基于ARM7和μClinux的燃料电池车车载信息平台的研究与实现

摘要

燃料电池车，是缓解能源与汽车工业发展矛盾的产物，已经被诸多汽车生产厂商和科研机构所研究，并取得了一定的进展。为了方便燃料电池车的调试，需要开发一套信息平台来直观的监测并记录燃料电池车在调试过程中的各种数据。 目前燃料电池车项目中使用的信息平台为上、下位机方式：上位机使用的是微型工控机，信息平台界面用delphi开发；下位机使用的是DSP2407开发的控制系统板，主要完成从CAN数据到串口数据的转换。这种方式简单易行，但在实际使用过程中存在数据丢失、系统工作不稳定等问题。 本文以燃料电池车为研究背景，分析了原燃料电池车车载信息平台的不足，并制定出基于ARM7和μClinux的燃料电池车车载信息平台的设计方案。方案以S3C44BOX作为系统硬件核心，以μClinux为系统软件平台，在此基础上设计的信息平台程序数据传输安全及时，系统工作稳定。 系统硬件完成了车载信息平台各模块的硬件电路图的设计，分析了燃料电池车车载信息平台的组成；实现了显示模块、实时时钟模块、数据存储模块、串行通信模块、键盘接口模块、CAN接口模块、USB接口模块和CPLD扩展模块的开发，并对各个模块的原理及连接方法进行了详细的说明。 系统软件开发了能够引导μClinux的bootloader程序，编写并加载了键盘驱动和CAN驱动，完成了μClinux内核的定制和编译工作。实现了应用程序的加载和系统的集成。 至此形成了集硬件、操作系统、应用程序为一体的燃料电池车车载信息平台。 最后对本文所做的工作进行了总结，提出了系统应用过程中存在的问题，并对以后的工作进行了展望。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章 绪论

1.1课题的研究意义

1.2国内外的发展现状

1.3课题的任务和目标

1.4本章小结

第2章系统分析及总体结构

2.1燃料电池车载信息平台系统需求分析

2.2系统方案选择和总体结构设计

2.2.1系统总体结构

2.2.2系统硬件的选择

2.2.3系统软件的选择

2.3系统开发环境的建立

2.4本章小结

第3章ARM与嵌入式系统概述

3.1嵌入式系统概况

3.2 ARM技术基础

3.2.1 ARM微处理器核

3.2.2 ARM体系结构

3.3嵌入式操作系统

3.3.1嵌入式操作系统概述

3.3.2嵌入式Linux的优势

3.4嵌入式系统框架与设计流程

3.5本章小结

第4章系统硬件设计与实现

4.1车载信息平台的硬件总体框架

4.2系统平台的硬件实现

4.2.1 S3C44BOX简介

4.2.2系统最小系统设计

4.2.3 系统外围接口模块设计

4.3本章小结

第5章系统软件设计与实现

5.1μClinux简介

5.2μClinux启动过程

5.2.1 Bootloader设计

5.2.2μClinux的内核启动

5.3μClinux下驱动程序的设计

5.3.1驱动设计方法简介

5.3.2键盘驱动开发

5.3.3 CAN设备驱动开发

5.4驱动程序的添加及内核编译

5.5应用程序的添加及系统集成

5.6本章小结

第6章总结和展望

6.1全文工作总结

6.2展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文

致谢

附录