计论文 目录 第章引言 选题背景与意义 车载网络的发展现 本课题主要研究的目标和主要内容 第二章技术规范 的基本概念 节点的分层结构 报文传送及其帧结构 类型和界定 位定时与同步 第三章驱动系统总体设计 整个系统拓扑结构 第四章硬件电路设计 主控机硬件电路 单片机部分接口电路设计 方案比较 控制器 总线驱动器 单片机部分通信电路设计 第五章软件设计 主控机系统软件设计 打开函数信息科学与工程学院毕业设计论文 关闭函数 接收线程 发送数据函数 对话框关闭处理函数 通信程序模块 初始化 发送 接收 单片机高速节点软件设计 与超声波测距系统的通信 与网关的通信 第六章调试 硬件调试 软件调试 整体调试 第七章总结 致谢 参考文献 附录 信息科学与工程学院毕业设计论文第页 第章引言 选题背景与意义 随着车用电气设备越来越多，从发动机控制到传动系统控制，从行驶制动 转向系统控制到安全保证系统及仪表报警系统，从电源管理到为提高舒适性而作 的各种努力，使汽车电气系统形成个复杂的大系统，并且都集中在驾驶室控制。 另外，随着近年来的发展，以和为代表的新型电子通讯产 品的出现，它对汽车的综合布线和信息的共享交互提出了更高的要求。 从布线角度分析，传统的电气系统大多采用点对点的单通信方式，相互之 间少有联系，这样必然造成庞大的布线系统。据统计，辆采用传统布线方法的 高档汽车中，其导线长度可达米，电气节点达个，而且，根据统计，该 数字大约每十年增长倍，从而加剧了粗大的线束与汽车有限的可用空间之间的 矛盾。无论从材料成本还是工作效率看，传统布线方法都将不能适应汽车的发展。 从信息共享角度分析，现代典型的控制单元有电控燃油喷射系统电控传动 系统防抱死制动系统防滑控制系统助废气再循环控制巡航系 统和空调系统。为了满足各子系统的实时性要求，有必要对汽车公共数据实行共 享，如发动机转速车轮转速油门踏板位置等。但每个控制单元对实时性的要 求是因数据的更新速率和控制周期不同而不同的这就要求其数据交换网是基于 优先权竞争的模式，且本身具有较高的通信速率，总线正是为满足这些要求 而设计的。 总线是种多主方式的串行通讯总线基本设计规范要求有高的位速率 高抗电磁干扰性而且能够检测出产生的任何当信号。传输距离达到时 仍可提供高达的数据传输速率。由于串行通讯总线具有这 些特性它很自然地在汽车制造业以及航空工业中受到广泛应用。 在汽车中的设计，应该首先从安全的角度来考虑，所以对于关键控制部 分如汽车引擎刹车装置安全气囊等单元应该采用分散式高速控制而 对于那些与安全无关的单元如灯控单元门控单元座椅控制单元等出于成本 的考虑可以采用低络控制和动力系统网络控制的技术平台均已基本 建立，在新推出的车型中，全面采用网络控制技术己成为可能。国此可以断言， 近几年内，网络技术在汽车中的应用将会迅速普及。 网络性能不断提升 线控作为项全新的汽车工程概念，必将促进控制系统网络向高速实时 容错方向发展。同时，要实现完善的车内办公和娱乐功能，信息处理和多媒体网 络的带宽必将越来越高。此外，网络的安全性和可靠性也会不断提高。 网络协议逐渐统 目前在汽车行业中存在很多网络通信协议，由于缺乏全世界统的标准，实 际上增加了汽车的制造成本。虽然建立个统的汽车网络协议体系是件十分 复杂和困难的工作，但在汽车制造商和供应商之间已逐渐对这问题达成致。 本课题主要研究的目标和主要内容 系统总体方案的设计根据目前汽车网络的结构，同时考虑到成本和现实条 件等因素，采用了实验箱作为主控结点，用的单片机系统 作为个子结点，通过高速网络能够顺利实现通信，并且能够与超声波测距 系统交换数据，与网络互连，模拟汽车网络的通信构架。 系统硬件的设计与实现主要包括两部分，由于实验箱已经带 有控制器收发器和液晶等，所以这部分硬件无需设计另部分是基于单 片机的收发电路的设计，主要用于与主控结点通信，根据主控结点的命令将 当前的亮灯状态通过总线发送给主控结点。 系统软件的设计与实现在主控结点实验箱上编写操作信息科学与工程学院毕业设计论文第页 系统下的驱动程序，并设计好人性化的收发界面在单片机上编写基 于的设备驱动程序编写转换程序，实现网关功能。信息科学与工程学院毕业设计论文第页 第二章技术规范 年德国公司开始研究新代的汽车总线，年第块 芯片交付应用，年由公司制订并发布了技术 规范，年国际标准正式出版。年 进行了扩展，从而能够支持位标识符。技术规范包含 和两部分。支持标准的位标识符。而同时支持 标准的位标识符和扩展的位标识符。规范的目的是为了在 任何两个基于的仪器之间建立兼容性，定义了传输层，并定义了 协议在周围各层当中所发挥的作用。 的基本概念 具有以下的属性 •报文的优先权 •设置灵活 •时间同步的多点接收 •系统宽数据的连贯性 •检测和标定 •将节点的暂时性和永久性区分开来，并且可以自动关闭 的节点 节点的层结构 物理层定义实际信号的传输方法。本技术规范没有定义物理层，以 便允许根据它们的应用，对发送媒体和信号电平进行优化。 传输层是协议的核心。它把接收到的报文提供给对象层，以及 接收来自对象层的报文。传输层负责位定时及同步报文分帧仲裁应 答检测和标定故障界定。 对象层的功能是报文滤波以及状态和报文的处理。 节点的层结构如图所示。信息科学与工程学院毕业设计论文第页 应用层 对象层 报文滤波 报文和状态的处理 传输层 故障界定 检测和标定 报文校验 应答 仲裁 报文分帧 传输速率和定时 物理层 信号电平和位表示 传输媒体 图节点的层结构 报文总线上的信息以不同的固定报文格式发送，但长度受 限见第节的报文传输。当总线空闲时任何连接的单元都可以开始发送新的 报文。 信息路由在系统里，节点不使用任何关于系 统配置的信息比如站地址。 系统灵活性不需要改变任何节点的应用层及相关的软件或硬件，就可以 在网络中直接添加节点。 报文路由报文的内容由识别符命名。识别符不指出报文的目的地，但解 释数据的含义。因此，网络上所有的节点可以通过报文滤波确定是否应对该数据 做出反应。 多播由于引入了报文滤波的概念，任何数目的节点都可以接收报文，并 同时对此报文做出反应。 数据连贯性在网络内，可以确保报文同时被所有的节点接收或同时 不被接收。因此，系统的数据连贯性是通过多播和处理的原理实现的。信息科学与工程学院毕业设计论文 本科毕业设计 届 题目汽车驱动系统的总线设计 学院信息科学与工程学院 专业电气工程与自动化 班级自动化 学号 学生姓名 指导教师 完成日期年月日 信息科学与工程学院毕业设计论文 汽车驱动系统的总线设计 摘要 总线是现今非常流行的种现场总线技术，其主要工作在链路层和物理 层，但在使用过程中还需要添加应用层协议来实现具体的功能目前应用最为广 泛的应用层协议是和，但是这些协议比较复杂，更适用于大型 的节点网络。本文制定了个简单的应用层协议，模拟了了汽车网络的框架，构 建了个简易网络。 系统采用实验箱作为主控结点，用的单片机系统作为 个子结点，通过高速网络能够顺利实现通信，并且能够与超声波测距系统交 换数据，与网络互连。 所以本系统的主要功能是两个子结点，网络，都能够通过高速网络与 主控结点通信。 关键词 总线单片机 信息科学与工程学院毕业设计论文 , , , , , , , , , , 信息科学与工程学院毕业设计论文 目录 第章引言 选题背景与意义 车载网络的发展现 本课题主要研究的目标和主要内容 第二章技术规范 的基本概念 节点的分层结构 报文传送及其帧结构 类型和界定 位定时与同步 第三章驱动系统总体设计 整个系统拓扑结构 第四章硬件电路设计 主控机硬件电路 单片机部分接口电路设计 方案比较 控制器 总线驱动器 单片机部分通信电路设计 第五章软件设计 主控机系统软件设计 打开函数信息科学与工程学院毕业设计论文 关闭函数 接收线程 发送数据函数 对话框关闭处理函数 通信程序模块 初始化 发送 接收 单片机高速节点软件设计 与超声波测距