基于can总线的汽车传感器平台
基于CAN总线的汽车仪表设计-开题报告
毕业设计（论文）开题报告学生姓名系部汽车与交通工程学院专业、班级指导教师姓名职称教授从事专业车辆工程是否外聘□是□√否题目名称基于CAN总线的汽车仪表设计一、课题研究现状、选题目的和意义（一）研究现状随着汽车中电子部件数量的增加, 线束与配套接插件的数量也在成倍上升。
在1955年平均一辆汽车所用线束的总长度为45米,而到了今天,平均一辆汽车所用线束的总长度却达到了6千米。
线束的增加不但占据了车内的有效空间、增加了装配和维修的难度、提高了整车成本,而且妨碍整车可靠性的提高。
这无形中使汽车研发进入了这样一个怪圈: 为了提高汽车的性能而增加汽车电器, 汽车电器的增加导致线束的增加, 而线束的增加又妨碍了汽车可靠性的进一步提高, 因此就要有一种新的连接技术来代替传统的线束。
1、国外CAN总线发展现状德国Bosch公司CAN总线正是在这样的环境下应运而生的。
CAN总线是一种现场总线,通讯线可以是一根双绞线、同轴电缆或光导纤维, 将各种汽车电子装置连接成为一个网络。
它可以有效地支持分布式控制或实时控制的串行通信网络。
在这个系统中,各控制装置独立运行,控制和改善汽车某一方而的性能, 同时可为其他控制装置提供数据服务。
以分布式控制系统为基础构造的汽车车载电子网络系统, 由于CAN总线具有通信速率高、可靠性好、连接方便、多主站点、通讯协议简单和性价比高等突出的优点,如今,CAN总线现已成为汽车电子控制装置之间通信的标准总线, 在汽车分布式控制系统中得到了广泛的应用。
同时,CAN总线得到Freescale、Intel、Philips等著名半导体器件生产厂家的广泛支持,他们纷纷推出了CAN接口芯片与直接带有CAN接口的微控制器(MCU)芯片, 如Intel公司的82527等。
因此在接口芯片技术方面,CAN已遥遥领先于其他的现场总线,正逐步形成系列。
到目前为至,世界上已拥有20多家CAN总线控制器芯片生产商,110多种CAN总线协议控制器芯片和集成CAN总线协议控制器的微控制器芯片。
汽车轮速传感器设计中CAN总线的应用
汽车轮速传感器设计中CAN总线的应用目前，网络技术是汽车电子领域发展的一项新技术。
它不仅是解决汽车电子化中的线路复杂和线束增加问题的技术，而且其通讯和资源共享能力成为新的电子与计算机技术在车上应用的一个基础，是车上信息与控制系统的支撑。
汽车电子网络按功能可分为面向控制的网络（CON）和面向信息传输的网络（ION）。
按网络信息传输速度，美国汽车工程师协会（SAE）将网络分为A， B，C三类。
A类为低速网，波特率在9600bps以下，进而波特率在125kbps以下为中速网B类，125kbps以上为高速网C 类。
车轮速度（即车轮绕轮轴旋转的线速度）传感器（简称轮速传感器）信号，可供发动机控制模块、防抱制动系统（ABS）控制模块及仪表控制模块共享，使车辆在制动过程中，防抱制动控制模块和发动机控制模块联合控制，达到最佳制动效能。
发达国家虽已普遍使用ABS 系统，但对轮速信号处理的方法以硬件和软件的形式作为ABS系统的电子控制器（ECU）的一部分而制成专用电路和芯片加以保护。
国内对轮速信号的处理大多存在轮速识别的门槛值过高（车速即车体的速度低于10km/h时就无法正确测量车轮速度）的问题。
笔者利用研制的转鼓轮速传感器试验台进行试验，针对轮速传感器产生的信号特点，设计了基于CAN总线的汽车轮速传感器信号处理电路，并用单片机对此信号采集、量化。
结果显示：设计出的轮速传感器系统具有轮速测量门槛低（车速达3km/h）、工作可靠、抗干扰能力强等优点，同时，可作为CAN总线局域网的测点，实现传感器信号的数字化、网络化的变送。
轮速传感器由于磁电式传感器工作稳定可靠，几乎不受温度、灰尘等环境因素的影响，所以，目前在汽车中使用的轮速传感器广泛采用变磁阻式电磁传感器。
变磁阻式轮速传感器由定子和转子组成。
定子包括感应线圈和磁头（为永久磁铁构成的磁级）两部分。
转子可以是齿圈或齿轮两种形式。
齿轮形式的转子。
磁头固定在磁极支架上，支架固定在长轴上，齿圈通过轮毂、制动毂连为一体，长轴穿过车轮与内部的轴承配合，。
基于CAN总线的轿车车灯控制系统及雷达系统的设计毕业设计 推荐
基于CAN总线的轿车车灯控制系统及雷达系统的设计随着现代汽车技术的日益发展，汽车电子装置不断增加，汽车综合控制系统中需实时交换的各种控制信息随之越来越多，传统线束技术已远远不能满足这种需求，汽车总线控制技术应运而生。
本设计主要实现车灯控制系统和雷达系统的智能化。
本设计以单片机P87C591为核心构建硬件平台，通过CAN总线模块接收和发送报文、光敏传感器采集光信号和湿度传感器采集湿度信号，传感器采集的信号输入给AD转换器，再传输给单片机，由单片机对信号进行分析处理，输出控制信号控制汽车车灯的亮灭，雷达系统通过超声波的发送和接收模块，把信号传给A/D转换器，在由单片机对信号进行分析处理，控制报警电路报警。
在软件设计上，有CAN总线收发系统，灯光系统，雷达系统和测距系统等。
本系统实现了汽车车灯控制的智能化和雷达系统的测距功能，再有障碍物靠近车辆时，报警电路能够及时报警，保证了汽车在行驶过程中的汽车的安全行驶，大大提高了车辆在行驶中的安全性和可靠性。
关键词:CAN总线，P87C591，车灯控制，雷达系统With the development of modern automobile, automobile electronic device increases ceaselessly, all sorts of information control will be more and more real-time exchange need comprehensive automobile control system, the traditional wiring technology has far can not meet this demand, vehicle bus control technology emerge as the times require. This design is mainly the realization of intelligent lighting control systems and radar systems.The P87C591 single-chip design as the core of the hardware platform, receiving and sending newspaper, a photosensitive sensor signal collection and humidity sensor and humidity signal through the CAN bus module, signal sensor inputs to the AD converter, and then transmitted to the microcontroller, the signal was processed by SCM, the output control signals to control the vehicle lamp light out, radar system by ultrasonic sending and receiving module, sending a signal to the A/D converter, by the microcontroller on the signal analysis and processing, control alarm circuit alarm. In software design, CAN bus transceiver system, lighting system, radar system and ranging system.This system has realized the ranging function of intelligent and radar system of automobile light control, another obstacle to the vehicle, the alarm circuit can alarm in time, ensure the safety of vehicles in the automobile driving process, greatly improving the safety and reliability of the vehicle.Keywords：CAN Bus；P87C591l；Lights Control l；Radar System目录第1章绪论 (1)1.1 国内外研究现状及CAN总线技术特点 (1)1.2 课题研究的背景 (2)1.2.1 汽车车身电子技术 (2)1.2.2 现场总线的意义 (2)1.2.3 车灯控制系统及雷达系统利用CAN总线的意义 (2)1.3 毕业设计总体内容 (3)第2章方案设计 (4)2.1 方案比较 (4)2.2 总体方案 (13)第3章硬件设计 (15)3.1 单片机的最小系统 (15)3.2 灯光控制节点MCU (16)3.3 灯光驱动电路 (17)3.4 超声发射电路 (17)3.5 超声波接收模块设计 (18)3.6 显示电路 (21)3.7 报警电路 (21)3.8 串行通讯接口设计 (22)3.9 单片机的拓展电路 (23)3.10 光敏传感模块 (24)3.11 湿度传感器模块 (25)3.12 稳压电路 (26)第4章软件设计 (27)4.1 系统总体软件功能 (27)4.2 J1939通讯协议 (27)4.3 灯光系统的流程图 (28)4.4 节点接收模块 (30)4.5 节点发送模块 (31)4.6 照明灯软件设计 (33)4.7 雾灯软件设计 (34)4.8 测距系统 (35)第5章结论 (37)致谢 (38)参考文献 (39)附录I.................................................................................... 错误！未定义书签。
基于CAN总线的汽车仪表设计
摘要本设计致力于汽车CAN总线仪表系统的研究，深入讨论了系统的设计思想与实现方法，实现了在LabVIEW开发平台上建立基于CAN总线的虚拟仪表系统。
整个设计分为硬件系统和软件系统两部分。
其中硬件系统是以飞思卡尔公司的MC9S12XS128 作为微处理器的核心。
软件系统是利用C 语言编写程序实现两个CAN 节点之间的通讯以及利用LABVIEW编程实现单片机与虚拟仪表之间的通讯。
系统首先构建了一个由两个CAN节点组成的最简单的CAN网络。
对两个节点进行软件设计后，来实现相互之间的通讯和数据收发，同时在汽车的CAN 应用层协议基础上，上位机节点对接收的CAN报文进行处理，得到虚拟仪表各控件所对应的数据。
其中，基于LabVIEW的虚拟仪表系统开发和单片机的C语言编程是本设计的重点和难点。
关键词：CAN总线；汽车仪表；LabVIEW；C语言；单片机ABSTRACTThis paper researches automotive instrument based on CAN bus, deeply discusses the idea and the method of system design and brings forward the approach of design the automotive emulational virtual instrument system on the platform of LabVIEW software.The whole design of hardware system and software system is divided into two parts. One of the hardware system is the MC9S12XS128 as freescale's company core microprocessor. A software system is using written in C language program realization of the communication between two CAN node using G language preparation and MCU and virtual instrument LABVIEW realization of the communication between.To construct a system first composed by two CAN node of the most simple CAN network. Two nodes software design, to realize mutual communication and data transceiver, meanwhile in automobile CAN application-layer protocol basis, PC node to receive message processing, CAN get virtual instrument corresponding each control the data. Among them, the LabVIEW virtual instrument based on SCM system development and the C programming language is the design of the key and difficult.Key words: CAN Bus；Automotive Instrument；LabVIEW；C Language；SCM目录摘要 (Ⅰ)Abstract (Ⅱ)第1章绪论 (1)1.1课题研究的目的和意义 (1)1.2汽车仪表的发展 (2)1.3CAN总线技术推动汽车仪表的升级换代 (2)1.4研究的基本内容 (3)第2章CAN总线原理 (5)2.1汽车总线 (5)2.2CAN总线 (5)2.2.1 CAN总线简介 (5)2.2.2 CAN总线基本特点 (7)2.2.3 CAN总线通讯介质访问控制方式 (7)2.2.4 CAN总线的物理层设计 (8)2.2.5 CAN应用软件设计原则 (8)2.3汽车的其他总线 (8)2.3.1 LIN总线简介 (8)2.3.2 FLEXRAY总线简介 (9)2.3.3 MOST总线简介 (10)2.3.4汽车总线比较 (11)2.4汽车通讯协议 (11)2.4.1 SAE J1939通讯协议 (11)2.4.2 CAN总线协议 (12)2.5本章小结 (15)第3章汽车智能仪表系统的硬件设计 (16)3.1硬件系统的组成 (16)3.2微处理器的选择 (17)3.3微处理器的介绍 (17)3.4MSCAN总线模块 (18)3.5CAN总线节点的搭建 (21)3.6串行接口电路的设计 (22)3.7按键电路设计 (22)3.8电位计电路设计 (22)3.9本章小结 (24)第4章汽车智能仪表系统的软件设计 (25)4.1LABVIEW简介 (25)4.2下位机主程序流程图 (28)4.3上位机流程图 (29)4.4按键中断函数流程图 (29)4.5CAN总线程序 (30)4.6本章小结 (44)第5章系统测试 (45)5.1整体概述 (45)5.2测试 (46)5.3本章小结 (53)结论 (54)参考文献 (55)致谢 (56)附录A 英文原文 (57)附录B 英文翻译 (64)第1章绪论1.1课题研究的目的和意义传统的汽车仪表只能为驾驶员提供汽车运行中必要而又少量的数据信息。
基于CAN总线的汽车仪表设计-任务书
[3]吴浩珪.汽车电子控制技术和车内局域网[M].北京:电子工业出版社, 2003.
[4]江思敏. PCB和电磁兼容设计[M].北京:机械工业出版社,2006.
[17] SAE J1939 Recommended practice for a serial control andcommunication vehicle network [S]. Society of AutomotiveEngineers，2000.
六、备注
指导教师签字：
年 月 日
教研室主任签字：
年 月 日
设计的实物模型，设计说明书，程序。
四、设计（论文）进度安排
（1）熟悉任务书，了解相关信息，准备资料，填写开题报告：第1~2周（3月1日~3月13日）
（2）掌握CAN总线与汽车仪表的绘制，并提出相应问题：第3~7周（3月14日~4月18日）
（3）对系统的软、硬件进行设计，并利用C语言进行软件编程：第8~11周（4月19日~5月16日）
（二）选题的目的、意义
目的：在CAN总线技术的基础上，研究和设计了一款CAN总线汽车仪表。该仪表通过编程实现数据接收、处理以及显示。该设计利用CAN总线将仪表纳入整个车身网络，通过对CAN总线数据读取、处理和显示，实时反映车辆工况。
意义：将CAN总线技术应用于汽车数字式组合仪表的开发,使仪表所需的发动机转速、车速、水温等主要信号均通过其它车载电控系统的CAN协议接口直接读取,避免现有汽车数字式仪表每个信号均采用传感器到仪表点对点的信号获取与传输方式带来汽车线束多、质量大、故障率高的不足,减少了传感器和汽车线束的数量,降低了仪表成本,提高了系统工作可靠性。
基于CAN总线的汽车电子信息系统设计
基于CAN总线的汽车电子信息系统设计随着科技的不断进步和人们对汽车功能需求的不断增加，汽车电子信息系统变得越来越复杂。
作为现代汽车的核心，基于CAN 总线的汽车电子信息系统设计尤为重要。
本文将介绍基于CAN总线的汽车电子信息系统设计的相关知识和实施步骤。
一、概述CAN（Controller Area Network）总线是一种广泛应用于汽车领域的串行通信协议。
它允许多个微控制器互相通信，并可以操作和监控汽车中的各种电子器件。
基于CAN总线的汽车电子信息系统设计的目标是实现各个子系统之间的高效通信和数据交换，从而提供更好的驾驶体验和车辆性能。
二、系统架构设计基于CAN总线的汽车电子信息系统设计通常包括以下几个子系统：动力系统、安全系统、车辆网络系统和驾驶辅助系统。
系统架构设计的目标是使各个子系统之间实现有效的通信和协调工作。
1. 动力系统动力系统是汽车的核心，主要包括引擎、变速器和传动轴等部件。
在基于CAN总线的汽车电子信息系统设计中，动力系统需要与其他子系统进行信息传递和协调工作，以确保汽车的正常运行和性能优化。
2. 安全系统安全系统是为了保障驾驶员和乘客的安全而设计的。
基于CAN 总线的汽车电子信息系统设计中，安全系统包括制动系统、安全气囊系统和稳定控制系统等。
这些系统需要实时地与其他子系统进行数据交换和信息共享，以确保汽车的安全性能。
3. 车辆网络系统车辆网络系统主要用于实现汽车的各种功能，如娱乐系统、导航系统和网络连接等。
在基于CAN总线的汽车电子信息系统设计中，车辆网络系统需要与其他子系统进行数据交换和通信，以实现全面的车辆功能。
4. 驾驶辅助系统驾驶辅助系统是为了提供更好的驾驶体验和驾驶安全而设计的。
基于CAN总线的汽车电子信息系统设计中，驾驶辅助系统包括自动巡航控制系统、驻车辅助系统和车道保持系统等。
这些系统需要与其他子系统实时地交换数据和信息，以提供准确的驾驶辅助功能。
三、实施步骤基于CAN总线的汽车电子信息系统设计的实施步骤如下：1. 系统需求分析首先，进行系统需求分析，明确系统的功能和性能需求。
基于CAN总线技术的汽车组合仪表系统的研究
基于CAN总线技术的汽车组合仪表系统的研究摘要：本论文采用can总线技术，遵循sae j1939网络通信协议，以飞思卡尔公司的16位微控制器（mcu）mc9s12xhz512为中央处理器，设计了can通信接口、lcd显示屏、步进电机驱动等模块，通过 code warrior ide开发工具软件编程并进行了仿真实验.仿真结果表明，该仪表系统能够实时反映车辆的工况。
关键词：can总线 mc9s12xhz512 汽车组合仪表中图分类号：tp273 文献标识码：a 文章编号：1007-9416（2013）01-0100-02汽车仪表是驾驶员与汽车进行信息交流的重要装置，对驾驶员正确判断汽车的运行状态及安全行车起着的作用。
随着现代汽车越来越多地采用电子装置控制，如发动机的定时、注油控制，加速、刹车控制（asc）及复杂的抗锁定刹车系统（abs）等。
这些控制需检测及交换大量数据，以往硬接信号线的方式不仅烦琐、昂贵，而且难以解决问题，采用带can 总线接口的汽车组合仪表系统采集并处理传感器的车速、油量、油压等信号，遵循sae j1939协议读取发动机转速、水温等信息，使问题得到很好地解决.该型仪表系统具有指示精度高、反应灵敏、结构简单、可靠性高等优点，是未来汽车仪表的发展方向。
1 汽车can总线和sae j1939协议1.1 can总线简介can（controller area network）总线全称“控制器局域网”，是iso国际标准化的串行通信协议，是德国bosch公司在80年代为解决现代汽车中众多的控制与测试仪器之间的数据交换而开发的一种串行数据通信协议。
它是一种多主总线，通信介质可以是双绞线、同轴电缆或光导纤维.通信速率可达1mbps.1993年can成为国际标准iso11898（高速应用）和iso11519（低速应用）。
can的规范从can 1.2规范（标准格式）发展为兼容can 1.2规范的can2.0规范（can2.0a为标准格式，can2.0b为扩展格式），目前应用的can 器件大多符合can2.0规范.can总线通信接口中集成了can协议的物理层和数据链路层功能，可完成对通信数据的成帧处理，包括位填充、数据块编码、循环冗余检验、优先级判别等项工作。
基于CANBUS的整车经济性、动力性测试平台搭建及应用
基于CANBUS的整车经济性、动力性测试平台搭建及应用章节一：绪论随着汽车科技的不断发展，汽车行业变得越来越复杂，拥有更高的技术含量和更高的经济价值。
在汽车制造过程中，为了减少制造成本和提高汽车的性能，需要对汽车进行全面的测试。
本文介绍了一种基于CANBUS的整车经济性、动力性测试平台的搭建及应用方法。
章节二：平台搭建整车经济性、动力性测试平台的搭建主要是通过CAN总线的方式将汽车各种传感器的数据采集和处理，实现对汽车的全面测试分析。
在平台的搭建过程中，需要准备深度学习算法、CAN总线数据采集卡、CAN总线数据识别装置等测试设备。
此外，还需要建立测试模型和分析平台以及测试用例库和测试报告库，以便于对测试结果进行分析总结。
章节三：测试方法整车经济性、动力性测试平台的测试方法主要是通过汽车CAN总线采集、分析和处理数据，分析汽车的运行状况和数据，计算出汽车的性能指标。
测试方法涉及到对汽车的各种参数的检测，包括车速、油耗、刹车距离和发动机输出等指标。
同时，测试过程中，还需要对各种情况进行分析和数据处理，以确保测试的结果是准确无误的。
章节四：应用场景整车经济性、动力性测试平台的应用场景主要是用于汽车制造和研发领域。
在汽车制造中，测试平台可以用于测试汽车的性能和质量，以达到汽车制造标准；在汽车研发领域，测试平台可以用于研究汽车的新型技术和新型材料，实现较大程度上的节能环保和性能提升。
章节五：结论本文介绍了一种基于CAN总线的整车经济性、动力性测试平台的搭建及应用方法。
该平台能够全面检测汽车的各项指标，提高汽车制造和研发的效率和准确性。
在未来的汽车工业中，该平台具有重要的应用价值。
基于CAN总线的车载智能终端硬件设计
基于CAN总线的车载智能终端硬件设计随着智能汽车技术的不断发展，车载智能终端在汽车中的应用越来越广泛。
CAN总线作为车载通信网络的核心，是车载智能终端必不可少的硬件设计之一、本文将介绍基于CAN总线的车载智能终端硬件设计。
1.硬件架构设计车载智能终端硬件设计的基本架构包括主控制单元、CAN总线模块、外围接口模块和电源管理模块。
主控制单元通常选择高性能的ARM处理器，具有丰富的外设接口和强大的计算能力。
主控制单元负责处理各种传感器数据和外部通信，控制车载智能终端的各项功能。
CAN总线模块是连接主控制单元与车载CAN总线网络的桥梁，负责CAN总线数据的收发和解析。
CAN总线模块通常由CAN控制器和CAN收发器组成，能够实现高速稳定的数据传输。
外围接口模块包括各种传感器接口、视频输入输出接口、音频输入输出接口等，可以实现车载智能终端与外部设备的连接和数据传输。
电源管理模块负责为车载智能终端提供稳定的电源输入和管理电源开关，确保车载智能终端的正常工作。
2.硬件设计要点在设计基于CAN总线的车载智能终端硬件时，需要考虑以下要点：（1）稳定性与可靠性：在车载环境下，硬件设备需要经受严格的振动、温度、湿度等不利条件，因此硬件设计必须具有出色的稳定性和可靠性。
（2）电源管理：车载智能终端需要长时间工作，因此电源管理模块的设计至关重要，要能有效管理电源供应，确保终端的稳定工作。
（3）通信接口：CAN总线是车载通信网络的核心，因此CAN总线模块的设计必须考虑数据传输速度、稳定性、抗干扰能力等因素，确保数据的可靠传输。
（4）外围接口设计：要考虑到车载智能终端需要与多种外部设备进行连接和数据交换，因此外围接口模块的设计要充分满足各种接口需求。
3.硬件设计实例一种基于CAN总线的车载智能终端硬件设计实例如下：主控制单元采用Cortex-A53架构的ARM处理器，集成CAN控制器；CAN总线模块采用高速CAN收发器，支持CAN2.0B协议；外围接口模块包括数字摄像头接口、USB接口、HDMI接口等；电源管理模块采用高效稳定的DC-DC变换器，支持宽电压输入。
基于CAN总线技术的汽车仪表的研究及应用
【 键 词 】ＡＮ 总 线 ； 关 Ｃ 汽车 仪 表 ； 究应 用 研
Ｒｅ ｅ ｒ ｈ ａ ｓ ａ ｃ ｎｄ Ａｐｐ ｉ ａ ｉ ｎ ｏ ｈ ｃ ｅ Ｉ ｔ ｕ ｅ ｔ ｓ ｄ ｏ ｌｃ ｔｏ ｆＶｅ ｉ ｌ ｎｓ ｒ ｍ ｎ ｓ Ｂａ ｅ ｎ ＣＡＮ ｓ Ｔｅ ｈｎ ｌ Ｎ Ｅ＆Ｔ Ｃ ＮＯ Ｏ ＣＥ Ｃ Ｅ Ｈ Ｌ ＧＹＩ Ｆ ＭＡ Ｉ Ｎ ＯＲ ＴＯＮ
２１ ０ １年
第 １ 期 １
基于 Ｃ Ｎ总线技术的汽车仪表的研究及应用 Ａ
邱英杰 楼晓 春
（ 州职 业技 术学 院 杭
【 摘
浙江
杭 州 ３ ０ １ ） １ ０ ８
要 】 出 了基 于 Ｃ Ｎ 总 线技 术 的 汽 车仪 表 的研 究与 应 用 。该 系统 设 计 是 以微 控 制 器 Ｐ ７ ５ １为核 心 ， 步进 电机 和 Ｌ Ｄ 为 汽 车 仪 提 Ａ ８Ｃ９ Ｃ
势 ， 为兼具感觉、 别、 况分析、 息库、 成 识 情 信 自适 应 和 自动 控 制 六 个 方 面 新 颖 功 能 的 智 能 化 系 统 。微 电 子技 术 、 络 通 信 技 术 和 液 晶显 示 技 网 术 在 汽 车 仪 表 中 的 不 断 深 人应 用 ，汽 车 仪 表 技 术 正 加 速 朝 着 数 字 化 、 智能化、 多元 化 和人 性 化 的方 向发 展 。 本 项 目 以 单 片 机 （ Ｕ） 核 心 将 信 息 技 术 、 制 技 术 以 及 Ｃ ＭＣ 为 控 ＡＮ 总 线 和汽 车安 全 监 测 技 术 等 集 成 于汽 车 组 合 仪 表 ，集 汽 车 系 统 软 件 、 控 制 、 息处 理 、 能交 换 为一 体 ， 是 未 来 汽 车 仪 表 相 当长 一 段 时 期 信 智 也
can总线技术及其在汽车仪表中的应用
CAN总线技术及其在汽车仪表中的应用摘 要 本文首先介绍了CAN总线技术，然后给出了CAN总线技术在以摩托罗拉16位单片机MC9S12为中央控制器的某汽车仪表系统中的应用，并对该系统总体结构及其中CAN通信模块的软硬件设计作了详细说明。
关键词 CAN总线，MC9S12，汽车，仪表0 引言控制局域网CAN (controllerareanetwork)是国际上应用最广泛的现场总线之一，是德国Bosch公司为解决现代汽车中众多的控制与测试仪器之间的数据交换而开发的一种通讯协议，它作为汽车环境中的微控制器通讯，在车载各电子控制装置ECU之间交换信息，形成汽车电子控制网络。
比如：发动机管理系统、变速箱控制器、仪表装备、电子主干系统中，均嵌入CAN控制装置。
CAN是一种多主方式的串行通讯总线，基本设计规范要求有高的位速率，高抗电磁干扰性，而且能够检测出产生的任何错误。
当信号传输距离达到10Km时，CAN仍可提供高达50 kbit/s的数据传输速率。
它是一种有效支持分布式控制或实时控制的串行通讯网络。
CAN的应用范围遍及从高速网络到低成本的多线路网络。
在自动化电子领域的汽车发动机控制部件、传感器、抗滑系统等应用中，CAN的位速率可高达1 Mbps。
CAN网络具有反映快,可靠度高的特性，应用于要求实时处理的场合，例如汽车刹车防锁死系统安全气囊等。
今天此项通信协议已得到广泛应用，成为现代汽车设计中必须采用的装置，奔驰、宝马、大众、沃尔沃及雷诺汽车都将CAN作为控制器联网的手段。
1 CAN总线的特点及通讯协议1.1 CAN总线的特点CAN总线是一种有效支持分布式控制或实时控制的串行通信网络。
基于CAN总线的汽车仪表的设计
表、 指示报警灯、 多功能信息显示系统以及系统照明 等 。为了符合驾驶员 习惯 ， 车速表和转速表使用常
规 的指针 式仪表 ， 过步进 电机 驱动 仪表 指针 指示 通
出来 。
一
作者简介 ：肖楚海 （９４一）男 ， 士， １８ ， 硕 主要从 事嵌入式 系统 、 汽车电 子和现场总线研究工作。
代初 ， 为了解决现代汽车中众多的控制与测试仪器 之 间的数 据交换 而 开 发 的一种 串行 数 据通 讯 协议 。
它 的短帧数据结 构 、 破坏 性 总 线应 了汽 车 的实 时性 和 可靠 性 要
求， 备受汽车生产厂商的青睐。
在显示方面 ， 多功能信息显示屏采用 Ｔ ｒ Ｆ 液晶 显示屏 ， 主要显示的内容为总里程数 、 车外温度、 可 行驶里程 、 平均油耗 、 实时油耗 、 已行驶时间、 平均车 速、 车辆运行状态、 发动机冷却液温度指示、 燃油指 示以及故障诊断等其它信息。指示报警灯采用背光
Ｌ Ｄ指示 ， 示 的 内容 主要制动 报警灯 、 Ｅ 显 发动机 故 障 报警 灯 、 力 和温度报 警灯 以及 Ａ Ｓ报警 灯 等 相关 压 Ｂ 报警 信息 。
ａｅ ｇｖ ｎ． ｌ ｉｅ
Ｋｅ ｏ ｄ ： Ｃ ｕ ； ａ ｔｍｏ ｉ ｓ ｕ ｎ ； ｄ ｓ ｌｙ ｓ ｓ ｍ ｙｗ ｒｓ ＡＮ ｂ ｓ ｕ ｏ ｂ ｌ ｉ ｔ ｍｅ ｔ ｉ ａ ｙ ｔ ｅｎ ｒ ｐ ｅ
０ 引言
Ｃ 总线 是 德 国 Ｂ ＳＨ公 司在 ２ 纪 ８ Ｎ Ａ ＯＣ ０世 ０年
该汽 车组合 仪 表 由单 片机 处 理器 、 号 调理 电 信 路 、 电模块 、 供 Ｌ Ｄ显 示屏 、 Ｄ报警 指 示 灯 、 Ｃ Ｅ Ｌ Ｃ 模块 、 进 电机 模 块 以 及外 围模 块 组 成 ， 体 Ｎ Ａ 步 具
基于CAN总线的汽车仪表设计
作 ，现在只能按照顺 序串行来完成 ，从而减少 核 。这样可提高数据采集 的实时性 ，同时减轻
２ 仪 表硬 件 设 计
关键词 ：嵌入式系统 ；汽车电子 ；组合仪表；ＣＡＮ总线
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｓ ａ ｒｅｓｕｌｔ ｏｆ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ ｏｆ ｈｉｇｈ ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ． ＳＯ ｔｈｅ ｕｓｅ ｏｆ ｔｈｉｓ ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ ＭＣ９Ｓ１２ＸＨＺ５１２ ｄｕａｌ—ｃｏｌｅ ｐｍｃｅｓ￣ｒ ａｓ ｔ｝ｌｅ
科
科 技ｆ论Ｉ坛
基 于 ＣＡＮ总线 的汽车仪表设 计
ＣＡＮ ｂｕｓ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｔｈｅ Ａｕｔｏ Ｍｅｔｅｒ
宋 晓君 （同 济大 学软 件 学 院 在读 研 究 生 ，黑 龙 江 哈 尔滨 １５００００）
摘 要 ：由于采用高可靠的设计原 则，所 以本仪表采用 ＭＣ９Ｓ１２ＸＨＺ５１２双核 处理器为核心的汽车仪表硬件平 台。软件采 用高可靠性的基于优 先级调度的抢 占式的 实时内核 ｕｃ／ｏｓ—ＩＩ嵌入式操作 系统。通过实际的运行表 明，基于 ＣＡＮ总线的汽车仪表稳 定性 、可靠性以及精度都比传统的汽车 仪表优越。基 于 ＣＡＮ总线的汽车仪表在容错处理 和数据交换、系统管理抗干扰等方面都比传统 的汽车仪表优越。
于指示车辆当前状态 的各指示仪表 、电压模 拟 从而给系统带来繁重的开销 ；而任务划分的不 核处理器。为了提高系统的实时性 ，系统将全
量接 口、频 率模 拟量接 口、ＣＡＮ总线接 口和 够彻底 ，则会造成原来 可以并行同时运行 的操 部 的中断处理都分 配给了 ＸＧＡＴＥ协处理器 内
人机交互按键 。
ｃｏｒｅ ｈａｒｄｗａｒｅ ｐｌａｔｆｏｒｍ ｆｏｒ ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔａｔｉｏｎ．Ｈｉｇｈ—ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ ｓｏｆｔｗａｒｅ ｐｒｉｏｒｉｔｙ—ｂａｓｅｄ ｐｒｅｅｍｐｔｉｅ ｓｃｈｅｄｕｌｉｎｇ ｏｆ ｒｅａｌ—ｔｉｍｅ ｃｏｒｅ ＵＣ ， ＯＳ—ＩＩ ｅｍｂｅｄｄｅｄ ｏｐｅｒａｔｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ．Ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｈｅ ｐｒａｃｔｉｃａｌ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｓｈｏｗｓ ｔｈａｔ， ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ＣＡＮ ｂｕｓ ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ ｉｎｓｔｒｕ ｍｅｎｔ ｓｔａｂ ｉｌｉｔｙ， ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ ａｎｄ Ｒｅ—
基于CAN总线的网络化汽车传感器的研究与设计
９ ０
传感器与微系统 （ ｒｎｄ ｃｒ ｎ ｉｒ ｙｔ ｅｈ ｏｏｉ ） Ｔａｓｕｅ ｄＭ ｃ ｓｓ ｍ Ｔ ｃｎｌ ｅ ａ ｏ ｅ ｇｓ
２０ ０７年 第 ２ ６卷 第 ８期
基 于 Ｃ Ｎ 总 线 的 网络 化 汽 车 传 感 器 的研 究 与 设 计 Ａ
农 毅
（ 桂林 电子科技大学 管理学院 ， 西 桂林 ５ １０ ） 广 ４ ０４
摘
要 ：网络 化传感 器是传感器发展 的又一方 向。讨论 了全 控制局域 网（ Ａ 网结构 ， Ｃ Ｎ） 介绍 了网络化汽
车传感 器的设计 ， 给出 了设计的总体框架 和基本结 构。详 细地讨 论 了汽 车传感器 Ｃ Ｎ网络接 Ｅ 的设 计 ， Ａ ｌ
ＡＢＳ ＥＳ Ｐ
Ｃ ＡＮ
Ｉ
Ｉ
Ｉ
Ｉ
内部 网
自 动 变速器 轮胎全 压报警
发动机 计算机
回 髓网 豳
． ．
匦
Ｉ网 网 士兰Ｉ 诊 Ｉ ｌ三 断 ＝ 三 Ｉ ：＝ 兰
Ｉ 警ｆ粪 『羹｛ ｆ Ｉ ｌ ｌ 饕 耄 报
图 １ 全 ＣＡ 网 结 构 Ｎ
地接入汽车内部 网络 ， 因此 ， 网络化传感器是传感器发展的 又一方 向 。
１ 汽 车 的 全 Ｃ Ｎ 网结 构 Ａ
速器和发 动机控制单元 、 向盘角度传感器 等 ， 转 其传输 速率
ｕｉｉ ｅ ｉｎｉ ｃ ｅｍｅ ｔｌｙ ｄ ｓｇ ｎｇ ｓ ｈ ｔ ．
Ｋｅ ｒ ｓ ｎ ｔ ｏ ｋ ｄ ａ ｔ ｅ ｓ ｒ ｅｗ ｒ ｎｅ ａ ｅ；ｈ ｒ ｗａ ｅ ｏ ｔ ｒ ｙ ｗｏ ｄ ： ｅ ｗ ｒ ｅ ｕ ｏ ｓ ｎ ｏ ；ｎ ｔ ｏ ｋ ｉｔｒ ｃ ｆ ａｄ ｒ ；ｓ ｆ ｗａｅ
基于CAN总线和GPRS的车载传感器网络平台的实现
ｓｇ ａ ｒｃ ｓｉｇａ ｄｄ ｔ ｏ ｕａｉｎｏ ｅ ｓｒｎ ｄ ｓａｅｄ ｓｒｂ ｄ Ｔ ｅｒａｉａｉｎｏ ｅｗ ｒｅ ｒｎｍｉｓｏ ｏ ｉｎ ｌｐｏ ｅｓｎ ｎ ａａｃ ｍｐ ｔｔ ｆｓｎ ｏ ｏ ｅ ｒ ｅ ｃｉｅ ． ｈ ｅ ｌ ｔ ｆ ｔ ｏｋ ｄｔ ｓ ｓｉｎｆｒ ｏ ｚ ｏ ｎ ａ
车 内所有传感器 节点都 可 以通 过各 自的 Ｃ Ｎ通信模 Ａ
块挂接到 Ｃ Ｎ总线上 ， Ａ 传感器的 Ｓｎ （ ｉｋ 网关 ） 节点不仅 可对 车内的传感器节点进行组织 和协调 ， 而且 ， 可作为汽车 内外 部通信的接 口把 车 内传感 器 的数 据信 息 汇 聚起 来 ， 过 通 ＧＲ Ｐ Ｓ模块将信息 无线 发送 到远 程 Ｉｔ ｎｔ 控服 务 中心 ｎ ｒｅ 监 ｅ 的计 算机上。车载传感器网络平 台拓扑如 图 １所示。
Ａ ｂ ｔ ａ ｔ： Ｔｈ ｏｕ ｉｎ ｏ ｅ ｃｅ ｓ ｎ ｏ ｅ ｗｏ ｋ ｌｔｏ ｉ ｓ ｄ ｏ Ｎ ｓａ ｓｒ ｃ ｅ ｓ ｌｔｏ ｆｖ ｈｉｌ ｅ ｓ ｒｎ ｔ ｒ ｓ ｐａ ｔｎ ｂａ ｅ ｎ ＣＡ ｂｕ ｎｄ ＧＰＲＳ ｉ ｏ ｉ ｅ Ｒｅ ｉａｉｎ ｆ Ｓｐｒｖ ｄ ｄ． ａ ｚ ｔｏ ｌ ｏ ｏｔ ｒ ｎ ａ ｄ ｒ ｏ ｈ ａｆｒ ｉ ｌｏ ｒ ｐ ｒｅ Ｃｏ ｉ ｉ ｔ ｕ ｏ ｔｖ ｅ ｌｒ ｔｔｏ ｐ ｅ ｅ ｏ ｆｓ ｆｗａ ｅ ａ ｄ ｈ ｒ ｗａｅ ｆ ｒｔ ｅ ｐｌｔｏｍ ｓａ ｓ ｅ ｏ ｔｄ． ｍｂ ｎｎｇ ｗｉｈ ａ ｔ ｍｏｉ ｅｗｈ ｅ ｏ ａｉｎ ｓ ｅ ｄ ｓ ｎｓ ｒ，
计算 机间的无 线数据通信 。该车载传感器 网络平 台具有很强 的通用性 。 关键 词 ：通用 分组 无线 业务 ； 车载传感器 ； 网络平 台
中 图分 类 号 ：Ｔ ２ ２ Ｐ １ 文 献标 识 码 ：Ａ 文 章 编 号 ：１０ －９ ８ （０ ８ ０ 一ｏ８ 一ｏ ００ ７７ ２ ０ ）３ ０ ３ ３
基于CAN总线的转向角传感器采集电路设计
控制场由6位组成，其中4位是数据长度码（DLC3~DLC0），数据长度码代表数据场的字节数，最大为8，允许的数据长度为0~8 B。另外两位是扩展用的保留位，发送的保留位必须为0（显性）。
④数据场
数据场有0~8 B，8 bit/B，一般数据场最大为64 bit，对于复杂的数据，可以用2个或者多个字节来表示，但最多不能超过8 B。
3.1 TLE5012芯片角度测量原理
两个电桥起着重要作用，一个电桥的输出量随着磁场与芯片X方向的夹角x的变化而变化（称作X桥），而另一个电桥的输出量随着磁场与芯片Y方向的夹角?兹y的变化而变化（称作Y桥）[3]，。
由图4可知，X桥与Y桥的输出量与磁场的角度变化有关，当磁场方向与芯片X桥方向的夹角为?渍时，X桥的最终输出信号为：
1 CAN总线技术特点
1.1 CAN总线原理介绍
CAN总线是一种串行通信协议，在汽车上应用广泛，可以分为以下3个专门的系统：
（1）动力CAN总线，其数据传输速度最高，达到500 kb/s，主要用于发动机、变速器、ESP等汽车动力系统的数据传输。
（2）舒适CAN总线，其数据传输速度较低，为100 kb/s，主要用于汽车空调系统、车窗门锁系统、座椅调节系统等。
从动齿轮B、C上分别固定一块相同的永磁体，磁体随着齿轮一起转动，两块永磁体的上方固定两个不动的TLE5012芯片。当主轴转动时，TLE5012芯片就能准确检测到两个从动齿轮所转动的角度。
（2）方向盘转角测量方案设计
一般汽车方向盘的转动范围约为4圈，即±720°左右，但TLE5012芯片测量的转角范围在0°~360°，所以必须使芯片的测量角度与方向盘转角对应起来。
基于上述要求，选择89C51内核的芯片，该芯片具有造价低、稳定性及功能强、使用寿命长的优点，其指令系统完全兼容传统的单片机系统，但处理速度更快，接口资源非常丰富，包括4个8位I/O数据接口，适用5 V电压等。
基于CAN总线的汽车多功能监测仪
基于CAN总线的汽车多功能监测仪摘要：设计了一个基于CAN总线的汽车多功能监测系统，该系统为运行中的汽车提供了一个数据采集和显示的平台。
系统主要由传感器、CAN总线以及芯片MC9S12XS128组成，CAN总线将传感器采集的信息传递给芯片MC9S12XS128，同时又将芯片MC9S12XS128的处理结果传送给显示器。
驾驶员可以通过该系统看到汽车在行驶过程中的一系列数据，实验表明，基于CAN总线的汽车多功能检测仪性能卓越、可靠性高。
关键词：CAN总线；汽车测速；传感器；数据采集0 引言本系统通过多种传感器采集汽车在行驶中的各种数据，经过数据处理芯片MC9S12XS128处理后通过显示器显示给驾驶员。
系统中的数据通过CAN总线进行传输，这样就可以免除数据传输线冗长，既有节省车内空间又保证了数据的可靠性。
1 CAN总线简介在当前的汽车行业中，由于安全、舒适、方便、低公害、低成本的要求，出现了各种各样的电子控制系统，由于这些系统对通信所用的数据类型以及可靠性的要求有所不同，使得汽车中的电子控制系统由多条总线构成，为解决这一难题德国Bosch公司开发出的面向汽车的CAN 通信协议，这样不但可以减少线束的数量，而且可以通过多个LAN，进行大量数据的高速通信。
CAN 通过ISO11898 及ISO11519 进行了标准化，现在已经发展成为欧洲汽车网络的标准协议。
按照现场总线透明设计和柔性设计的要求来说，CAN总线分为了3个层次：CAN对象层、CAN传输层、CAN物理层[3]。
2 测速原理汽车测速的原理是公式v =r[]t。
假定轮圈的周长为L，在轮圈上安装m个永久磁铁，则测得的里程值最大误差为L/m。
经综合分析，本设计中取m=1。
当轮子每转一圈，通过开关型霍尔元件传感器采集到一个脉冲信号，并输入给处理器，传感器每获取一个脉冲信号即对系统提供一次计数中断。
每次中断代表车轮转动一圈，中断数n与轮圈的周长L的乘积为里程值。
基于CAN总线的汽车数字仪表的研究
报 文 发 送 优 先 级 等 ，详 细 说 明 了汽 车 内部 具 体 的 Ｅ Ｕ通 讯 Ｃ
内容 。实 现 车 辆 电子 设 备 间 高速 数 据 传 输 ． 少 线 路 数 量 ， 减 最
大 限 度利 用 Ｃ Ｎ 总线 优越 性 能［ Ａ ３ １ 。
２１ Ａ １ ３ ． Ｓ Ｅ Ｊ ９ ９报 文 格 式
Ａｂ ｔａ ｔＢ ｓｄ ｏ ＡＮ ｕ ｅ ｈ ｏｏ ｙａ ｄＳ １ ３ ｒｔｃ ｌｔｅｄ ｓ ｎｏ ｅ ｉｌ ｉｉ ｌｍｅｅ ａ ｅ ｎ Ｃ ｕ ｓ ｓｒ ｃ： ａｅ ｎ Ｃ ｂ ｓｔｃ ｎ ｌｇ ｎ ＡＥ Ｊ ９ ９ ｐ ｏｏ ｏ ， ｅｉ ｆｖ ｈｃｅｄｇｔ ｔｒｂ ｓ ｄ ｏ ＡＮ ｂ ｓｉ ｈ ｇ ａ
关
键
词 ： 车 数 字 仪 表 ； Ａ 总 线 ； Ａ １３ 汽 ＣＮ Ｓ ＥＪ９ ９协议 ； Ｒ ｏ ｅ Ａ Ｍ Ｃ ｒ ｘＭ３ ｔ
文献标识码 ： Ａ 文 章 编 号 ：０ ６ ６ ７ （０ ８ １ — ０ ９ ０ １０ — ９ ７ ２ ０ ）２ ０ ５— ３
中 图分 类号 ： ４ ３ Ｕ６． ７
Ｒｅ ｅ ｒ ｈ ｆｖ ｈｉ ｌ ｉ ｉａ ｅ ｅ ａ ｅ ｎ ｓ ａ ｃ ｏ ｅ ｃ ｅ ｄ ｇ ｔ ｌｍ ｔ ｒ ｂ ｓ ｄ ｏ ＣＡＮ ｕ ｂｓ
Ｆ －ｕ ｎ Ｗ ＡＮＧ ｉｎ Ｕ Ｙｉ ａ ． ｘ Ｊａ
（ ｃ ｏｌｆＴａｓ ｏ ａｉ ｃ ｎ ｅａｄＥ ｇｎｅｉｇＢ ｉａｇＵ ｉ ｒｉ ｅ ｉ ０ ０ ３ Ｃ ｉａ） Ｓｈ ｏ ｏ ｎｐ ｒ ｔ ｎＳ ｉ ｃ ｎ ｎｉｅｒ ，ｅ ｎ ｎｖ ｓｙ Ｂ ｒｎ １０ ８， ｈｎ ｒ ｔ ｏ ｅ ｎ ｈ ｅ ｔ ｇ
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现场总线部分
SJA1000通讯控制器是飞 利浦公司1997年推出的 一款CAN总线控制器，可 完成增强CAN模式 （PeliCAN），支持 2.0B协议。适用于汽车 和一般工业环境。
现场总线部分
控制 器
通讯 线
现场总线部分
电 源 管 理 部 分
通 讯 接 口
LABVIEW部分
虚拟仪器显示界面
传感器部分
水温、室温传感器
DS18B20数字温度传感器接线方便，封装成后可 应用于多种场合，如管道式，螺纹式，磁铁吸附式， 不锈钢封装式，型号多种多样，有LTM8877， LTM8874等等。主要根据应用场合的不同而改变其外 观。封装后的DS18B20可用于电缆沟测温，高炉水循 环测温，锅炉测温，机房测温，农业大棚测温，洁净 室测温，弹药库测温等各种非极限温度场合。耐磨耐 碰，体积小，使用方便，封装形式多样，适用于各种 狭小空间设备数字测温和控制领域。
基于CAN总线的汽车传感器平台
09级电气工程与自动化 陶静
指导老师：朱海霞
项目简介
• 汽车技术发展特征之一就是越来越多的部件采用电子控制 。根据传感器的作用，可以分类为测量温度、压力、流量、位 置、气体浓度、速度、光亮度、干湿度、距离等功能的 汽车传 感器 • 传感器，它们各司其职，一旦某个传感器失灵，对应的装 置工作就会不正常甚至不工作。因此，传感器在汽车上的作用 是很重要的。 • 汽车传感器过去单纯用于发动机上，现在巳扩展到底盘、 车身和灯光电气系统上了。这些系统采用的传感器有100多种。
传感器部分
系统可发出8 个40KHZ 的超声波脉冲，然 后检测回波信号。当检测到回波信号后，模块还 要进行温度值的测量，然后根据当前温度对测距 结果进行校正，将校正后的结果通Echo/RX 管脚 输出。模块将距离值转化为340m/s 时的时间值 的2倍，通过Echo 端输出一高电平，可根据此高 电平的持续时间来计算距离值。即距离值为：(高 电平时间*340m/s)/2。
现场总线部分
与其他同类技术相比，CAN在可靠性，实时 性和灵活性方面具有独特的技术优势，其主要技 术特点如下： • 节点不分主从，通讯方式灵活 •实时性很强，最快可以在134us得到响应 •通讯距离10km（5KB/S），最快1MB/S（40m ） •可连接110个节点，扩展性强 •极好的检错效果，总线仲裁机制 •在节点退出或错误时，其他节点不受影响
传感器部分
传感器部分
光电式车速传感器
光电式车速传感器是固态的光电半导体传感器， 他由带孔的转盘和一个发光二极管，一个作为光传感器 的光敏三极管及安装在转速表驱动轴上的遮光板构成。
传感器部分
传感器部分
超声波测距传感器
超声波距离传感器就是利用超声波的发射和 接收原理进行距离测定的传感器，也称为声波换 能器，主要用于倒车雷达系统中车辆与障碍物距 离的测量，或者在车距控制辅助系统中，用于测 定后车与前车的跟车距离。
传感器部分
线加速度计的原理是惯性原理，也就是力的平衡 ，A(加速度)=F(惯性力)/M(质量) 我们只需要测量F就可 以了。怎么测量F？用电磁力去平衡这个力就可以了。 就可以得到 F对应于电流的关系。只 需要用实验去标定这个比例系数就行 了。当然中间的信号传输、放大、滤 波就是电路的事了。最后通过AD转换 成数字信号传输到控制器里。 多数加速度传感器是根据压电效 应的原理来工作的。
传感器部分
传感器部分
陀螺仪加速度传感器
MPU-6050为全球首例整合性6轴运动处理组件， 包含有三轴陀螺仪三轴加速度模块，MPU-6050的角速 度全格感测范围为±250、±500、±1000与 ±2000°/sec (dps)，可准确追踪快速与慢速动作，并 且，用户可程式控制的加速器全格感测范围为±2g、 ±4g±8g与±16g。产品传输可透过最高至400kHz的 IC。可用来汽车加速或减速状态，配合速度传感器给 ABS系统提供判断信号。同时也能用在汽车自动驾驶的 状态判断上。其比普通光电式，水银式、压电式等传感 器精度更高，反应更快。
LABVIEW部分
LABVIEW
LabVIEW是一种程序开发环境，由美国国家仪器（NI） 公司研制开发的，类似于C和BASIC开发环境，但是 LabVIEW与其他计算机语言的显著区别是：其他计算机语 言都是采用基于文本的语言产生代码，而LabVIEW使用的 是图形化编辑语言G编写程序，产生的程序是框图的形式。 其特点主要有： •尽可能采用了通用硬件，各种仪器的差异主要是软件。 •可充分发挥计算机的能力，有强大的数据处理功能，可以 创造出功能更强的仪器。 •用户可以根据自己的需要定义和制造各种仪器
传感器部分
传感器部分
浮子可变电阻式液位传感器
浮子可变电阻式液位传感器由浮子、内装滑动电阻 的本体以及连接这两者的 浮子臂组成。这种液位传 感器的浮子可以随液位上 下移动，滑动臂可在电阻 上滑动，从而改变了搭铁 与浮子间的电阻值，利用 这一特性将电阻的变化信 号转换成电流的变化信号，然后单片机利用AD转化口将 模拟量转化为数字量，通过运算，显示出目前油箱里的 存油量。
传感器部分
DS18B20工作原理是电桥一个桥臂用对温 度敏感的材料做成,在温度改变的时候电阻随着改 变,使得电桥失去平衡,达到测量温度的效果。将 这个电阻模拟量转换为电压模拟量进行A/D（模 数）转换，得到温度数字量，然后通过串行传输 送出来。
传感器部分
传感器部分
气压传感器
BMP085是BOSCH公司出产的一种基于压阻效应技 术的，具有稳定的电磁兼容性、高精度、线性性以及稳定 性。 半导体压敏电阻式进气压力传感 器用来检测电控燃油喷射系统进气管 的压力，它根据发动机的负荷检测出 进气歧管内压力的变化，并将其转换 成电信号输送给电控单元控制系统， 决定喷油器的基本喷油量。
传感器部分
嵌入式部分
• 中央处理显示核心
嵌入式处理器是嵌入式系统的核心，是控制、辅助系统 运行的硬件单元。范围极其广阔，从最初的4位处理器， 目前仍在大规模应用的8位单片机，到最新的受到广泛青 睐的32位，64位嵌入式CPU。 这个汽车传感器平台的微处理器选用的是我国宏晶生产 的STC12C5A60S2单片机。它接收到各个传感器的数据 后转发给电脑、处理并做出相应动作。必须温度超过 28℃时自动打开风扇，当加速度、速度过高时进行报警 ，强行减速等等。
LABVIEW部分
虚拟仪器（virtual instrument）是基于计算机的仪器。 计算机和仪器的密切结合是目前仪器发展的一个重要方向 。粗略地说这种结合有两种方式，一种是将计算机装入仪 器，其典型的例子就是所谓智能化的仪器。随着计算机功 能的日益强大以及其体积的日趋缩小，这类仪器功能也越 来越强大，目前已经出现含嵌入式系统的仪器。另一种方 式是将仪器装入计算机。以通用计算机硬件及操作系统为 依托，实现各种仪器功能。虚拟仪器主要是指这种方式。 虚拟仪器实际上是一个按照仪器需求组织的数据采集 系统。虚拟仪器的研究中涉及的基础理论主要有计算机数 据采集和数字信号处理。目前在这一领域内，使用较为广 泛的计算机语言是美国NI 公司的 LabVIEW。
传感器部分 现场总线部分 嵌入式部分 LABVIEW部分
霍尔测 速
光电测 速 超声波 测距
浮子测 油量
室温
ห้องสมุดไป่ตู้
气压
水温
湿度
陀螺仪
CAN总线 中央处理显示核心
上位机 LABVIEW
传感器部分
霍尔式车速传感器
霍尔传感器是根据霍尔效应制作的一种磁场传感器。 霍尔效应是磁电效应的一种，这一现象是霍尔于1879年 在研究金属的导电机构时发现的。广泛地应用于工业自动 化技术、检测技术及信息处理等方面。 在非磁性材料的圆盘边上粘一块磁钢，霍尔传感器 放在靠近圆盘边缘处，圆盘旋转一周，霍尔传感器就输出 一个脉冲，从而可测出转数（计数器），若接入频率计， 便可测出转速。 如果把开关型霍尔传感器按预定位置有 规律地布置在轨道上，当装在运动车辆上的永磁体经过它 时，可以从测量电路上测得脉冲信号。根据脉冲信号的分 布可以测出车辆的运动速度。
嵌入式部分
STC12C5A60S2
• • • • 高速可靠，运算速度是普通51单片机的6倍以上 多串口，带AD转换，PCA计数阵列，PWM斩波 强抗干扰 国产
嵌入式部分
12864液晶显示屏
USB转串口
传感器部分
现场总线部分
CAN总线
CAN是控制器局域网络的简称，是由研发和生产汽车 电子产品著称的德国BOSCH公司开发了的，并最终成为国 际标准。是国际上应用最广泛的现场总线之一。 在北美和 西欧，CAN总线协议已经成为汽车计算机控制系统和嵌入 式工业控制局域网的标准总线，并且拥有以CAN为底层协 议专为大型货车和重工机械车辆设计的J1939协议。 现在，CAN 的高性能和可靠性已被认同，并被广泛地 应用于工业自动化、船舶、医疗设备、工业设备等方面。 现场总线是当今自动化领域技术发展的热点之一，被誉为 自动化领域的计算机局域网。它的出现为分布式控制系统 实现各节点之间实时、可靠的数据通信提供了强有力的技 术支持。
传感器部分
半导体压敏电阻式进气压力传感器的工作原理是， 硅膜片装在与真空环境内，一面真空，一面承受来自进 气歧管中气体的压力，此压力与真空室压力之差使硅膜 片变形，且压力越大变形越大，以惠斯登电桥方式连接 的应变电阻的阻值在此压力的作用下就会发生变化，再 经真空室内的混合集成电路变换为电压信号，经AD转换 成数字信号传输到控制器中。
LABVIEW部分
LABVIEW程序框图
谢谢