基于CAN总线的纯电动汽车仪表的设计

【摘要】：近年来，由于能源短缺与环境恶化等问题，无污染，零排放的纯电动汽车的开发和使用受到各国政府和人们的重视。在这种背景下，本课题的工作是针对柳州本地生产的1.5排量的景逸电动汽车的仪表系统进行改造，以提高电动汽车运行效率以及对车辆状态实时检测为目的。设计将以嵌入式ARM芯片及其接口电路作为控制核心模块，配置彩色液晶屏+触摸屏的人机界面电路，设计CAN总线通讯电路，构建整车驾驶控制电路。 本课题所设计的基于CAN总线的纯电动汽车仪表的设计控制核心采用ARM芯片LPC2478，该芯片是32位的ARM7TDMI-S内核的微控制器。电动汽车仪表的显示采用LED灯和彩色液晶屏组合显示，而人机界面选用北京迪文科技有限公司生产的5.7寸触摸屏DMT64480S057_01W，该触摸屏采用RS232连接到LPC2478的串口上。设计仪表接口电路，主要包括CAN总线接口电路，脉冲计数接口电路，I/O接口电路等。CAN总线接口电路主要与电动汽车车上其它模块进行通讯，并且可接收电动汽车其它模块发送过来的数据。脉冲计数接口电路主要接收电动汽车的车速传感器发送过来的脉冲信号。I/O接口电路主要接收电动汽车的开关量信号，比如转向灯，驻车，刹车，安全带等信号。控制核心LPC2478对接收到的数据进行处理和显示。根据实际应用的要求对μC/OS-II相关的代码进行修改，把μC/OS-II移植到LPC2478硬件平台上。根据该纯电动汽车仪表显示的特点，使用绘图软件绘制适合该车的人机界面，把制作好的图片下载到触摸屏，编写串口通信程序，实现迪文触摸屏与ARM的通信功能。 电动汽车仪表可以将电动汽车的车速，报警信息，里程，电池的剩余电量以及各种常规信息显示在液晶屏上，显示信息丰富而简洁，界面切换流畅，并完成了实验室测试。汽车在行驶过程中，仪表运行较为稳定，基本达到了课题的预期目标。但是，仍存在改进和提升的空间，论文最后给出了进一步改进的思路。 【关键词】：纯电动汽车 CAN总线 LPC2478 仪表
【学位授予单位】：广西工学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TP273.5
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-6
• 目录6-8
• 第一章 绪论8-12
• 1.1 课题研究背景及意义8
• 1.2 国内外发展现状和发展趋势8-10
• 1.3 课题的主要内容10
• 1.4 论文的结构安排10-12
• 第二章 系统硬件设计12-16
• 2.1 系统总体设计方案12-13
• 2.2 仪表接口电路的设计13-15
• 2.2.1 脉冲计数接口电路设计13-14
• 2.2.2 I/O 接口电路的设计14-15
• 2.3 电源设计15
• 2.4 本章小结15-16
• 第三章 电动汽车 CAN 总线设计16-27
• 3.1 汽车 CAN 总线概述16
• 3.2 CAN 总线接口电路设计16-17
• 3.3 CAN 总线通信设计17-22
• 3.4 软件设计22-26
• 3.4.1 CAN 控制器初始化23-25
• 3.4.2 CAN 报文发送子程序25
• 3.4.3 CAN 报文接收子程序25-26
• 3.5 本章小结26-27
• 第四章 电动汽车仪表设计27-40
• 4.1 仪表装置的设计方案27-29
• 4.1.1 汽油车仪表的特点27-28
• 4.1.2 仪表的设计方案28-29
• 4.2 仪表信号分析29-31
• 4.3 仪表人机界面需求分析31
• 4.4 仪表界面设计31-35
• 4.4.1 运行主界面设计33
• 4.4.2 电机状态信息界面设计33-34
• 4.4.3 电池状态信息界面设计34
• 4.4.4 故障报警界面设计34-35
• 4.5 仪表人机界面的制作35-38
• 4.6 软件设计38-39
• 4.7 本章小结39-40
• 第五章 系统软件设计40-50
• 5.1 系统需求分析40
• 5.2 系统软件总体设计40-41
• 5.3 UC/OS-Ⅱ 的移植41-45
• 5.3.1 OS_CRITICAL_METHOD 移植43
• 5.3.2 OS_STK_GROWTH 移植43
• 5.3.3 OS_ENTER_CRITICAL()和 OS_EXIT_CRITICAL()移植43-44
• 5.3.4 OSStartHighRdy()和 OSCtxSw()移植44
• 5.3.5 OSTickISR()移植44
• 5.3.6 OSTaskStkInit()移植44-45
• 5.4 电池信息显示设计45-46
• 5.5 车速里程的设计46-48
• 5.6 电机信息显示设计48-49
• 5.7 本章小结49-50
• 第六章 系统测试50-57
• 6.1 系统测试50-56
• 6.1.1 仪表装置进行车载实验51-54
• 6.1.2 电机信息界面参数采集54
• 6.1.3 电池状态信息54-55
• 6.1.4 故障报警界面55-56
• 6.2 本章小结56-57
• 第七章 总结与展望57-59
• 7.1 总结57
• 7.2 展望57-59
• 参考文献59-61
• 附录61-67
• 附录 1 电动汽车的仪表界面61-63
• 附录 2 系统整体电路图63-67
• 发表论文和参加科研情况说明67-68
• 致谢68

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