基于PowerPC的多功能汽车电控单元平台开发

摘要

随着全球经济的持续增长，我国汽车市场不断壮大，汽车电子技术也得到了迅速的发展。汽车电子技术的进步在很大程度上提高了汽车性能，同时也极大地促进了汽车行业的发展。由于目前我国产品化的汽车电控系统短缺，若全部由国外进口，整车价格将非常高，鉴于此，自主知识产权的汽车电控系统开发具有重大意义，在降低产品价格的同时，也可以打破国外在汽车电控领域的技术垄断。
　　文章是在镇江恒驰科技有限公司关于汽车电子研发项目的背景下完成的，研究了基于PowerPC内核的多功能汽车电控单元平台，着重设计了通用硬件系统，基于该硬件平台开发了配套的底层软件系统和标定系统，把汽车电控单元的研究由“从元件起步”提升到了“从平台起步”的模式，主要研究内容如下:
　　1.针对电控系统控制要求，采用飞思卡尔PowerPC系列32位微控制器MPC5644A作为ECU主芯片，对整个硬件电路进行了区域化设计:设计开发了微处理器最小系统电路，多路模拟量输入、频率量输入、开关量输入等信号采集接口电路，高能点火、高速响应电磁阀、直流/步进电机等可满足不同功率的控制驱动接口电路，多路CAN总线及串行通信接口电路。
　　2.开发了多功能汽车电控平台的底层软件系统:设计了微处理器底层驱动软件，结合微处理器片上资源，实现了主芯片内部定时器、模拟量采集、中断、FLASH擦除与写入、通讯等基本功能;开发了ECU外围设备的驱动软件，实现了模拟量输出、开关量采集、不同功率开关控制等所有智能集成芯片的驱动。
　　3.设计了基于CCP协议的标定系统，对CCP协议、标定数据内存机制和标定系统组成首先进行了研究，重点设计了ECU端的CCP驱动软件，实现了上位机对ECU工作参数的监测与标定功能。
　　4.开发了平台测试软件，搭建了ECU系统测试平台，调试并验证了开发平台的各项功能，实验结果表明各项基本功能均可正常使用，上位机对ECU内部变量进行监测与标定过程中没有异常。
　　本文对基于PowerPC的多功能汽车电控单元平台的研究对汽车电控系统开发有着非常重要的意义，为今后电控系统的研究与开发奠定了良好的基础。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 课题研究背景

1．2 国内外研究状况与进展

1．2．1 国外汽车电子技术的发展现状

1．2．2 我国汽车电子技术的发展现状

1．3 课题来源及主要内容

第二章 开发平台总体设计

2．1 平台设计思想

2．2 微控制器选型

2．2．1 PowerPC简介

2．2．2 MPC5644A功能简介

2．3 硬件总体设计

2．3．1 硬件模块划分

2．3．2 接口定义

2．4 软件总体设计

2．4．1 软件设计思路

2．4．2 软件框架结构

2．5 本章小结

第三章 开发平台硬件设计

3．1 硬件架构

3．2 微控制器最小系统

3．2．1 电源电路

3．2．2 晶振与复位电路

3．2．3 JTAG调试接口电路

3．3 输入信号处理模块

3．3．1 模拟信号处理

3．3．2 频率量信号处理

3．3．3 开关量信号处理

3．4 输出信号处理模块

3．4．1 模拟信号输出

3．4．2 数字信号输出

3．5 通信模块

3．5．1 CAN总线接口

3．5．2 串行通信接口

3．5．3 FlexRay通信接口

3．6 本章小结

第四章 开发平台软件设计

4．1 软件开发环境

4．2 MCU底层驱动软件设计

4．2．1 定时器程序设计

4．2．2 A／D采集程序设计

4．2．3 中断程序设计

4．2．4 FLASH操作程序设计

4．3 外设驱动软件设计

4．3．1 D／A输出程序设计

4．3．2 开关量采集程序设计

4．3．3 频率量测量程序设计

4．3．4 PWM输出程序设计

4．3．5 CAN通信程序设计

4．4 平台测试软件设计

4．5 本章小结

第五章 基于CCP协议的标定系统设计

5．1 CCP协议

5．1．1 CCP报文帧

5．1．2 CCP数据采集方式

5．2 标定数据内存机制

5．3 标定系统组成

5．4 ECU端标定软件设计

5．4．1 CCP驱动运行流程

5．4．2 命令处理函数ccpCommand()

5．4．3 DAQ处理函数ccpDaq()

5．5 本章小结

第六章 实验与调试

6．1 调试环境介绍

6．2 ECU功能调试

6．2．1 基本功能调试

6．2．2 频率量信号调试

6．2．3 点火低位驱动功能调试

6．2．4 喷油高／低位驱动功能调试

6．2．5 标定功能调试

6．3 本章小结

第七章 总结与展望

7．1 总结

7．2 展望

参考文献

致谢

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