基于can总线的汽车电动车窗控制系统毕业设计

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1、基于CAN总线的汽车电动车窗控制系统毕业设计目录摘要IABSTRACTII1绪论11.1研究背景11.2汽车车载网络技术概述21.3电动车窗控制技术的发展概况21.4课题的主要内容和意义31.4.1课题的主要内容31.4.2课题的意义31.5本章小结32CAN总线52.1CAN简介52.2按照ISO/OSI参考模型CAN的分层结构62.3CAN总线数值的特性62.4CAN协议的报文帧结构形式72.4.1数据帧72.4.2遥控帧92.4.3错误帧92.4.4过载帧92.4.5帧间隔92.5报文接收和仲裁102.6CAN的数据错误检测

2、102.6.1错误处理102.6.2错误状态种类122.6.3错误检测规则122.7位时序132.8本章小结143电动车窗的硬件设计15iii3.1主控节点的硬件设计153.1.1微控制器介绍153.1.2CAN模块173.2车窗节点的的设计233.3本章小结274基于CAN的车窗控制系统软件设计284.1软件开发的环境284.2CAN模块294.2.1系统主程序294.2.2系统的初始化294.2.3CAN报文的发送304.2.4CAN报文接收314.3驱动模块324.4本章小结335车窗防夹功能模拟测试与分析346总结与展望3

3、66.1总结366.2展望36参考文献37致谢39iiiiii1绪论1.1研究背景随着计算机技术、网络通讯技术、集成电路技术的飞速发展，以全数字式现场总线为代表的现场控制仪表、设备大量应用在汽车电子上。汽车电子的广泛应用，极大地提高了汽车的安全性、提高了汽车的节能性、改善了汽车的舒适性。在一些机械连接的物理特性达到极限的情况下，汽车性能的提升以及新车型的研发，越来越依赖于汽车电子，汽车领域70%的技术革新来自汽车电子产品。进入2000年以后我国汽车电子市场规模相当可观。2009年我国汽车电子市场总产值已经高达1800亿元，并仍处于

4、快速上升阶段，今年可能会达到5000亿元。可见，我国汽车电子市场经济规模相当可观，而电动车窗控制系统是汽车电子范围内车身控制系统中非常重要的组成部分。因此，对电动车窗的深入研究不仅具有现实的经济意义，对于增强我国汽车电子企业的竞争力有很大的意义。汽车电子技术的发展大体分为三个阶段，第一阶段是20世纪60年代至70年代末，其重点是以改善汽车单个零部件的性能为主要目的，代表性的技术创新如利用硅整流代替电刷整流的发电机，利用晶体管无触点点火式代替机械式有触电点火技术，汽车装备电子钟收录机，开始采用电子控制燃油喷射，这些电子系统多由分立电

5、子器件构成，体积大，可靠性不太高。汽车电子技术发展第二阶段是70年代末至90年代中期，开始引入了自动控制理论，已解决单个机械零部件的各自控制而产生的协调配合上出现的问题。集成电路的发展在汽车上开始应用，这一时期产生如发动机电子管理系统、动力传动总成控制系统、防抱死制动系统、电子控制悬架、电子控制转向系统等，具有一定综合性的电子控制系统。从90年代中期以来，汽车综合控制技术逐步形成了一个多科学相互交互的综合性新型技术，它以大规模集成电路和总显示控制器局域网为特征，其主要电子产品包括灵巧电源、智能传感器、总线控制器、总线收发器。这些设

6、计一方面将原来的综合性电子控制系统扩大成汽车整体综合控制系统；另一方面与汽车外部道路、交通、通信条件联系起来，使汽车更自动化、智能化。未来汽车电子化呈现六大趋势：一是功能集成化，如车身控制模块，将取代诸如中控门锁、防盗、雨刮、空调、座椅调节等单项控制系统；二是数字控制取代模拟控制；三是多微处理器协同工作，以实现既有独自运行、又有协同功能的数据共享和灵活组成的优势；四是无线与有线技术相结合，实现车内外信息传输智能化、高速化；五是硬件通用化、高速化，软件专业化，以软件功能提升硬件功能；六是在开发流程上，有“底层向上”模式演变为“由上向

7、下”模式。361.2汽车车载网络技术概述现在人们对汽车的安全性、舒适性、环保节能型等这些性能的要求也越来越高。目前，轿车上装备的各种传感器、执行器和电灯加起来一共多达数百个，其中仅驱动各种物理转动的电机就占一半左右。汽车上电子装置的增加，使连接用的电线束迅速膨胀，导致车体内线束愈来愈复杂，电子设备间的工作协调也越来越困难，为了摆脱这种困境，基于串行通信传输网络结构成为一种必然选择。因此，汽车控制系统网络化已经成为汽车电子今后发展的一个趋势。如图1.1所示，汽车控制网络可以分为动力总承、底盘控制、车身控制和信息娱乐等子网络。每个子网

8、络包含必要的电子设备，这些电子设备之间通过局域网总线实现通信。对多个次级网络之间的通信来说，就要用到网关，因为这些次级网络对运行速度要求的不同，各个次级网络可以采用各自的协议。在这种体系中，没有全局总线。这种特殊的结构完全消除了全局总线失效的瓶颈，