基于MPC8260的战车综合显示器的设计与实现

论文摘要

传统的军用车辆检测仪表仅对车辆的发动机及其辅助设备的工作状况进行检测和显示,存在检测功能不全,提供信息量少的问题,在一定程度上制约了军用车辆有关性能的发挥。随着军用车辆技术的发展,以及现代信息化战争对武器装备的数字化要求,这种传统的仪表已不能满足需要。需要尽快研制出功能齐全、信息量大、操作方便的高性能仪表,实现武器装备现代化。战车综合显示器正是为顺应此需求而研制的高性能嵌入式计算机系统。它不仅拥有大屏幕的平板显示器,能通过色彩丰富的表盘直观的显示车辆的各种参数、在遇到超限时发出警示信号;同时还可显示电子地图及定位导航信息,使驾驶人员对作战地域能有清晰的了解,便于协同作战和充分发挥团队的战斗力;并且具有黑匣子功能,实时记录车辆行驶参数,用于分析。战车综合显示器以高性能的嵌入式微处理器MPC8260为核心处理器。通过扩展存储系统、显示控制器、通信接口模块等外围电路,构成系统核心控制电路板。以虚拟显示的方式在平板显示器上分屏显示车辆参数和电子地图,清晰醒目、信息量大、使用方便、占用体积小。在硬件平台上移植VxWorks嵌入式实时操作系统,并在此基础上开发设备驱动和应用程序,开发了虚拟仪表显示及GPS电子地图导航等功能,整个系统具有界面美观、操作简单、性能稳定等特点。战车综合显示器已设计完成,各项功能/性能参数达到指标要求。相信系统的成功研制,为军用战车检测仪表的开发,提供了一种可借鉴的方法,有利于改善我国现有军用战车检测仪表落伍的状况。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 引言
• 1.1 课题背景及研究意义
• 1.2 国内外研究现状和发展态势
• 1.2.1 国外检测仪表的现状
• 1.2.2 国内检测仪表的现状
• 1.2.3 军用检测仪表的发展态势
• 1.3 本论文的主要内容
• 第二章 系统总体设计
• 2.1 系统简介
• 2.2 需求分析
• 2.3 硬件总体介绍
• 2.4 软件总体设计
• 2.4.1 VxWorks 系统软件设计
• 2.4.2 应用程序的多任务设计
• 第三章 VxWorks 系统移植及驱动开发
• 3.1 VxWorks 系统开发概述
• 3.1.1 VxWorks 嵌入式系统的开发流程
• 3.1.2 Tornado 集成开发环境
• 3.1.3 BSP 总述
• 3.2 移植 VxWorks 操作系统
• 3.2.1 修改Makefile 文件
• 3.2.2 修改config.h 文件
• 3.2.3 修改启动汇编代码
• 3.2.4 修改板级硬件初始化文件
• 3.3 驱动程序的开发
• 3.3.1 串口驱动程序开发
• 3.3.1.1 VxWorks 下的串行设备驱动接口
• 3.3.1.2 MPC8260 的SCC 串口介绍
• 3.3.1.3 串口驱动程序编写
• 3.3.2 数据Flash 驱动程序开发
• 3.3.2.1 VxWorks 下的块设备驱动接口
• 3.3.2.2 Intel 28F128J3 FLASH 的操作
• 3.3.2.3 FLASH 驱动程序设计
• 第四章 虚拟仪表的设计与实现
• 4.1 虚拟仪表实现的基础算法
• 4.1.1 DDA 画线算法
• 4.1.2 中点圆算法
• 4.1.3 圆弧的生成算法
• 4.2 虚拟仪表的刻度的实现
• 4.3 虚拟仪表指针的实现算法
• 4.3.1 第一种指针算法
• 4.3.2 第二种指针算法
• 4.3.3 第三种指针算法
• 4.3.4 指针的刷新算法
• 4.4 线条的反走样
• 4.4.1 反走样直线算法
• 4.4.2 反走样圆算法
• 4.5 虚拟仪表的贴图实现
• 4.5.1 贴图实现原理
• 4.5.2 BMP 位图格式
• 4.5.3 虚拟仪表的贴图实现方法
• 第五章 GPS 电子导航地图的设计与实现
• 5.1 电子地图的设计方案
• 5.1.1 电子地图需求分析
• 5.1.2 地图格式的比较和选择
• 5.1.3 地图数据的来源
• 5.1.4 地图文件组织形式
• 5.1.5 任务总体设计
• 5.1.5.1 子模块的划分
• 5.1.5.2 任务流程设计
• 5.2 电子地图的实现
• 5.2.1 主要数据结构
• 5.2.2 文件加载模块设计
• 5.2.3 GPS 坐标转化模块设计
• 5.2.4 地图查找模块设计
• 5.2.4.1 地图查找流程图
• 5.2.4.2 单幅地图的查找算法
• 5.2.4.3 多幅显示时的地图查找算法
• 5.2.5 地图绘制模块的设计
• 5.2.5.1 地图绘画模块流程
• 5.2.5.2 程序设计
• 5.2.6 光标绘制模块设计
• 5.2.6.1 光标绘制模块流程图
• 5.2.6.2 GPS 坐标到屏幕坐标的映射
• 5.2.7 缩放及移动模块的设计
• 5.2.7.1 地图缩放模块
• 5.2.7.2 地图移动模块
• 第六章 系统测试
• 6.1 测试环境
• 6.2 VxWorks 系统 BSP 测试
• 6.3 GPS 电子导航地图的测试
• 6.3.1 测试方案
• 6.3.2 测试结果
• 第七章 结论
• 致谢
• 参考文献
• 附录1：战车综合显示器实物图
• 在学期间研究成果