毕业设计(论文)基于CAN总线的汽车油量采集系统设计.doc
《毕业设计(论文)基于CAN总线的汽车油量采集系统设计.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《毕业设计(论文)基于CAN总线的汽车油量采集系统设计.doc(24页珍藏版)》请在三一办公上搜索。
1、本科毕业设计(论文)基于CAN总线的汽车油量采集系统设计院 部: 机械工程学院 专 业: 汽车服务工程 班 级: 2011级汽车服务 学 号: 学生姓名:指导教师: 2015年5月3日目录摘要IIAbstractIII第1章 绪论11.1什么是CAN 总线11.2 CAN总线的产生与发展11.2.1 CAN总线的产生背景11.2.2现场总线的发展过程21.3 CAN总线的优点和特点21.3.1现场总线的优点21.3.2现场总线的特点3第2章 CAN总线技术42.1 CAN总线介绍42.2 CAN总线的基本工作原理42.3 CAN总线的特点52.4 CAN协议分析52.4.1CAN协议的分层结构
2、5第3章 系统硬件电路设计63.1系统硬件设计整体框架63.1.1 油量采集框架图63.2电源模块设计73.3信号放大电路83.4信号采集电路93.5 CAN总线接口电路10第4章 系统软件设计124.1数据采集模块软件设计134.2 CAN总线通信软件设计154.2.2数据的发送和接受15第5章 总结19参考文献20致 谢21摘要当前的汽车一般都具备有平均油耗和瞬时油耗显示的这一功能,但是油耗测量在当前的任何一个国家都没有可参考的国家标准,现在每个国家经常用的油耗测量原理包括称重法、容积法、电喷脉冲宽度法、碳平衡法和流量计法这几种。但是经过长期的使用结果来看容积法和流量法的精确度比较高,但这
3、些都还是不能测量出瞬时耗油率,它们都只适用于发动机在稳定的工况下燃油消耗率的测定;电喷脉冲宽度法是目前应用较为广泛的一种测量,它的测量原理是根据燃油喷射来控制脉冲的宽度来换算油耗量多少,由于油压不稳定的特性对喷油量必然有着一定的影响,一部分的车型还具备回油结构,从而其精度相对会下降,但是碳平衡法的计量精度可以达到2,然而成本太高,实用性也不是很高,以上来看,基于流量传感器的油耗检测方法都比其他测量方案都要精确因此具有很高的研究意义。对汽车耗油量也会有一定的提升。伴随着社会通讯技术的提高,计算机技术和控制技术也在全面的发展,在这样的背景下CAN总线技术也随之产生。CAN总线技术的产生很大程度上推
4、动了测控领域的网络化的进程,也带动了仪器仪表的网络化发展速度,CAN总线作为当今社会一种新兴的总线技术,它具有高性能,高可靠性这些优点,它是一种能支持集散控制系统和实时控制的多主串行总线,CAN总线基础构成的简单化,因此这也成就了它的低成本并实现了工程能接受的价格要求,已经逐渐成为了当今自动化领域发展的热门点之一,也会将来发展汽车中必不可缺的一部分,它也会在这个社会站稳脚跟。 这篇文章是对CAN总线技术进行研究,讨论了一些应用和优点并讲述了产生的背景及原因,讲述了CAN总线的特点和优势所在,并且讲述了光电检测技术特点及未来的发展趋势,然后,针对本文所选用的CAN总线进行了一系列的研究讨论,论述
5、了CAN总线的工作原理和分层结构、协议和数据帧结构的特点和优点,针对光电检测领域的发展趋势,该文章设计了一种基于CAN总线的数据采集系统,把CAN总线作为通信总线主要系统,该系统的主控制器是TMS320F2812,外接刀D转换芯片AD977A进行数据采集和转换,并通过CAN总线将数据传输。关键词:CAN总线、油量传感器 单片机 CAN控制器AbstractThe cars are generally have average fuel consumption and instant fuel consumption display the function, but measurement o
6、f fuel consumption in any country in the current is no reference national standards, now each country are often used in oil consumption measuring principle including gravimetric method, volumetric method, fuel injection pulse width method, carbon balance method and the flow meter method, several. Bu
7、t after long-term use of the volume and flow of the accuracy is relatively high, but these are still cant measure the instantaneous fuel consumption rate, they are only suitable for the engine in a stable condition for determination of fuel consumption rate; injection pulse width method is used for
8、measuring widely, it is the principle of the measurement according to the fuel injection to control the pulse width of the conversion to the amount of fuel consumption, because of the characteristics of hydraulic instability will inevitably have a certain influence on the amount of fuel injection, a
9、 part of the model also has oil return structure, thus the precision of relative will drop, but the measuring accuracy of carbon balance method can reach 2%, but the cost is too high, practicality is not high, above, flow sensor detection method based on fuel consumption than the other measurement s
10、chemeWith the improvement of social communication technology, computer technology and control technology also in the development of a comprehensive, under such a background of CAN bus technology arises. Constitute the basis of support as the process of CAN bus technology to a large extent to promote
11、 the field of measurement and control network, but also led to the instrumentation network development speed, can bus in todays society, a new bus technology, it has high performance and high reliability of these advantages, it is a kind of distributed control system and real time control of multi m
12、aster serial bus, can bus is simple, therefore the achievements of its low cost and to achieve the project can accept the price requirements, has gradually become the current automation field development hot one, will be in the future development of the automobile essential part, it will be in the s
13、ociety to gain a footholdThis article is to study the CAN bus technology, this paper discusses some applications and advantages and tells the background and causes, describes the features and advantages of CAN bus, and describes the characteristics of photoelectric detection technology and the devel
14、opment trend of the future, then, based on the selection of the CAN bus has conducted a series of research the discussion, this paper discusses the characteristics and advantages of CAN Bus Principle and hierarchical structure, protocol and data frame structure, according to the development trend of
15、 the photoelectric detection technology, this paper designs a data acquisition system based on CAN bus, the CAN bus as the communication bus system, the main controller of the system is TMS320F2812, external the knife D conversion chip AD977A for data acquisition and conversion, and data transmissio
16、n through CAN bus.Key word:CAN bus、CAN controller for oil quantity sensor第1章 绪论1.1什么是CAN 总线CAN总线是控制器局域网络(Controller Area Network, CAN)的简称,是由著名的德国BOSCH公司开发的,他们是由研发和生产汽车电子产品,CAN总线最终也也发展成了国际标准(ISO118?8)。北美国家和西欧国家已经把CAN总线协议看成了标准总线。 CAN总线,它主要是应用于生产现场,它可以使现场设备之间实现现场自我控制。并且在装置之间实现双向技术、串行技术、多节点数字通信的多种技术,它们都
17、是通过IEC/TC65负责测量和控制的,系统的数据通信部分和国际标准化工作是由SC65/WG6定义的,它不同与其它总线的是它支持双向、多节点、总线式的全数字式通讯,这就说明了它不仅单单是一种通信技术,也不单纯的靠用数字仪表代替模拟仪表,而是采用新一代的CAN总线控制的新型系统。它被人们简称为自动化领域计算机局域网,它在工业数据通信网络的基础是不能动摇的,它的作用就是在生产过程现场级控制设备之间及其与更高控制管理层之间的联系,它是一个开放式的基层网络,新型全分布式的控制系统,它突出的控制技术己得到了国际的关注,并成为了总线技术发展的重点,这也会将自动化系统结构与设备推向一个更高的台阶。1.2 C
18、AN总线的产生与发展1.2.1 CAN总线的产生背景在没产生CAN总线时,计算机领域的数据传输大多数都在使用RS232和CCITTV.24等通信标准,尽管它们被社会广泛的应用,但它们始终存在通讯速率较低、只能点对点传的输方式、这将无法支持更高层次的计算机之间的功能操作的严重缺点,同时,在复杂或大规模的应用(如工业现场控制或生产自动化领域)中需要使用大量的传感器、控制器和执行器等,它们通常都是分布在非常广的范围内,如果在最低层上就采用传统星型拓扑结构和LAN组件,这两个形式都会使整个系统的造价很昂贵,所以在这样的情景下就需要在整个网络的底层上设计出廉价且耐用的通信系统, CAN总线就是在这样的背
19、景下产生的。1.2.2 现场总线的发展过程CAN总线带着它的特点和优点在国际上得到了发展,它的最初应用是在商业于差分智能化仪表上的,它的特点就是在原来的模拟仪表上增加拥有计算功能的微处理器芯片,并在直流信号上增加了数字信号,从而使现基于CAN总线的数据采集处理系统的进入了数字信号的时代,并在很多著名的公司和人才的带领下研发出了很多系统成果,这些研发出来的设备它具备了智能化和功能自治性的特点,它体现在该系统可以在任何时间里检测设备的状况,还可以靠现场设备控制一些基本功能。这个系统的结构是具有分散的特性,CAN总线的结构很简单化并实行的是全分布控制。这样它在很大程度上提高系统的可靠性。还有对现场环
20、境的适应性,CAN总线具备了同轴电缆、双绞线、光缆、射频、电力线、红外线等这些优点,它们都具具备了较强的抗干扰能力大大的确保了系统的安全性,由于CAN总线的结构简化,就不会出现哪些复杂的接线,也不需要DCS系统的信号调理转换隔离等功能,这样的设计大大节约了硬件的数量,还有简单的连线设计也就大大降低了安装的价格,这套设备还具有自我诊断与简单故障处理功能,这样便减少了维护的工作量,不会因为人的小疏忽让设备瘫痪,这套设备的智能化、互换性、数字化提高了系统的准确性和可靠性,它还具易于重构、设计简单化等优点。1.3 CAN总线的优点和特点1.3.1 现场总线的优点CAN总线的产生让工业控制系统的运行,设
21、计,安装以及维护等都方便了很多,其优越性主要体现在一下几点:(l)节省大部分的硬件数量与投资,因为CAN总线系统有着一点对多点的传输功能,这就是它可减少变送器和线缆数量的原因,这样特点可以让系统不再需要单独的控制器、计算单元等,也不会有哪些复杂的接线,也再需要DCS系统的信号调理、隔离技术、转换等功能,还可以用控制PC机作为操作站,这些优点便节省了一大笔的硬件的投资,因为控制设备的不断减少,这样就可以提升对控制室的其它地面积的应用了。(2)它可以降低安装费用,CAN总线系统的接线很简单,由于一对双绞线或一条电缆上通常可挂接多个设备,因而硬件和线的数量的用量也会大大的减少,相对应的便是连线设计与
22、接头校对的工作量也将会大幅度减少这样一来人工也减少,当设备需要增加多的现场控制设备时,因为它具有一个支点接多点的优点,这就使得根本不需增设新的电缆,可以在任意一个节点连接,这样不但减少了价格,也减少了设计、安装的等工作量,在这些优点下我们也做反复试验的测算,从这些测验的资料上来看安费用可装降低在60%以上。(3)节省维护开销和时间,因为CAN总线控制系统具有自我检测和简单的故障分析,这两点就可以节省客户的开销和维修的时间,这些都是CAN总线的特点与优点。1.3.2 现场总线的特点CAN总线控制系统既是一种全分布式控制系统,又是一个开放型通信网络,它打破了传统控制系统一对一的分别进行连线的结构形
23、式,把以前集散控制系统(DCS)彻底改成了分散的控制系统,并且它是一项以智能传感器、计算机、控制、数字通信、网络为主要内容的综合技术。其主要技术特点如下:(1) 系统设备之间的信息可以实现交换,并建立起统一的底层网络系统,通过CAN总线构筑自动化领域的开放互连系统,使多种总线共存于一个系统之中,多种总线共存的局面在一个很长时间内存在仍是无法避免的 ,不同厂家的设备之间可进行互连并实现信息的交换是因为通信协议的公开,CAN总线研发就是为了总线系统得到开放,这样做的目的就是为了让客户自己拥有组成系统的权利面对CAN总线这样的数据采集处理系统的设计。用户便有了高度的系统集成主动权,也就是说用户可以自
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 毕业设计 论文 基于 CAN 总线 汽车 采集 系统 设计
链接地址:https://www.31ppt.com/p-2958506.html