基于实时操作系统的汽车车身控制系统设计

论文摘要

在现代汽车产业的高速发展过程中，汽车电子技术扮演了一个非常重要的角色。尽管国内的现代轿车都已经应用了汽车电子技术，但其中大部分轿车的知识产权却属于国外的汽车制造商。因此，开发拥有自主知识产权的汽车电子技术是国产汽车工业发展的必然趋势。在研究国内外汽车电控技术与解决方案的基础上，针对国内中高档汽车车身电控产品升级与维护困难的现状，本文设计了基于实时操作系统的汽车车身控制系统。本文具体工作如下：在分析与研究当今国外汽车行业广泛应用的车身电控技术的基础上，本文对车身控制系统进行了整体框架设计和具体功能模块划分。系统将车灯和门窗控制划分为集中式控制，其他部件如雨刷、电动座椅等则作为分布式控制。在研究车身控制系统的控制原理及其系统需求的基础上，本文选用飞思卡尔公司的MC9S12DG128微控制器作为系统控制核心，设计了集中式与分布式控制相结合的电子控制单元。该单元不仅可以集成实时操作系统，还支持车载网络CAN、LIN的通信功能，通过这两种总线机制，不但可以与汽车其他电控系统进行信息交互，还可以对车身控制系统本身进行功能拓展。针对车灯负载的特点及其控制原理，本文选用飞思卡尔公司的MC33888作为车灯控制的驱动核心。在深入研究MC33888工作特点及其控制原理的基础上，设计了车灯控制的硬件电路，该电路基本实现了系统对车灯负载的控制，并且具备车灯故障检测的功能。在系统软件设计方面，针对车身控制对嵌入式系统的需求，本文选用μC/OS-Ⅱ作为车身控制的操作系统，其内核提供的任务调度与管理和中断服务等功能，基本符合本文设计的要求。在研究车灯控制的功能和CAN总线通信机制的基础上，本文对车灯控制模块的底层驱动程序进行了详细的设计，μC/OS-Ⅱ通过创建任务调用底层驱动程序对车灯进行控制，基本实现了车灯控制和自检信息采集的功能。最后，本文设计了一个“虚实结合”的测试环境，并在实验室成功搭建这一平台。通过这个测试平台对本文设计的软硬件进行测试，以验证整个设计的准确性与可行性。试验结果证明，系统控制效果良好，具有较高的可靠性和安全性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 插图索引
• 附表索引
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 汽车电子控制系统的发展状况
• 1.2.1 汽车电子的发展历史
• 1.2.2 车身控制系统的国内外发展状况及趋势
• 1.3 本文研究目的及内容
• 1.4 本章小结
• 第2章 实时操作系统及车身控制系统相关研究
• 2.1 实时操作系统μC/OS-Ⅱ
• 2.1.1 μC/OS-Ⅱ 的背景
• 2.1.2 μC/OS-Ⅱ 的组成
• 2.1.3 μC/OS-Ⅱ 的文件结构
• 2.2 车身控制系统相关研究
• 2.2.1 车身控制系统的背景内容
• 2.2.2 车身控制系统的功能实现
• 2.2.3 车身控制系统的通信网络
• 2.3 本章小结
• 第3章 车身控制系统的硬件设计
• 3.1 车身控制系统硬件设计
• 3.1.1 系统硬件设计的总体框架
• 3.1.2 ECU 模块设计
• 3.1.3 车灯驱动模块
• 3.2 本章小结
• 第4章 车身控制系统的软件设计
• 4.1 车身控制系统的软件设计
• 4.1.1 系统软件设计的总体框架
• 4.1.2 μC/OS-Ⅱ 的移植
• 4.1.3 系统软件设计
• 4.2 本章小结
• 第5章 系统测试
• 5.1 测试环境设计
• 5.1.1 测试环境的整体设计
• 5.1.2 硬件实物测试环境设计
• 5.1.3 虚拟部件测试环境设计
• 5.1.4 测试步骤及结果
• 5.2 本章小结
• 全文总结与展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录 A μC/OS-Ⅱ 移植代码