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基于HCS12单片机的智能车底层控制系统研究

作　者: 邬昌茂
导　师: 杨汝清
学　校: 上海交通大学
专　业: 机械电子工程
关键词: 智能车底层控制 HCS12单片机激光雷达 CAN协议
分类号: TP273.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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引　用: 11次
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内容摘要

智能交通应用前景广阔,研究越来越广。智能车作为智能交通系统的主要载体,直接影响智能交通系统的发展,而智能车底层控制系统是智能车的基石。本文以普通电动车为平台,设计了一套基于HCS12单片机的智能车底层控制系统,实现了智能车的无人驾驶,给上层控制提供了完善而可靠的研究与实验平台。本文主要工作包括智能车系统总体方案设计,智能车系统子模块设计以及CAN通信总线应用及高层协议设计。整个系统采用了高度模块化的设计,分别为运动控制、激光雷达和磁传感器数据采集设计了独立的模块。在运动控制模块中采用了SPI和PWM等数字通信及控制技术,提高了控制精度和响应速度。在激光雷达模块的设计中,采用了HCS12X双核单片机,实现了激光雷达高速数据通信,提高了智能车控制的实时性和安全性。磁模块利用HCS12单片机AD通道多和操作灵活的特点,实现了磁数据的高效采集。最后,针对多节点CAN通信缺乏高层协议的弊端,使用HCS12单片机MSCAN控制器设计了一套基于标准帧的多滤波器带源地址的CAN通信高层协议,实验证明该协议实时性好,可靠性高,容易操作。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-10
第一章绪论  10-18
  1.1 课题背景  10-11
  1.2 国内外发展概况  11-14
    1.2.1 国外发展概况  11-13
    1.2.2 国内发展概况  13-14
  1.3 智能车的关键技术  14-15
    1.3.1 定位技术  14-15
    1.3.2 车体控制技术  15
    1.3.3 安全技术  15
  1.4 智能车的底层控制  15-16
    1.4.1 底层控制概述  15-16
    1.4.2 底层控制的关键问题  16
  1.5 课题意义和主要内容  16-18
    1.5.1 课题意义  16-17
    1.5.2 主要内容  17-18
第二章底层控制总体方案设计  18-28
  2.1 需求分析及原型设计  18-20
    2.1.1 CyberC3 智能交通系统  18-19
    2.1.2 CyberC3 车底层功能划分  19-20
    2.1.3 CyberC3 车模块化原型设计  20
  2.2 底层控制系统级软硬件选型  20-24
    2.2.1 处理器选型  20-22
    2.2.2 通信总线选型  22-24
  2.3 HCS12(X)单片机及开发环境  24-26
    2.3.1 HCS12 单核单片机  24-25
    2.3.2 HCS12X 双核单片机  25-26
    2.3.3 Codewarrior 集成开发环境  26
  2.4 CyberC3 车底层系统设计定型  26-27
    2.4.1 CyberC3 车硬件平台  26
    2.4.2 CyberC3 车底层控制总体方案  26-27
  2.5 本章小结  27-28
第三章底层控制子模块设计  28-46
  3.1 运动控制模块设计  28-39
    3.1.1 运动控制模块简介  28
    3.1.2 硬件设计  28-35
    3.1.3 软件设计  35-39
  3.2 激光雷达模块设计  39-43
    3.2.1 激光雷达简介  39-40
    3.2.2 数据接口设计  40-41
    3.2.3 软件设计  41-43
  3.3 磁模块设计  43-45
    3.3.1 磁模块简介  43-44
    3.3.2 硬件设计  44-45
    3.3.3 软件设计  45
  3.4 本章小结  45-46
第四章底层控制CAN 应用层协议设计  46-64
  4.1 CAN 总线简介  46
  4.2 MSCAN 控制器  46-52
    4.2.1 MSCAN 的基本特点  47-48
    4.2.2 MSCAN 的消息缓冲机制  48-50
    4.2.3 MSCAN 的滤波机制  50-52
  4.3 MSCAN 控制器应用开发  52-57
    4.3.1 MSCAN 硬件接口设计  52-55
    4.3.2 MSCAN 驱动软件开发  55-57
  4.4 CAN 总线高层协议设计  57-63
    4.4.1 CAN 高层协议概述  57-59
    4.4.2 CAN 高层协议设计  59-63
  4.5 本章小结  63-64
第五章总结和展望  64-65
  5.1 总结  64
  5.2 展望  64-65
硬件图纸、软件环境及设计成果（附录）  65-68
参考文献  68-70
致谢  70-71
攻读硕士学位期间已发表或录用的论文  71

基于HCS12单片机的智能车底层控制系统研究

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