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1、武汉理工大学毕业设计（论文）目录摘 要IABSTRACTII1 绪论11.1 课题研究背景11.2 课题研究现状及意义21.3 基于CAN的汽车怠速自动启停系统简介31.4 本文课题支撑和主要研究内容41.4.1 本文的课题支撑41.4.2 本文主要研究内容52 CAN总线技术分析62.1 CAN总线协议概述62.2 CAN总线技术与常规布线技术比较62.2.1 常规布线技术的优缺点62.2.2 CAN总线技术的特点72.3 CAN总线的分层结构及功能82.4 CAN总线的报文93 基于CAN的汽车怠速自动启停系统总体方案123.1 基于CAN的汽车怠速自动启停系统功能需求分析123.2 系统
2、构建方法143.3 基于CAN的汽车怠速自动启停系统网络拓扑结构143.3.1 系统通信协议143.3.2 系统网络拓扑结构154 基于CAN的汽车怠速自动启停系统信号采集装置硬件设计174.1 硬件设计平台174.2 硬件总体结构174.3蓄电池电量检测电路184.3.1 NE555芯片介绍184.3.2 蓄电池电量检测电路设计194.4 开关信号处理电路204.4.1 芯片4N25介绍204.4.2开关信号处理电路设计204.5 模拟信号处理电路214.5.1 芯片MC912DP512介绍214.5.2 模拟信号处理电路设计234.6 脉冲信号处理电路234.6.1 芯片6N137介绍23
3、4.6.2 脉冲信号处理电路设计245基于CAN的汽车怠速自动启停系统信号采集装置软件设计265.1 软件开发平台简介265.2 主程序流程图265.3 基于CAN的汽车怠速自动启停装置软件初始化275.3.1 PLL初始化275.3.2 ECT初始化285.3.3 累加器初始化295.4 报文发送305.5 车速信号采集程序315.6 系统试验平台建立与性能分析316 总结与展望336.1 全文总结336.2 研究展望33参考文献35附录37致 谢40摘 要随着我国经济的快速发展，汽车行业呈现出空前繁荣的景象。据相关人员保守估计，到2015年我国汽车保有量至少达到1.5亿，这将会加剧交通拥堵
4、状况，提高汽车消耗的能量，增加汽车排放的污染物。而当汽车遇到红灯、堵塞、临时停车等路况时，汽车处于怠速状态，此时往往是燃料消耗和污染物排放量最为严重的工况。基于CAN（Controller Area Network，控制器局域网）的汽车怠速自动启停系统是以CAN总线为信息共享和传输通道，基于汽车各ECU（Electronic Control Unit，电子控制单元）和电器装置的信息集成，综合利用车载网络技术、嵌入式技术、传感检测技术和智能控制技术等，研究并设计了基于CAN的汽车怠速自动启停系统。该系统可在由于拥堵或红灯等路况而引起临时停车时，根据汽车运行状态自动停止发动机运转，以达到节能减排的
5、目的，并根据驾驶员动作信息，快速启动发动机，为车辆再次行进提供动力。本文主要研究工作如下：（1）了解CAN总线相关技术，对比CAN总线技术与常规布线技术，研究CAN总线报文结构。（2）设计基于信号采集系统硬件电路，其中，硬件电路以MC9S12DP512微处理器为核心，需要设计的信号处理电路有：蓄电池监测电路、开关信号处理电路、模拟信号处理电路、脉冲信号处理电路。（3）设计信号采集系统的软件部分，画出软件流程图，并基于Freescale的Code Warrior软件，用C语言编写软件程序，软件主要包括各个工作模块的初始化、报文发送和车速信号的采集。（4）构建实验平台，测试实验系统。关键词：自动启
6、停系统；信号采集装置；MC9S12DP512；CodeWarriorABSTRACTAs the economy of our country develops so fast, the industry of automobile shows the scenes of unprecedented prosperity.According to the conservative estimates of concerned people, there will be at least 150 millon cars in 2015, Which in turn will lead to mo
7、re traffic jams，more energy comsumption and more vehicle emissions.When facing with the circumstances of red light, traffic jams or emergency parking，the cars are in the idle state, and this time is always the conditions when fuel consumption and pollutant emissions reached the peak. The can-based v
8、ehicle automatic start-stop system takes the CAN(Controller Area Network) bus as the channel of sharing and trasporting information.The system is based on the ECU(Electronic Control Unit) of vehicles and the information integration of electrical installation, and it makes full use of the technology
9、of car network，the technology of embedded, the technology of the sensor detection, the technology of intelligent controlling and so on.The system have researched on and designed the can-based vehicle automatic start-stop system.It can lead to the temporary parking when it is crowed or the lights tur
10、n to red.And it can stop the engine automatically according to the state of the vehicle in order to get the effect of energy saving.Also it can start the engine quickly on the basis of the action of the driver so as to providing the driving power for the vehicle.The main works of this dissertation a
11、re as follows:（1） The related technologies of the CAN bus should be understood,the technologies differences between the CAN bus and the conventional wiring have been compared and we have rearched on the message sructure of the CAN bus.（2） The hardware circuit of the signal acquisition system has bee
12、n designed,which mainly contains four parts:the battery monitoring circuit;the switch signal processing circuit;the analog signal processing circuit and the pulse signal processing circuit.The core device of these circuits is the microprocessor MC9S12DP512.（3） The software of the signal acquisition
13、system has been designed and the software flow chart has been drawed.The program was written with C langugage which based on the Freescales Code Warrior.The initialzation ，the sending of the message and the signal acquisition of the speed are included.（4） A test platform should be built to test the
14、laboratory system.Keywords: Automatic Start-Stop system; Information acquisition device; MC9S12DP512; Code Warrior161 绪论1.1 课题研究背景随着社会经济的发展，我国城市化进程加快，使得城市汽车拥有量快速增长，导致城市交通拥堵状况加剧，能源消耗上升，汽车排放造成的空气污染在城市大气污染中的比例越来越高。据相关报道，机动车在给人们带来交通便捷的同时，也带来许多危害人类健康的环境难题，有些环境问题甚至引起灾难性事件。英国报刊曾在一篇题为毒雾笼罩北京一文中说，由于车辆增加速度过快以及
15、低劣的汽油质量，北京市成为全球机动车尾气污染最严重的城市之一。上海市的机动车总量虽然只相当于日本东京的1/12，但空气中主要由机动车排放的CO、HC和NOx的总量却基本相同。广州市空气污染的主要污染来源是：机动车尾气占22，被市民评为“最不可忍受的污染物”。我国第一批环保模范城的深圳市，大气污染中机动车尾气污染已占70，每年排放的各种有害物质达20多万吨，并且还在以每年超过20的速度上升1。鉴于上述严峻的环境形势，治理或减少汽车尾气排放量这一任务迫在眉睫。而汽车在红灯、堵塞、临时停车等路况时处于怠速状态，此时往往是燃料消耗和污染物排放最为严重的工况。汽车怠速时不仅消耗了燃料，且NOx和CO的排放量都比正常工况高出很多，增加了污染与排放；同时，电气系统的供电由蓄电池提供，因此会对蓄电池造成损害，怠速时间过久还会造成蓄电池电量不足，影响其寿命。调查表明，在城市行车过程中，汽车怠速时间占整个行车时间的22%，以北京市目前的汽车保有量计算，堵车时汽车怠速1小时所造成的损失就高达2000万元。就武汉市而言，2010年汽车保有量已经超过了100万辆，等待红绿灯的平均时间早已超过了30秒，有的甚至达数分钟，而大多数司机都采取怠速等待。据理论分析，火花塞点火发动机燃烧过程中，暖机启动消耗的燃料仅相当于发动机怠速
