• 2.3.1 CAN 协议的分层结构
• 2.3.2 CAN 技术规范及报文传送
• 2.3.3 CAN 的帧格式
• 2.4 CAN 总线的主要技术优点
• 2.5 本章小结
• 第三章 可配置IO 控制模块的硬件设计
• 3.1 基于CAN 总线的客车车身控制系统
• 3.1.1 现有客车车身控制系统
• 3.1.2 可配置IO 控制模块的客车车身控制系统
• 3.2 控制模块硬件结构
• 3.3 处理器模块
• 3.3.1 HCS08 系列微控制器介绍
• 3.3.2 外设模块
• 3.3.3 HCS08 CPU 编程模型
• 3.3.4 MC9S08DV60 的特点
• 3.3.5 MSCAN 简介
• 3.4 通信模块
• 3.5 开关量输入电路
• 3.6 模拟量输入电路
• 3.7 控制信号输出电路
• 3.7.1 桥输出电路
• 3.7.2 单端高输出电路
• 3.8 本章小结
• 第四章 可配置IO 控制模块的软件设计
• 4.1 控制模块软件设计思想
• 4.2 输入信号采集模块
• 4.2.1 输入实时数据库
• 4.2.2 输入实时数据库的操作
• 4.2.3 输入信号采集流程
• 4.3 输出控制模块
• 4.3.1 输出实时数据库
• 4.3.2 输出实时数据库的操作
• 4.3.3 输出控制流程
• 4.4 CAN 通信模块
• 4.4.1 参数下载
• 4.4.2 参数配置过程
• 4.5 本章小结
• 第五章 IO 控制模块的调试
• 5.1 系统调试环境简介
• 5.2 控制逻辑描述
• 5.3 模块调试
• 5.3.1 输入模块的调试
• 5.3.2 输出模块的调试
• 5.3.3 CAN 网络通信模块的调试
• 5.4 结论
• 第六章 全文总结
• 参考文献
• 攻读学位期间公开发表的论文
• 致谢