基于CAN總線的汽車速度信息采集系統(tǒng)的設(shè)計

1、畢業(yè)答辯 題 目:基于CAN總線的汽車速度信息采集系統(tǒng)的設(shè)計 專 業(yè)：汽車服務(wù)工程 答 辯 人：付恒 指導(dǎo)老師: 丁小可論文結(jié)構(gòu) 第一章 現(xiàn)場總線 第二章 CAN總線 第三章 系統(tǒng)硬件設(shè)計 第四章 采集軟件設(shè)計 第五章 結(jié)語 致謝研究目的意義 隨著汽車工業(yè)的發(fā)展、普及，方便了人們的日常生活，同時也給交通管理帶來了許多問題。交通事故已成為“世界第一害”，而中國是世界上交通事故死亡人數(shù)最多的國家之一。據(jù)統(tǒng)計，近十余年來，我國每年因車禍平均死亡人數(shù)均超過10萬人。據(jù)分析，其中以超速為違章重點(diǎn)。在客觀上需要一種能實時記錄汽車行駛速度的信息采集系統(tǒng)，以防止駕駛員超速行駛，從而有效防止交通事故的發(fā)生。論文

2、主要研究內(nèi)容 本設(shè)計主要以單片機(jī)AT89C2051為核心器件，由磁電式轉(zhuǎn)速傳感器采集得到微弱的輪速脈沖信號，經(jīng)過信號放大電路的放大整形處理，傳送到單片機(jī)，再通過單片機(jī)的計算和控制，即可得到汽車車輪轉(zhuǎn)速的信息，從而實現(xiàn)汽車速度信息的采集。之所以在那么多現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)中選擇CAN總線作為本系統(tǒng)的傳輸協(xié)議，是因為在本系統(tǒng)中，CAN總線有著其他幾種現(xiàn)場總線所無法比擬的特性現(xiàn)場總線 現(xiàn)場總線是指以工廠內(nèi)的測量和控制機(jī)器間的數(shù)字通訊為主的網(wǎng)絡(luò)，也稱現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)。是一種應(yīng)用于生產(chǎn)現(xiàn)場設(shè)備之間，現(xiàn)場設(shè)備與控制裝置之間實行雙向、串行、多節(jié)點(diǎn)數(shù)字通訊的技術(shù)。這是由IEC/TC65負(fù)責(zé)測量和控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)通信部分國際標(biāo)準(zhǔn)化

3、工作的SC65/WG6定義的。它是一種工業(yè)數(shù)據(jù)總線，是自動化領(lǐng)域中底層數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)絡(luò)。總的來說，現(xiàn)場總線不單單是用數(shù)字儀表代替模擬儀表，也不僅僅是一種通信技術(shù)，而是采用新一代的現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)FCS代替?zhèn)鹘y(tǒng)的集散控制系統(tǒng)，來實現(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)與控制系統(tǒng)的集成。作為當(dāng)今自動化領(lǐng)域發(fā)展熱點(diǎn)之一的現(xiàn)場總線，同時也享有“自動化領(lǐng)域計算機(jī)局域網(wǎng)”的美稱。該項技術(shù)已受到世界范圍的關(guān)注，同時有專家預(yù)言，現(xiàn)場總線技術(shù)必將導(dǎo)致自動化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和設(shè)備的深刻變革。CAN總線CAN總線，通常也稱為控制器局域網(wǎng)絡(luò)，是德國BOSCH公司在二十世紀(jì)八十年代開發(fā)的，用以解決現(xiàn)代汽車中眾多的控制與測試儀器之間的數(shù)據(jù)交換而開發(fā)出來的一種串

4、行數(shù)據(jù)通信協(xié)議。出于對安全性、舒適性、方便性、低公害、低成本的要求，各種各樣的電子控制系統(tǒng)被開發(fā)了出來。由于這些系統(tǒng)之間的通信所用的數(shù)據(jù)類型及對可靠性的要求不盡相同，有多條總線構(gòu)成的情況很多線束的數(shù)量也隨之增加，為適應(yīng)“減少線束數(shù)量”，通過多個LAN進(jìn)行大量數(shù)據(jù)的高度通信的需要，1986年德國電器商BOSCH公司開發(fā)出面向汽車的CAN通信協(xié)議。此后，CAN通過IOS11898及IOS11519進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化，在歐洲已是汽車網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議。系統(tǒng)硬件設(shè)計系統(tǒng)組成轉(zhuǎn)速傳感器信號處理芯片CAN總線芯片單片機(jī)LED顯示轉(zhuǎn)速傳感器轉(zhuǎn)速傳感器的作用是對車輪轉(zhuǎn)速進(jìn)行測量，將非電量車輪轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏啃盘栞敵?。常?/p>

5、的轉(zhuǎn)速傳感器分為霍爾式和電磁式兩種。本系統(tǒng)中采用電磁式轉(zhuǎn)速傳感器對車輪轉(zhuǎn)速進(jìn)行測量，其具有構(gòu)造簡單、剛性好、抗干擾性強(qiáng)等特點(diǎn)，電磁式轉(zhuǎn)速傳感器的測量原理如圖所示AT89C2051單片機(jī) AT89C2051單片機(jī)最早由美國ATMEL公司開發(fā)研制，具有高性能，低電壓的優(yōu)點(diǎn)。片內(nèi)含2k bytes的可反復(fù)擦寫的Flash只讀程序存儲器和128 bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS-51指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用8位中央處理器和Flash存儲單元，內(nèi)置功能強(qiáng)大的微型計算機(jī)的AT89C2051提供了高性價比的解決方案。微處理器系統(tǒng)中由于

6、使用到的相關(guān)元器件較少，為降低系統(tǒng)功耗以及體積，系統(tǒng)中采用AT89C2051單片機(jī)作為系統(tǒng)中的主控芯片。LM324轉(zhuǎn)換得到的方波信號與AT89C2051單片機(jī)的P3.4引腳連接，系統(tǒng)程序啟動之后單片機(jī)內(nèi)部啟用計數(shù)功能對電磁傳感器所測量輸出的信號進(jìn)行計數(shù)。典型的，設(shè)定計數(shù)周期為T，單位為ms，在T時間段內(nèi)計算得到的方波脈沖數(shù)為n，則此時刻車輪的轉(zhuǎn)動速度m的計算公式如下： M=6000n/(Tk) (k為齒輪轉(zhuǎn)動一周的齒數(shù))CAN總線數(shù)據(jù)發(fā)送 AT89C2051單片機(jī)測量計算得到車輪轉(zhuǎn)速之后需要將此數(shù)據(jù)往外發(fā)送，但車載環(huán)境下干擾和振動嚴(yán)重，CAN總線數(shù)據(jù)通訊是近年來在汽車行業(yè)上得到了速速發(fā)展的一種

7、數(shù)據(jù)傳輸方式，具有傳輸速度快、網(wǎng)內(nèi)節(jié)點(diǎn)多、多點(diǎn)廣播式發(fā)送接收、抗干擾性強(qiáng)、布線簡單的特點(diǎn)。系統(tǒng)中采用SJA1000作為CAN總線數(shù)據(jù)通訊芯片，與AT89C2051單片機(jī)連接，同時采用89C2051作為CAN總線收發(fā)芯片，工作原理示意圖如圖所示。結(jié)語 本論文結(jié)合計算機(jī)領(lǐng)域的發(fā)展趨勢和自動化領(lǐng)域的發(fā)展趨勢的熱點(diǎn)之現(xiàn)場總線技術(shù)，選用了其中最有影響的一種CAN總線技術(shù)作為數(shù)據(jù)通訊的技術(shù)基礎(chǔ)，開發(fā)研究了基于CAN總線的汽車速度信息采集系統(tǒng)的設(shè)計。 雖然論文已完成，但是整個論文寫作的過程仍讓我回味無窮，同時論文中還存在很多缺陷和不足，望評審老師多加批評指正。致謝 歷經(jīng)兩個月的時間，我的論文終于如期完成了?；貞浾麄€論文寫作的過程，感慨頗多，畢業(yè)論文是我四年學(xué)習(xí)成果的結(jié)晶，其中不乏我的心血，更有老師的諄諄教導(dǎo)，在此，我誠摯的對丁老師說一聲：老師，您辛苦了! 此外，感謝所有的任課教