基于实时操作系统的汽油机电子控制系统研究

论文摘要

随着发动机控制系统复杂度不断增大,使得将嵌入式实时操作系统引入发动机电控单元进行开发成为一种趋势。本文在查阅了国内外大量技术文献、资料的基础上,开发了一种基于嵌入式操作系统的发动机电控单元。本文首先分析了车用嵌入式操作系统标准OSEK/VDX,并在此基础上选择了源码开放的操作系统μC/OS-II。随后分析了μC/OS-II的内核结构,并将其移植到INTEL80C196KC单片机上,完成其调试工作并编写测试程序验证了移植的成功性,为后续的应用程序开发奠定了基础。然后结合课题实际情况,提出了基于此操作系统的发动机电控单元总体设计方案。本文选择了80C196KC作为控制系统的主芯片,并在此基础上设计了电控单元的硬件,包括传感器输入调理电路、执行器输出调理电路和基于RS232标准的串口通信电路。在完成控制单元硬件设计之后,进行了基于操作系统的控制单元应用软件开发。随着实时操作系统的引入,将以往复杂的发动机控制程序进行多任务划分,使得控制软件的维护性和灵活性得到极大的提高。本文的最后进行了试验台架的搭建,并在此试验台架上进行了初步试验研究。针对开发的控制系统进行了基本喷油脉宽和点火提前角脉谱的初步匹配标定,并进行了发动机性能试验,试验表明本文开发的电控系统达到了预期的开发目标。

论文目录

• 提要
• 第一章 绪论
• 1.1 发动机电子控制系统的发展历程
• 1.2 基于OSEK/VDX 标准的汽车电子控制系统
• 1.3 基于OSEK/VDX 标准的发动机电子控制系统的发展现状
• 1.4 论文研究的内容
• 第二章 嵌入式实时操作系统移植与测试
• 2.1 嵌入式实时操作系统简介
• 2.2 几种嵌入式实时操作系统
• 2.2.1 不可剥夺型内核的多任务操作系统
• 2.2.2 可剥夺型内核的多任务实时操作系统
• 2.2.3 使用嵌入式实时操作系统的优点和缺点
• 2.3 嵌入式操作系统ΜC/OS-II 的内核结构
• 2.4 ΜC/OS-II 的移植
• CPU.H 文件'>2.4.1 编写OS_CPU.H 文件
• CPU.C 文件'>2.4.2 编写OS_CPU.C 文件
• CPU_A.ASM 文件'>2.4.3 编写OS_CPU_A.ASM 文件
• 2.5 移植程序的测试
• 2.5.1 测试OSTaskStkInit（）和OSStartHighRdy（）函数
• 2.5.2 测试OSCtxSw（）函数
• 2.5.3 测试OSIntCtxSw（）和OSTickISR（）函数
• 2.6 本章小结
• 第三章 控制系统硬件开发
• 3.1 发动机电控单元ECU 总体设计
• 3.2 发动机电控单元ECU 硬件设计
• 3.2.1 硬件电路设计主要原则
• 3.2.2 单片机的选型
• 3.2.3 电控单元ECU 电路的设计
• 3.3 硬件抗干扰措施
• 3.4 本章小结
• 第四章 控制系统软件开发
• 4.1 控制系统软件总体设计
• 4.2 控制系统应用程序开发
• 4.2.1 任务划分
• 4.2.2 任务优先级设计
• 4.2.3 通信与同步设计
• 4.2.4 具体任务设计
• 4.3 底层驱动程序设计
• 4.3.1 A/D 转换驱动程序
• 4.3.2 串口驱动程序设计
• 4.4 抗干扰措施
• 4.5 本章小结
• 第五章 发动机试验初步研究
• 5.1 发动机台架实验方案
• 5.2 试验初步研究
• 5.2.1 传感器和执行器标定
• 5.2.2 发动机性能匹配标定试验
• 5.2.3 发动机特性试验
• 5.3 本章小结
• 第六章 全文总结与展望
• 6.1 全文总结
• 6.2 今后工作展望
• 参考文献
• 致谢
• 导师及作者简介
• 摘要
• ABSTRACT