基于CAN总线的车窗控制ECU的研究

论文摘要

随着人们对汽车功能要求的提高，而且传统的汽车电子技术仅限于对汽车中某些机械零部件进行电子控制，不仅控制简单，设备庞大，技术也较为落后。随着汽车车身附件所采用的各种开关不断增加，造成了车辆线束日益复杂化。采用总线技术不仅能大量节省线束，节省空间，还能提高系统的可靠性，便于系统升级和诊断，总线技术现已成为汽车电子发展的重要方向。CAN总线是目前应用最广泛的总线之一，CAN总线技术能使我国汽车产业进一步发展，降低成本，扩大市场的占用率。CAN（Controller Area Network）即控制器局域网络，它是一种有效支持分布式控制系统和实时控制的串行通信网络。CAN是一种多主方式的串行通讯总线，基本设计规范要求有高的位速率和高抗电磁干扰性，而且能够检测出产生的任何错误。当信号传输距离达到10km时，CAN仍可提供高达50kbit∕s的数据传输速率。车窗控制ECU是车身电子的重要组成部分，体现了人们对汽车安全性、舒适性和方便性的要求。本文所研究的主要内容就是基于CAN总线的车窗控制ECU的设计。本文首先对CAN总线进行了介绍，分析了其特点、分层结构和通信过程，本设计引入的是基于J1939协议的CAN现场总线技术，接着分析研究了汽车车窗控制单元的电动车窗、中央门锁、后视镜加热功能、转向信号及照明控制、电喇叭控制的工作原理和特点，提出车窗控制ECU在基于CAN总线中应用的总的设计方案和框图，本设计中采用的硬件芯片是Microchip公司PIC18F4580-1∕PT。在基于总设计方案下对车窗主控制模块、车窗电机及门锁电机控制、遥控车窗门锁模块、后视镜控制模块、电源模块进行了硬件设计，同时分析了ECU的软件功能并对其进行了软件设计。最后，对设计出来的车窗控制ECU进行了性能测试，测试结果达到国家标准。该产品已投入市场使用并得到好评。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题来源和研究目的
• 1.2 现场总线在车辆上的应用现状
• 1.2.1 国外技术现状
• 1.2.2 国内技术现状
• 1.3 研究内容
• 第2章 CAN 总线简介
• 2.1 CAN 总线的基本特点
• 2.2 CA N 总线的分层结构
• 2.3 CAN 总线的通信过程
• 2.4 本章小结
• 第3章 车窗控制 ECU 硬件设计
• 3.1 车窗控制 ECU 功能分析
• 3.2 各功能模块硬件设计
• 3.2.1 车窗主控制模块设计
• 3.2.2 车窗及门锁电机控制设计
• 3.2.3 遥控车门锁模块设计
• 3.2.4 后视镜控制模块设计
• 3.2.5 通讯模块设计
• 3.2.6 电源模块设计
• 3.3 本章小结
• 第4章 车窗控制 ECU 软件设计
• 4.1 车窗控制 ECU 软件功能描述
• 4.2 软件结构及主要功能设计
• 4.2.1 软件结构
• 4.2.2 主要功能软件设计
• 4.3 车窗控制 ECU 通讯协议设计
• 4.4 软件优化设计
• 4.4.1 节能设计
• 4.4.2 软件可靠性设计
• 4.5 本章小结
• 第5章 车窗控制 ECU 性能测试及应用
• 5.1 性能测试
• 5.2 应用
• 5.3 本章小结
• 结论
• 致谢
• 参考文献
• 附录A 车窗主控制模块原理图
• 附录B 遥控程序
• 附录C 实用新型专利证书