基于LIN总线的汽车雨刮检测平台的设计与实现

论文摘要

用,电子化程度越来越高,从而导致车身系统控制线束呈几何级数增长。过多的线束负载使汽车重量急剧上升,汽车操作的稳定性却严重下降。在这样的背景和环境下,一种局部互联现场总线网络LIN的产生、发展和应用使得此问题大大得到了改善,得到了一定程度的解决。LIN成本低、可靠性高且布线方式较为简单,但美中不足的是通信速率不高,故常用于汽车雨量传感器及雨刮电机等对通信速率要求不高的网络部件上。本课题的具体目的即开发一个评价系统,能够完成对LIN电机、传统电机的控制功能,以及LIN电机基于LIN雨量传感器的自动运行。通过计算机对采集的数据进行分析以及对电机进行控制,从而完成对汽车雨刮器,尤其是现代高档汽车的雨刮器的质量检测。整个系统以单片机MC9S12D64为核心,嵌入式系统与计算机采用USB总线或RS串口方式通信。LIN协议通过LIN固件编程实现,从而对LIN雨量传感器进行数据采集,并对LIN电机进行实时控制。传统电机通过单片机的I/O口进行电平控制。计算机终端应用程序实现雨量数据采集与电机控制的无缝融入。本文首先对LIN总线协议、USB总线协议等做了简要介绍,这是本课题设计的基础。之后,着重介绍了LIN芯片MC33661和USB芯片PDIUSBD12,并详细描述了系统的硬件实现,并且充分考虑了电磁兼容性方面的问题以提高系统的可靠性。固件部分主要完成了LIN和USB总线的固件设计,在计算机终端利用VB完成了用户界面的设计。经过实验,本系统运行良好,具有很好的实际应用价值。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 课题来源
• 1.3 计算机通信接口的选择
• 1.4 LIN 总线及USB 总线的研究进展
• 1.4.1 LIN 总线
• 1.4.2 USB 总线
• 1.5 课题主要研究的内容
• 1.5.1 LIN 总线主要研究内容
• 1.5.2 USB 总线主要研究内容
• 1.6 本文的体系结构
• 第2章 LIN 与USB 总线协议基础
• 2.1 LIN 总线协议基础
• 2.1.1 LIN 总线概述及特性
• 2.1.2 LIN 网络结构
• 2.1.3 LIN 报文帧
• 2.2 USB 总线协议基础
• 2.2.1 USB 总线数据流模型
• 2.2.2 USB 通信的数据结构
• 2.2.3 USB 数据传输类型
• 2.2.4 USB 主机与设备的通信
• 2.3 本章小结
• 第3章 嵌入式系统的硬件设计
• 3.1 硬件电路整体设计
• 3.2 微处理器 MC9S12D64 电路模块
• 3.2.1 D64 组成介绍
• 3.2.2 D64 各模块的硬件实现
• 3.3 LIN 接口模块
• 3.3.1 LIN 接口芯片
• 3.3.2 MC33661 运行模式与应用
• 3.4 USB 接口模块
• 3.4.1 USB 控制芯片的选择
• 3.4.2 USB 接口芯片与MCU 组合电路设计
• 3.5 RS 串口通信模块
• 3.5.1 RS232 接口芯片
• 3.5.2 MAX232 芯片与MCU 组合电路设计
• 3.6 传统电机控制模块
• 3.6.1 开关管的选择
• 3.6.2 译码器的选择
• 3.6.3 传统电机模块电路设计
• 3.7 电路板的电磁兼容性考虑
• 3.8 本章小结
• 第4章 嵌入式系统的固件开发
• 4.1 CODEWARRIOR 简介
• 4.2 LIN 固件编程
• 4.2.1 编程思想
• 4.2.2 LIN 固件编程状态机模型
• 4.2.3 主程序中LIN 模块实现
• 4.3 USB 模块固件编程
• 4.3.1 编程思想
• 4.3.2 USB 固件编程的实现
• 4.4 RS 串口通信编程
• 4.4.1 串口初始化
• 4.4.2 串口发送数据
• 4.4.3 串口接收数据
• 4.5 本章小结
• 第5章 计算机端软件设计
• 5.1 USB 通信和RS 通信开发
• 5.1.1 USB 驱动程序
• 5.1.2 D12 读写动态库的调用
• 5.1.3 MSComm 控件
• 5.2 用户程序编写
• 5.3 本章小结
• 第6章 硬件电路的实现与调试
• 6.1 系统的PCB 图
• 6.2 系统硬件实物图
• 6.3 计算机驱动操作
• 6.4 系统调试部分
• 6.5 系统的扩展
• 6.6 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 致谢