基于CAN总线的汽车全数字智能仪表的研究

论文摘要

汽车仪表是汽车在行驶过程中与驾驶员最重要、最直接的信息交流平台,对汽车的安全、舒适、经济行驶起到了至关重要的作用。随着汽车电子技术的不断发展,汽车仪表早已经成为了衡量汽车性能和档次的一个重要指标。近几年,嵌入式技术和LCD显示技术的发展不断趋于成熟,这使全数字智能化的汽车仪表逐渐成为了开发热点。本课题将CAN总线通信技术、TFT-LCD液晶显示技术和嵌入式系统控制技术引入到汽车仪表中,设计并实现一个真正意义上的全数字式智能汽车仪表系统。文中讨论了该仪表系统的总体架构和实现方案。以LPC2478芯片为主控制器,建立了该仪表系统的CAN总线智能节点;以8寸宽屏TFT-LCD显示模块作为仪表系统的显示终端,开发了液晶显示模块与LPC2478的接口,并设计了相应的驱动电路与软件,创建了该仪表系统的GUI基本绘图函数库;在LPC2478上成功移植了μC/OS-II作为嵌入式实时操作系统平台,并且在这个平台上建立了多任务操作的仪表系统,设计并实现了独具特色的多功能仪表显示方案,在μC/OS-II多任务实时操作系统下,实现了全数字智能仪表系统的基本功能。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究的背景及发展趋势
• 1.2 课题研究的意义
• 1.3 论文研究的主要内容
• 第二章 数字智能仪表系统的总体结构设计
• 2.1 系统总体结构设计
• 2.1.1 系统主要功能分析
• 2.1.2 系统总体结构方案
• 2.2 主控芯片的选择及其功能简介
• 2.3 SDRAM 显存模块与LPC2478 的接口设计
• 2.4 4×4 按键功能模块电路设计
• 第三章 基于CAN 总线网络的数据通信
• 3.1 CAN 总线技术概述
• 3.2 CAN 总线通信协议
• 3.2.1 CAN 总线协议内容
• 3.2.2 CAN 总线的报文传输
• 3.3 CAN 总线应用层协议
• 3.4 CAN 通信模块接口设计
• 3.4.1 CAN 控制器的基本结构
• 3.4.2 高速CAN 收发器TJA1040
• 3.4.3 TJA1040 与CAN 控制器的接口设计
• 第四章 数字智能仪表系统的终端显示
• 4.1 TFT-LCD 在汽车仪表中的应用
• 4.2 液晶显示模块接口设计
• 4.2.1 LCD 控制器简介
• 4.2.2 LPC2478 与LCM 模块的接口设计
• 4.3 液晶显示模块的驱动
• 4.3.1 TFT-LCD 的驱动原理
• 4.3.2 时序关系分析
• 4.3.3 时序信号的生成
• 第五章 数字智能仪表系统的实时操作系统平台
• 5.1 嵌入式实时操作系统
• 5.1.1 RTOS 的选择
• 5.1.2 μC/OS-II 简介
• 5.2 μC/OS-II 在LPC2478 上的移植
• 5.2.1 与编译器无关的数据类型的定义
• 5.2.2 堆栈结构的定义及堆栈初始化函数的编写
• 5.2.3 软件中断函数作为μC/OS-II 与LPC2478 的底层接口
• 5.2.4 任务切换
• 5.2.5 系统时钟节拍的生成
• 5.3 μC/OS-II 启动过程分析及其任务设计
• 第六章 数字智能仪表系统的软件设计
• 6.1 系统任务分析
• 6.2 任务优先级安排
• 6.3 系统任务设计
• 6.3.1 按键扫描任务
• 6.3.2 CAN 接收任务
• 6.3.3 CAN 发送任务
• 6.3.4 LCD 仪表显示任务
• 6.3.5 LCD 报警显示任务
• 6.4 系统LCD 显示功能设计
• 6.4.1 GUI 基本绘图函数
• 6.4.2 仪表显示方案1 的设计
• 6.4.3 仪表显示方案2 的设计
• 第七章 数字智能仪表系统的实现与分析
• 7.1 系统的实现效果
• 7.1.1 仪表显示方案1 的显示效果
• 7.1.2 仪表显示方案2 的显示效果
• 7.2 系统问题分析
• 7.3 系统抗干扰设计
• 7.3.1 干扰源分析
• 7.3.2 抗干扰措施
• 第八章 总结与展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间公开发表的学术论文
• 致谢
• 详细摘要