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混合动力客车数据采集与测试系统设计

作　者: 李会仙
导　师: 孙炜; 卢长军
学　校: 湖南大学
专　业: 控制工程
关键词: 混合动力客车 CAN总线数据采集测试系统
分类号: TP274
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 6次
引　用: 0次
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内容摘要

混合动力客车由于具有节能、环保等优势而倍受青睐,各汽车制造商及科研机构均在积极研发进行混合动力客车的研发。但目前还有没有一种测试工具,能够在车辆调试现场来协助设计人员便捷的采集各零部件工作信息并输出相关控制信号,加快调试的进程。本文设计的混合动力客车数据采集与测试系统能够帮助设计人员在现场调试时更好,更快的发现问题和解决问题。该系统不但能对电池电压、电流、电机转速、发动机转速、车速等等车辆主要信息数据进行采集显示,还可以通过上位机设置来输出数据,进行相关设备的调试和功能验证。论文首先介绍了系统的整体方案设计,主要包括系统核心处理器硬件资源的介绍、CAN总线实现、I/O口扩展实现、上位机软件实现等。然后对系统硬件的实现方式做了详细的介绍,主要包括单片机最小系统的设计、开关量检测电路设计、模拟电路设计、CAN总线硬件电路设计及串口电路设计。接下来对软件部分做了详细介绍,软件主要包括系统嵌入式软件和上位机软件两部分。对于系统嵌入式软件,不仅给出了软件的实现方法,同时也出了软件的部分程序代码。对于上位机软件,系统给出了上位机软件的人机界面和串口程序代码。最后论文还介绍了在绘制PCB板时应注意的相关事项以及对PCB板测试的步骤。通过计算机和电路板的联合调试,初步验证了混合动力客车信息数据采集测试系统的综合功能,达到了设计预期目的。为后续混合动力客车信息数据采集测试系统的改进和完善奠定了基础。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
插图索引  8-10
附表索引  10-11
第1章绪论  11-16
  1.1 选题背景和意义  11-13
  1.2 国内外技术现状  13-15
  1.3 本课题的主要研究内容及研究方法  15-16
第2章数据采集与测试系统的总体方案设计  16-28
  2.1 混合动力车数据类型分析  16-18
  2.2 数据采集测试系统的总体结构  18-19
  2.3 方案实现  19-28
    2.3.1 硬件方案实现  19-27
    2.3.2 上位机软件的实现  27-28
第3章数据采集与测试系统的硬件实现  28-42
  3.1 系统整体硬件体系结构  28
  3.2 单片机最小系统设计  28-33
    3.2.1 最小系统的组成  28-29
    3.2.2 电源电路设计  29-30
    3.2.3 时钟电路设计  30-32
    3.2.4 复位电路  32
    3.2.5 程序下载接口  32-33
  3.3 开关量检测电路设计  33-37
    3.3.1 开关量采集电路设计  33-34
    3.3.2 开关量测试电路设计  34-37
  3.4 模拟电路设计  37-40
    3.4.1 模数转换电路设计  37-38
    3.4.2 数模转换电路设计  38-40
  3.5 CAN总线硬件电路设计  40-41
  3.6 串口电路设计  41
  3.7 本章小结  41-42
第4章系统软件设计  42-53
  4.1 系统软件构架  42
  4.2 串口通信软件实现  42-45
    4.2.1 UART通信的特点  42-43
    4.2.2 通信协议及程序实现  43-45
  4.3 PWM驱动软件实现  45
  4.4 SPI通信的软件实现  45-47
    4.4.1 SPI通信协议  45-46
    4.4.2 SPI程序的实现  46-47
  4.5 CAN总线驱动软件实现  47-52
    4.5.1 J1939通信协议  47-48
    4.5.2 J1939消息帧格式  48-51
    4.5.3 系统CAN总线的实现  51-52
  4.6 本章小结  52-53
第5章上位机软件设计  53-56
  5.1 上位机显示界面实现  53
  5.2 上位机测试界面实现  53-54
  5.3 上位机数据处理方式实现  54-56
第6章 PCB绘制与电路测试  56-60
  6.1 PCB绘制  56-57
  6.2 电路板调试  57-58
  6.3 实车测试  58-59
  6.4 本章小结  59-60
总结与展望  60-62
参考文献  62-64
致谢  64

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