CAN总线汽车显示仪表设计.doc

目 录 第1章 绪论 1 1.1 CAN总线汽车显示仪表概述 1 1.2 CAN总线汽车显示仪表国内外研究现状 1 1.2.1国外现状 1 1.2.2 国内现状 1 1.2.3 发展趋势 2 1.3 本课题研究内容概述 3 第2章 CAN总线技术 4 2.1 CAN总线的性能特点 4 2.2 CAN总线的技术规范 4 2.3 CAN总线的节点组成 4 第3章 uC/OS-II操作系统移植 5 3.1 uC/OS-II操作系统简介 5 3.2 STM32系列Cortex-M3核微控制器简介 5 3.3 如何把uC/OS-II移植到STM32 5 第4章 CAN总线汽车显示仪表设计方案 6 4.1 系统总体设计思路 6 4.1.1 嵌入式汽车虚拟仪表系统整体设计方案。 6 4.1.2 基于CAN总线及TFT-LCD显示技术的硬件平台设计 6 4.1.3 确定系统内核、设计驱动程序，搭建汽车虚拟仪表软件开发环境 6 4.1.4 嵌入式车载仪表信息处理算法、显示系统显示界面的设计及软件实现 6 4.2 方案选择及可行性分析 7 4.2.1 虚拟仪表硬件方案选择 7 4.2.2 虚拟仪表软件方案选择 8 第5章 系统硬件方案 10 5.1 主控芯片系统 10 5.1.2 电源模块 11 5.1.3 CAN收发器模块 11 5.1.4 JTAG调试模块 12 5.2 TFT-LCD显示模块 12 5.2.1 ILI9341控制器结构 13 5.2.2 像素点的数据格式 14 5.2.3 ILI9341的通讯时序 15 5.3 辅助调试硬件电路 16 第6章 软件及算法设计方案 17 6.1 系统软件移植 17 6.2 驱动程序设计 17 6.2.1 STM32驱动TFT-LCD屏 17 6.2.2 STM32驱动CAN总线 17 6.3 应用软件设计 17 6.3.1 虚拟仪表面板设计 17 6.3.2 仪表数据处理程序设计 17 第7章 调试结果分析 18 7.1 虚拟仪表实时性 18 7.2 CAN通讯可靠性 18 第8章 结论与展望 19 致谢 20 参考文献 21 附录1 硬件原理图 22 附录2 部分程序 23 绪论 1.1 CAN总线汽车显示仪表概述 随着汽车电子产业的快速发展，越来越多的电子信息新技术被应用于汽车制造。仪表作为汽车整个系统中十分重要的部分，是提高汽车综合性能的重要方面之一。随着计算机软硬件技术、总线技术、电子技术等快速发展，控制系统臃肿、接线布线复杂、占用空间大的传统电磁机械仪表渐渐被淘汰，虚拟仪表以其时尚、界面友好、功能强大等优点，成为了汽车电子领域的研究热点之一。本项目的主要研究目的:利用目前最先进的薄膜场效应晶体管LCD（TFT-LCD）显示技术，以CAN总线技术为基础，研制出一套界面友好、功能丰富、性能优越的汽车虚拟显示仪表系统。该系统能通过软件模拟出各种真实汽车仪表的动态图像，在LCD显示屏上实时显示出汽车当前的车速、油量、灯光等状态信息。 1.2 CAN总线汽车显示仪表国内外研究现状 1.2.1国外现状 虚拟仪表显示技术最早出现在航空和军事领域，而现在诸如驾校的汽车驾驶模拟器和赛车游戏都有虚拟仪表出现。国外虚拟仪表技术在汽车上的应用研究始于上世纪九十年代初，一般在大学的研究实验室和大型汽车公司的研发实验室进行，经过十多年的实验研究，该项技术已经比较成熟，目前的主要研究投入是用于降低该项技术的实现成本。在虚拟仪表技术应用方面，梅赛德斯-奔驰是该项技术的领头羊，早在2006年的全新一代奔驰S级豪华桥车上就装备了这种虚拟仪表， 自此之后，路虎揽胜、捷豹XJ、福特Fusion Hybrid等品牌的汽车上相继开始采用这一项技术,它们装备的虚拟仪表系统技术先进、性能优越，表盘设计合理、美观大气。可见近几年来，国外这项技术已经快速走向成熟，开始在汽车上推广使用。 1.2.2 国内现状 我国国内电子产业和软件产业相对国外发展滞后缓慢，嵌入式汽车虚拟仪表系统和相应的控制设备开发起步较晚，开发成本较国外高，功能上也相对单一，和国外同类产品在与整车的兼容性方面也存在很大的差距，而且技术上不是很成熟，市场上应用的非常少。国内民族汽车仪表领域的厂商，很少有批量生产嵌入式汽车虚拟仪表显示终端的。目前国内的部分高校开展了嵌入式汽车虚拟仪表系统的研究，如武汉理工大学、北京工业大学、安徽大学和南京航空航天大学等，但是技术都不是很成熟，没有应用到具体的汽车上，只处在研发的阶段。 目前嵌入式汽车虚拟仪表的研究，硬件平台大都采用ARM体系结构，ARM处理速度快，体积小，代表了未来嵌入式处理的发展方向。嵌入式操作系统目前应用的比较多的是Linux、windows CE.net，通信方式一般采用CAN总线，而图形显示