基于CAN总线的汽车车身控制系统的研究与设计

发布时间：2017-05-13 21:23

  本文关键词：基于CAN总线的汽车车身控制系统的研究与设计，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】： 随着汽车电子技术的不断发展,汽车上的各种电子装置越来越多,电子控制装置之间的通讯也越来越复杂,而汽车上传统的电气系统大多采用点对点的单一通信方式,相互之间少有联系,造成了庞大的布线系统,已远远不能满足汽车愈加复杂的控制系统要求。汽车控制局域网CAN总线应运而生,它广泛应用于汽车电子控制系统中,为实现汽车控制部件的智能化和汽车控制系统的网络化提供了一个有效的途径和方法。 本课题以基于CAN总线的汽车车身控制系统为研究对象,主要做了以下几方面的工作: 首先,介绍了目前国际汽车电子技术的现状与发展趋势,比较了当今汽车网络主流技术,充分分析了当前比较流行的几种现场总线性能和特点,对基于CAN总线的汽车车身控制系统进行了深入研究。 其次,描述了系统的硬件设计与开发过程。根据实际应用情况的需求,确定了系统各模块的设计方案。具体描述了系统各控制节点的功能,详细介绍了主控制芯片外围电路、CAN通讯模块电路、车灯控制电路、雨刮器控制电路、门锁电机控制电路、车窗电机控制电路、电动后视镜控制电路、开关量检测电路等各个模块的硬件电路结构。 再次,描述了系统的软件设计与开发过程。介绍了系统CAN通讯模块的通信流程,描述了系统各子模块程序的开发流程,给出了车灯控制模块及车门控制模块的程序结构和软件设计流程,以左前门控制器单元和前车灯控制器单元为例说明了控制器主程序、车灯控制程序、车窗电机控制程序以及后视镜控制程序的结构。 最后,介绍了系统的软、硬件的可靠性设计与开发过程,针对系统设计的干扰因素进行了分析并提出了相应的抗干扰措施,最终完成了系统的设计工作,实现了车身控制系统的电动车窗控制、车灯控制、雨刮器控制和后视镜控制等功能,将车身控制功能集成化、网络化。 研究表明,基于CAN总线的汽车车身控制系统是可行的并且能够很好满足现代汽车车身控制的需求。
【关键词】：CAN总线 车身控制系统 汽车电子
【学位授予单位】：武汉理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：U463.6
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第1章 绪论9-16
• 1.1 课题研究的背景9-10
• 1.2 课题研究的国内外现状及发展动态10-14
• 1.2.1 目前国内外主流的车身控制技术及其特点10-12
• 1.2.2 目前国内外主流的汽车网络总线技术及其特点12-14
• 1.3 课题研究的目的和意义14-15
• 1.4 本文研究的内容及要完成的工作15-16
• 第2章 控制局域网CAN总线工作原理16-32
• 2.1 CAN总线简介16-18
• 2.1.1 CAN总线协议的性能特点16-17
• 2.1.2 CAN总线协议的发展历史17-18
• 2.2 CAN总线协议的网络分层模型及网络拓扑结构18-21
• 2.2.1 CAN总线协议的网络分层模型18-19
• 2.2.2 CAN总线协议的网络拓扑结构19-21
• 2.3 CAN总线协议报文传输及帧结构21-28
• 2.3.1 逻辑电平定义21-22
• 2.3.2 CAN总线协议报文的帧结构22-28
• 2.4 CAN总线协议的通信错误处理机制28-29
• 2.4.1 错误类型28
• 2.4.2 错误界定28-29
• 2.5 CAN总线协议的位定时与同步29-31
• 2.6 本章小结31-32
• 第3章 车身控制系统的方案确定32-37
• 3.1 车身控制系统的总体设计方案32-33
• 3.2 车身控制系统各节点功能描述33-35
• 3.3 车身控制系统的具体功能35-36
• 3.4 本章小结36-37
• 第4章 车身控制系统的硬件设计37-52
• 4.1 系统核心元器件选型37-39
• 4.1.1 微控制器芯片——MC9S08DZ16单片机37-38
• 4.1.2 CAN总线驱动器——MC3338838-39
• 4.2 系统硬件电路总体结构39-41
• 4.3 系统各模块硬件电路的设计41-51
• 4.3.1 单片机时钟及复位电路设计41
• 4.3.2 电源模块电路设计41-42
• 4.3.3 CAN节点通信电路设计42-43
• 4.3.4 车窗电机驱动电路设计43-44
• 4.3.5 门锁电机驱动电路设计44-45
• 4.3.6 后视镜电机驱动电路设计45-47
• 4.3.7 雨刮电机驱动电路设计47
• 4.3.8 车灯控制电路设计47-49
• 4.3.9 开关量检测电路设计49-51
• 4.4 本章小结51-52
• 第5章 车身控制系统的软件设计52-60
• 5.1 系统软件开发环境介绍52-53
• 5.2 CAN通讯模块的软件设计53-55
• 5.2.1 MSCAN模块的初始化53-54
• 5.2.2 CAN数据报文的发送54
• 5.2.3 CAN数据报文的接收54-55
• 5.3 车门控制节点模块的软件设计55
• 5.4 车灯控制节点模块的软件设计55-59
• 5.5 本章小结59-60
• 第6章 系统的抗干扰设计60-63
• 6.1 硬件抗干扰措施60-61
• 6.1.1 抑制干扰源60-61
• 6.1.2 切断干扰传播路径61
• 6.1.3 提高敏感器件的抗干扰性能61
• 6.2 软件抗干扰措施61-62
• 6.3 本章小结62-63
• 第7章 结论与展望63-64
• 7.1 全文总结63
• 7.2 工作展望63-64
• 参考文献64-67
• 作者在攻读硕士学位期间发表的学术论文67-68
• 致谢68

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