基于CAN总线的汽车智能仪表设计

基于CAN总线的汽车智能仪表设计

论文摘要

随着汽车工业的发展,人们对汽车的可靠性和驾驶舒适性等方面的要求变得越来越高,汽车电子智能化成为当前人们广受关注的焦点。传统的通讯技术应对当前复杂的电子设备显得力不从心。CAN总线作为一种对分布式控制和实时控制有效支持的技术、抗干扰能力强、可靠性高、结构简便和通讯速度高等优点受到人们高度重视。传统的汽车仪表随着总线技术的发展和汽车上电子设备的增加受到巨大的挑战,因此随之而来的是基于CAN总线的汽车智能仪表,基于CAN总线的汽车仪表显示效果好,功能强大,对其研究与开发具有非常长远的意义。本文根据车辆运行的原理和结合自动控制的方法,研究了基于嵌入式技术在汽车智能仪表信息显示系统中的作用。根据汽车运行安全的因素和影响其安全运行方面考虑,明确了智能车载显示系统需要的功能实现要求和特点,论文首先介绍了本课题的来源和意义以及课题研究的背景及发展趋势,叙述了国内外汽车车载电子和智能仪表的发展现状,比较了其发展水平,国外对汽车电子的重视和我国在该行业的不足和需要改进的地方,还简述了在当今汽车电子通讯中运用最广的CAN总线的原理和应用,结合了车载电子、计算机网络、传感测控等技术成果并对其,进行了研究、吸收,并充分利用,开发了基于CAN总线、以Motorola16位单片机MC9S12DG128为中央处理器的汽车仪表信息系统。本系统具有仪表智能信息化、信息利用总线调度和共享、车载监控系统对故障进行显示和诊断等功能。在软件设计与应用中,利用嵌入式操作系统μC/OS-II,,为了使系统的具有更安全更稳定的运行,实现了系统微控器中μC/OS-II的移植。该系统对汽车的各种信息,例如车速、水温、油量、电池电压等参数进行采集、处理、显示以及报警提示,驾驶员可以根据这些显示的结果做出相应的动作,使得汽车能够更安全的行驶。利用触摸屏界面显示,使得各个界面能够灵活切换,也解决了车载综合信息显示量大带来界面显示不够全面和系统反应慢,操作不便等问题。该系统还设置了CAN接口,以便对车载信息的下载和对系统的更新和通讯。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第1章 绪论
  • 1.1 课题来源及意义
  • 1.2 课题的背景及发展趋势
  • 1.3 课题研究的主要方面
  • 1.3.1 车载智能仪表的简介
  • 1.3.2 中央控制器的设计开发
  • 第2章 总体方案设计
  • 2.1 系统总体结构的设计
  • 2.1.1 智能仪表的功能分析
  • 2.1.2 智能仪表系统总体框架结构
  • 2.2 系统硬件的分析
  • 2.2.1 硬件总体方案的选择
  • 2.2.2 现场总线控制模块
  • 2.3 系统的软件总体设计
  • 2.3.1 嵌入式系统的简介
  • 2.3.2 操作系统的分析
  • 第3章 基于CAN总线的数据通信
  • 3.1 CAN总线技术介绍
  • 3.1.1 CAN总线控制器的研究状况
  • 3.1.2 CAN总线层的定义
  • 3.1.3 CAN总线协议内容
  • 3.2 CAN的通信协议
  • 3.3 CAN总线应用层协议
  • 3.3.1 单包数据的传输
  • 3.3.2 多包数据传输
  • 第4章 系统的硬件设计
  • 4.1 MC9S12D系列16位单片机结构
  • 4.2 车身CAN控制器及相关器件
  • 4.2.1 SJA1000的CAN总线接口
  • 4.2.2 CAN收发器82C250
  • 4.3 数据采集及调理电路设计
  • 4.3.1 开关量控制电路
  • 4.3.2 汽车中的电压信号测量电路
  • 4.3.3 汽车中的温敏电阻信号测量电路
  • 4.3.4 汽车中的频率量测量电路
  • 4.4 仪表指针驱动电路
  • 4.5 看门狗电路
  • 4.6 系统抗干扰采取的措施
  • 4.6.1 干扰源分析
  • 4.6.2 硬件抗干扰的措施
  • 4.6.3 软件抗干扰的措施
  • 第5章 系统的软件设计
  • 5.1 系统软件设计分析
  • 5.2 系统任务分析
  • 5.3 系统任务设计
  • 5.3.1 按键中断及键盘扫描任务
  • 5.3.2 车速、转速测量任务
  • 5.3.3 CAN接收任务
  • 5.3.4 CAN接收中断程序
  • 5.3.5 CAN发送任务
  • 5.3.6 数据采集模块软件设计
  • 5.3.7 LCD仪表显示任务
  • 5.3.8 LCD报警显示任务
  • 5.3.9 数据存储任务
  • 第6章 总结与展望
  • 6.1 主要研究工作及结论
  • 6.2 下一步工作的展望
  • 致谢
  • 参考文献
  • 相关论文文献

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