ARM系統(tǒng)在汽車制動測試系統(tǒng)中的應(yīng)用修改

1、 摘摘 要：要： 汽車的制動性能是汽車性能的重要指標(biāo)之一，是汽車檢測中的重要項目。目前制動性能檢測有臺架法和路試法，臺架法雖然被廣泛使用，但是由于其檢測結(jié)果不能完全反應(yīng)汽車實(shí)際制動過程中的運(yùn)動變化，存在一定的缺陷。而路試法能確切的檢測汽車道路行駛制動的性能。隨著計算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，越來越多的融入先進(jìn)技術(shù)的便攜式道路制動性能測試系統(tǒng)被研制出來。 本文介紹了GB7258-2004機(jī)動車運(yùn)行安全技術(shù)條件對路試法檢測制動性能的測試標(biāo)準(zhǔn)和測試內(nèi)容的規(guī)定，分析了行車制動的過程，提出了測試各運(yùn)動量的測試方法?；谶@些測試方法設(shè)計了一種基于路試法檢測汽車制動性能的測試系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用目前先進(jìn)的嵌入式軟硬件技

2、術(shù)，設(shè)計了采集和處理試驗數(shù)據(jù)的ARM系統(tǒng)。ARM系統(tǒng)部分以ARM7內(nèi)核的微處理器LPC2294為核心，擴(kuò)展了鍵盤、液晶顯示、試驗數(shù)據(jù)存儲、USB接口等硬件模塊，通過A/D和定時器捕獲等功能接口，采集來自ARM系統(tǒng)前端的非接觸式傳感器的車速信號和制動踏板力信號，處理后的數(shù)據(jù)可以在液晶上顯示出來，存儲在數(shù)據(jù)存儲單元，同時也可以通過USB接口將采集和計算的各種數(shù)據(jù)傳送到上位機(jī)中。設(shè)計了上位機(jī)上對制動性能分析與評價軟件，它可以繪制出制動過程中的速度-時間等曲線，并對制動性能做出評價。 關(guān)鍵字：關(guān)鍵字：汽車 制動性能 ARM UC/OS-目目 錄錄引引 言言.11 1 設(shè)計要求設(shè)計要求 .42 2 汽車

3、制動性能測試方法汽車制動性能測試方法 .42.1制動過程分析.42.2測試標(biāo)準(zhǔn)與測試內(nèi)容.5 2.2.1 制動距離檢測行車制動性能標(biāo)準(zhǔn). 5 2.2.2 充分發(fā)出的平均減速度檢驗行車制動性能標(biāo)準(zhǔn).53 3 系統(tǒng)硬件部分設(shè)計系統(tǒng)硬件部分設(shè)計 .63.1系統(tǒng)硬件部分總體設(shè)計.63.2 傳感器信號調(diào)理.63.3ARM 微處理器 LPC2294.73.4系統(tǒng)電源電路.93.5復(fù)位晶振電路.93.6鍵盤擴(kuò)展電路.104 4 系統(tǒng)軟件部分設(shè)計系統(tǒng)軟件部分設(shè)計 .124.1系統(tǒng)軟件總體設(shè)計.124.2ARM 微處理器與上位計算機(jī)串行通信. 134.3程序流程圖.145 5 測試結(jié)果測試結(jié)果 .146 6 總

4、結(jié)總結(jié) .15參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn).16引引 言言 汽車的制動性能是汽車性能的重要指標(biāo)之一 ,是汽車檢測中的重要項目。目前制動性能檢測有臺架法和路試法 ,臺架法雖然被廣泛使用 ,但是由于其檢測結(jié)果不能完全反應(yīng)汽車實(shí)際制動過程中的運(yùn)動變化，而且臺架測試中通常以車輪制動力的大小和左右車輪制動力的差值來評價汽車的制動性能。在臺架實(shí)驗中，一般不對這個制動過程的踏板力、制動力和制動時間的關(guān)系進(jìn)行記錄，這對于制動系統(tǒng)沒有故障且無遲滯現(xiàn)象的多數(shù)汽車是合理的， 但是對于制動時有明顯遲滯現(xiàn)象的汽車，臺架檢測合格的汽車，實(shí)際上不一定合格；另一方面，在臺架上檢測時，前后軸為靜載荷，不變化。而在路面測試時，由于慣性的作用

5、，前后軸載荷會發(fā)生變化，而這種變化會影響到制動效果，因此臺架檢測汽車的制動性有一定的局限性。 ,存在一定的缺陷。 而路試法能比較準(zhǔn)確的反映汽車制動的實(shí)際過程 ,但同時也要求路試法檢測設(shè)備具有很高的實(shí)時性和高速數(shù)據(jù)處理能力 。隨著計算機(jī)的飛速發(fā)展 ,越來越多的融人先進(jìn)技術(shù)的便攜式道路制動性能測試系統(tǒng)被研制出來 ,國標(biāo)路試法制動性能的檢測項目做出了規(guī)定,根據(jù) GB72582004 規(guī)定,路試法檢測汽車制動性能的檢測項目制動距離充分發(fā)出的平均減速度制動踏板力制動時間。這些檢測的數(shù)據(jù)采集和處理,要求的實(shí)時性和精度都非常高,而且需要很多擴(kuò)展功能,為滿足汽車的制動性能檢測的要求,本文設(shè)計了基于 ARM 的

6、汽車制動性能檢測系統(tǒng)。（一）汽車制動性能檢測技術(shù)發(fā)展（一）汽車制動性能檢測技術(shù)發(fā)展 一一. .制動控制系統(tǒng)的歷史制動控制系統(tǒng)的歷史 最原始的制動控制只是駕駛員操縱一組簡單的機(jī)械裝置向制動器施加作用力，這時的車輛的質(zhì)量比較小，速度比較低，機(jī)械制動雖已滿足車輛制動的需要，但隨著汽車自質(zhì)量的增加，助力裝置對機(jī)械制動器來說已顯得十分必要。這時，開始出現(xiàn)真空助力裝置。 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展及汽車工業(yè)的發(fā)展，車輛制動有了新的突破，液壓制動是繼機(jī)械制動后的又一重大革新。20 世紀(jì) 80 年代后期，世界汽車技術(shù)領(lǐng)域最顯著的成就就是防抱制動系統(tǒng)(ABS)的實(shí)用和推廣。ABS集微電子技術(shù)、精密加工技術(shù)、液壓控制技術(shù)

7、為一體，是機(jī)電一體化的高技術(shù)產(chǎn)品。它的安裝大大提高了汽車的主動安全性和操縱性。防抱裝置一般包括三部分：傳感器、控制器(電子計算機(jī))與壓力調(diào)節(jié)器。傳感器接受運(yùn)動參數(shù)，如車輪角速度、角加速度、車速等傳送給控制裝置，控制裝置進(jìn)行計算并與規(guī)定的數(shù)值進(jìn)行比較后，給壓力調(diào)節(jié)器發(fā)出指令。 二二. .制動控制系統(tǒng)的現(xiàn)狀制動控制系統(tǒng)的現(xiàn)狀 傳統(tǒng)的制動控制系統(tǒng)只做一樣事情，即均勻分配油液壓力。當(dāng)制動踏板踏下時，主缸就將等量的油液送到通往每個制動器的管路，并通過一個比例閥使前后平衡。而 ABS 或其他一種制動干預(yù)系統(tǒng)則按照每個制動器的需要時對油液壓力進(jìn)行調(diào)節(jié)。 目前，車輛防抱制動控制系統(tǒng)(ABS)已發(fā)展成為成熟的產(chǎn)

8、品，并在各種車輛上得到了廣泛的應(yīng)用，但是這些產(chǎn)品基本都是基于車輪加、減速門限及參考滑移率方法設(shè)計的。 另外，由于編制邏輯門限 ABS 有許多局限性，所以近年來在 ABS 的基礎(chǔ)上發(fā)展了車輛動力學(xué)控制系統(tǒng)(VDC)。結(jié)合動力學(xué)控制的最佳 ABS 是以滑移率為控制目標(biāo)的 ABS，它是以連續(xù)量控制形式，使制動過程中保持最佳的、穩(wěn)定的滑移率，理論上是一種理想的 ABS 控制系統(tǒng)滑移率控制的難點(diǎn)在于確定各種路況下的最佳滑移率，另一個難點(diǎn)是車輛速度的測量問題，它應(yīng)是低成本可靠的技術(shù)，并最終能發(fā)展成為使用的產(chǎn)品。 因此，發(fā)展魯棒性的 ABS 控制系統(tǒng)成為關(guān)鍵。現(xiàn)在，多種魯棒控制系統(tǒng)應(yīng)用到 ABS 的控制邏輯

9、中來。除傳統(tǒng)的邏輯門限方法是以比較為目的外，增益調(diào)度PID 控制、變結(jié)構(gòu)控制和模糊控制是常用的魯棒控制系統(tǒng)，是目前所采用的以滑移率為目標(biāo)的連續(xù)控制系統(tǒng)。 另外，也有采用其它的控制方法，如基于狀態(tài)空門及線性反饋理論的方法，模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)等。各種控制方法并不是單獨(dú)應(yīng)用在汽車上，通常是幾種控制方法組合起來實(shí)施。如可以將模糊控制和 PID 結(jié)合起來，兼顧模糊控制的魯棒性和 PID 控制的高精度，能達(dá)到很好的控制效果。 三三. .制動控制系統(tǒng)的發(fā)展制動控制系統(tǒng)的發(fā)展 今天，ABS/ASR 已經(jīng)成為歐美和日本等發(fā)達(dá)國家汽車的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備。車輛制動控制系統(tǒng)的發(fā)展主要是控制技術(shù)的發(fā)展。一方面是擴(kuò)大控制范圍、

10、增加控制功能；另一方面是采用優(yōu)化控制理論，實(shí)施伺服控制和高精度控制。 在第一方面，ABS 功能的擴(kuò)充除 ASR 外，同時把懸架和轉(zhuǎn)向控制擴(kuò)展進(jìn)來，使 ABS 不僅僅是防抱死系統(tǒng)，而成為更綜合的車輛控制系統(tǒng)。 在第二個方面，一些智能控制技術(shù)如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)是現(xiàn)在比較新的控制技術(shù)，已經(jīng)有人將其應(yīng)用在汽車的制動控制系統(tǒng)中。ABS/ASR 并不能解決汽車制動中的所有問題。因此由 ABS/ASR 進(jìn)一步發(fā)展演變成電子控制制動系統(tǒng)(EBS)，這將是控制系統(tǒng)發(fā)展的一個重要的方向。 四四. .全電路制動全電路制動(BBW)(BBW) BBW 是未來制動控制系統(tǒng)的 L 發(fā)展方向。全電制動不同于傳統(tǒng)的制動系統(tǒng)，

11、因為其傳遞的是電，而不是液壓油或壓縮空氣，可以省略許多管路和傳感器，縮短制動反應(yīng)時間。其主要包含以下部分： a)電制動器。其結(jié)構(gòu)和液壓制動器基本類似，有盤式和鼓式兩種，作動器是電動機(jī)； b)電制動控制單元(ECU)。接收制動踏板發(fā)出的信號，控制制動器制動；接收駐車制動信號，控制駐車制動；接收車輪傳感器信號，識別車輪是否抱死、打滑等，控制車輪制動力，實(shí)現(xiàn)防抱死和驅(qū)動防滑。 c)輪速傳感器。準(zhǔn)確、可靠、及時地獲得車輪的速度； d)線束。給系統(tǒng)傳遞能源和電控制信號； e)電源。為整個電制動系統(tǒng)提供能源。與其他系統(tǒng)共用。 系統(tǒng)一旦出現(xiàn)故障，立即發(fā)出信息，確保信息傳遞符合法規(guī)最適合的方法是多重通道分時區(qū)

12、(TDMA)，它可以保證不出現(xiàn)不可預(yù)測的信息滯后。TTP/C 協(xié)議是根據(jù) TDMA 制定的。第三是抗干擾處理。車輛在運(yùn)行過程中會有各種干擾信號，如何消除這些干擾信號造成的影響，目前存在多種抗干擾控制系統(tǒng)，基本上分為兩種：即對稱式和非對稱式抗干擾控制系對稱式抗干擾控制系統(tǒng)是用兩個相同的 CPU 和同樣的計算程序處理制動信號。非對稱式抗干擾控制系統(tǒng)是用兩個不同的 CPU 和不一樣的計算程序處理制動信號電制動控制系統(tǒng)首先用在混合動力制動系統(tǒng)車輛上，采用液壓制動和電制動兩種制動系統(tǒng)。 五五. .結(jié)論結(jié)論 現(xiàn)代汽車制動控制技術(shù)正朝著電子制動控制方向發(fā)展。全電制動控制因其巨大的優(yōu)越性，將取代傳統(tǒng)的以液壓為

13、主的傳統(tǒng)制動控制系統(tǒng)。同時，隨著其他汽車電子技術(shù)特別是超大規(guī)模集成電路的發(fā)展，電子元件的成本及尺寸不斷下降。 汽車電子制動控制系統(tǒng)將與其他汽車電子系統(tǒng)如汽車電子懸架系統(tǒng)、汽車主動式方向擺動穩(wěn)定系統(tǒng)、電子導(dǎo)航系統(tǒng)、無人駕駛系統(tǒng)等融合在一起成為綜合的汽車電子控制系統(tǒng)，未來的汽車中就不存在孤立的制動控制系統(tǒng)，各種控制單元集中在一個 ECU 中，并將逐漸代替常規(guī)的控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)車輛控制的智能化。 但是，汽車制動控制技術(shù)的發(fā)展受整個汽車工業(yè)發(fā)展的制約。有一個巨大的汽車現(xiàn)有及潛在的市場的吸引，各種先進(jìn)的電子技術(shù)、生物技術(shù)、信息技術(shù)以及各種智能技術(shù)才不斷應(yīng)用到汽車制動控制系統(tǒng)中來。同時需要各種國際及國內(nèi)的相

14、關(guān)法規(guī)的健全，這樣裝備新的制動技術(shù)的汽車就會真正應(yīng)用到汽車的批量生產(chǎn)中。1 1 設(shè)計要求設(shè)計要求 采用 ARM 系統(tǒng)構(gòu)建一個路試法的汽車制動性能測試系統(tǒng)。檢測項目有制動距離充分發(fā)出的平均減速度制動踏板力制動時間。這些檢測的數(shù)據(jù)采集和處理,要求的實(shí)時性和精度都非常高,而且需要很多擴(kuò)展功能,為滿足汽車的制動性能檢測的要求?，F(xiàn)代汽車制動系統(tǒng)的發(fā)展趨勢2 汽車制動性能測試方法汽車制動性能測試方法2.1 制動過程分析制動過程分析 圖 2-1 圖 2-1 是汽車制動過程中制動踏力板、速度、減速度、距離隨時間變化的理想曲線。如圖 2-1（a）駕駛員接到緊急制動信號，由于駕駛員有個反應(yīng)過程，不可以立即采取行動

15、，需要經(jīng)過時間才開始踩制動踏板，這段時間叫駕駛員1t反應(yīng)時間。它包括駕駛員發(fā)現(xiàn)障礙，識別障礙并作出決定，腳從油門踏板換成制動踏板的時間，以及消除制動間隙時間。這一般時間為。接下來駕駛3 . 0s1員持續(xù)踩下制動踏板，踏板力不斷增加，一直到達(dá)最大值，這段時間踏板力增大時間，如圖 2-1（）從腳踩下制動踏板，到汽車開始減速需要經(jīng)過時btb12t間，這些主要用于消除制動的一些間隙，減速度從 1 點(diǎn)開始持續(xù)增加，到最大值的 2 點(diǎn)，此后減速度保持不變，持續(xù)制動到 3 點(diǎn)，汽車停止在 3 點(diǎn)，這段時間稱持續(xù)制動時間從時間內(nèi)，由于汽車并未產(chǎn)生減速，這段時間內(nèi)，汽1t21t車基本上保持勻速運(yùn)動，從 1 點(diǎn)以

16、后，由于有減速度，速度一直減小直至停止，如圖 2-1（ ） 。通過以上的制動分析可知，本系統(tǒng)測量的制動過程是制動踏板c被踩下到汽車完全停止住，故汽車的制動是，這段時間汽車駛過的距32221ttt離就是制動距離，如圖 2-1（） 。d2.2 測試標(biāo)準(zhǔn)與測試內(nèi)容測試標(biāo)準(zhǔn)與測試內(nèi)容2.2.12.2.1 制動距離檢測行車制動性能標(biāo)準(zhǔn)制動距離檢測行車制動性能標(biāo)準(zhǔn) 制動距離是指汽車在規(guī)定初速度下急剎車，從腳接觸制動踏板至汽車停時汽車駛過的距離。 制動穩(wěn)定性要求：機(jī)動車的任何部位不允許超出規(guī)定寬度的實(shí)驗通道的邊緣線。 表 2-1 是機(jī)動車運(yùn)行安全技術(shù)條件路試法測試行車制動性20047258GB能對制動距離和

17、制動穩(wěn)定性要求。表 2-1 制動距離與制動穩(wěn)定性要求 汽車類型制動初速度hKm/滿載制動距離要求)(m空載制動距離要求)(m實(shí)驗通道寬度)(m三輪汽車200 . 52.5乘用車500 .200 .192.5總質(zhì)量的低速Kg3500貨車300 . 90 . 82.5其它總質(zhì)量的汽車Kg3500500 .220 .212.5其它汽車、汽車列車300 .100 . 93.02.2.2 充分發(fā)出的平均減速度檢驗行車制動性能標(biāo)準(zhǔn)充分發(fā)出的平均減速度檢驗行車制動性能標(biāo)準(zhǔn)充分發(fā)出的平均減速度充分發(fā)出的平均減速度（3-1）其中：MFDD)(92.2522beebssvv實(shí)驗車制動初速度，；0vhKm/-0.8

18、，實(shí)驗車速，；bv0vhKm/-0.1，實(shí)驗車速，；ev0vhKm/ -實(shí)驗車速從到之間車輛行駛距離，；bs0vbvm -實(shí)驗車速從到之間車輛行駛距離，；es0vevm3 3 系統(tǒng)硬件部分設(shè)計系統(tǒng)硬件部分設(shè)計3.1 系統(tǒng)硬件部分總體設(shè)計系統(tǒng)硬件部分總體設(shè)計 從制動性能測試系統(tǒng)的功能要求出發(fā)，設(shè)計了如圖 3-1 的測試系統(tǒng)。包括微處理器、信號輸人 、鍵盤驅(qū)動電路、液晶顯示 、接口 、數(shù)據(jù)存儲等模塊 。圖 3-1微處理器采用芯片，其核心是,它是一款基于 16/32 位,既可以執(zhí)ARM2294LPC行 32 位的 指令,也可以執(zhí)行 16 位指令,支持實(shí)時仿真和跟蹤的ARMThumb。內(nèi)部有 16 靜

19、態(tài)和 256的,有高速CPU2294LPCKBRAMKBFlash ROM接口 8,路 10 位 轉(zhuǎn)換器 。CI2DA/3.2 傳感器信號調(diào)理傳感器信號調(diào)理 圖 3-2 車速傳感器與踏板開關(guān)信號處理電路圖 如圖 3-2 踏板開關(guān)信號經(jīng)過光電隔離后在經(jīng)過SIGNALSWPOW反向后輸入到的外部中斷 1 引腳；速度傳感器的速度脈沖信0474HC2294LPC號經(jīng)過光電耦合后經(jīng)過反向后輸入到的定時器SIGNALVEL0474HC2294LPC捕獲引腳。光耦輸出端使用的電源經(jīng)過 DC-DC 模塊隔離的。這0 . 1CAP0505B樣就實(shí)現(xiàn)了踏板開關(guān)信號、速度信號與信號輸入端的隔離。2294LPC 如圖

20、 3-3 踏板力傳感器輸出的信號是 012V 的電壓信號，而的2294LPCA/D 口的模擬電壓輸出范圍是 03.3V,實(shí)現(xiàn)這一電壓轉(zhuǎn)換使用兩級運(yùn)算放大器是實(shí)現(xiàn)。 圖 3-3 踏板力傳感器信號處理電路3.33.3 ARMARM 微處理器微處理器 LPC2294LPC2294 LPC2294 是基于一個支持實(shí)時仿真和跟蹤的 16/32 位 CPU，并帶有 256 k 字節(jié)嵌入的高速 Flash 存儲器。128 位寬度的存儲器接口和獨(dú)特的加速結(jié)構(gòu)使 32 位代碼能夠在最大時鐘速率下運(yùn)行。對代碼規(guī)模有嚴(yán)格控制的應(yīng)用可使用 16 位Thumb 模式將代碼規(guī)模降低超過 30%，而性能的損失卻很小。 由于

21、LPC2292/2294的144腳封裝、極低的功耗、多個32位定時器、8路10位ADC、2/4(LPC2292/LPC2294)路CAN、PWM通道以及多達(dá)9個外部中斷使它們特別適用于汽車、工業(yè)控制應(yīng)用以及醫(yī)療系統(tǒng)和容錯維護(hù)總線。LPC2292/2294包含76（使用了外部存儲器）112（單片）個GPIO口。由于內(nèi)置了寬范圍的串行通信接口，它們也非常適合于通信網(wǎng)關(guān)、協(xié)議轉(zhuǎn)換器以及其它各種類型的應(yīng)用。LPC2294主要特征 16/32位ARM7TDMI-S微處理器，LQFP144封裝。 16 kB片內(nèi)靜態(tài)RAM和256kB片內(nèi)Flash程序存儲器。128位寬接口/加速器可實(shí)現(xiàn)高達(dá)60MHz的工作

22、頻率。 通過片內(nèi)boot裝載程序?qū)崿F(xiàn)在系統(tǒng)編程（ISP）和在應(yīng)用編程（IAP）。512字節(jié)行編程時間為1ms。單扇區(qū)或整片擦除時間為400ms。 EmbeddedICE-RT和嵌入式跟蹤接口使用片內(nèi)RealMonitor軟件對任務(wù)進(jìn)行實(shí)時調(diào)試并支持對執(zhí)行代碼進(jìn)行無干擾的高速實(shí)時跟蹤。 2/4(LPC2292/2294)個互連的CAN接口，帶有先進(jìn)的驗收濾波器。多個串行接口，包括2個16C550工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)UART、高速I2C接口（400 kbit/s）和2個SPI接口。 8路10位A/D轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換時間低至2.44s。 2個32位定時器（帶4路捕獲和4路比較通道）、PWM單元（6路輸出）、實(shí)時時鐘

23、和看門狗。 向量中斷控制器?？膳渲脙?yōu)先級和向量地址。 通過外部存儲器接口可將存儲器配置成4組，每組的容量高達(dá)16Mb，數(shù)據(jù)寬度為8/16/32位。 多達(dá)112個通用I/O口（可承受5V電壓），9個邊沿或電平觸發(fā)的外部中斷引腳。 通過片內(nèi)PLL可實(shí)現(xiàn)最大為60MHz的 CPU操作頻率。 片內(nèi)晶振頻率范圍：130 MHz 2個低功耗模式：空閑和掉電 通過外部中斷將處理器從掉電模式中喚醒 可通過個別使能/禁止外部功能來優(yōu)化功耗。 雙電源 CPU操作電壓范圍：1.651.95 V(1.8 V 0.15 V) I/O操作電壓范圍：3.03.6 V(3.3 V 10%)，可承受5V電壓。 圖3-4LPC2

24、294內(nèi)部結(jié)構(gòu)3.43.4 系統(tǒng)電源電路系統(tǒng)電源電路 LPC2294 使用雙電源，其內(nèi)核 CPU 采用+1.8V 電壓，I/O 口使用+3.3V 電壓，而液晶顯示模式使用+5V 電壓，踏板力傳感器和非接觸式傳感器使用+12V 電壓供電。故需為系統(tǒng)提供以上四種電壓，本系統(tǒng)中電源部分采用+12V 電壓輸入，電源轉(zhuǎn)換電路如圖 3-6。外部提供+12V 電源，經(jīng)過兩級 DC-DC 轉(zhuǎn)換可以得到LPC2294 所需要的兩種電壓，第一級經(jīng)過 L7805CV 將 12V 轉(zhuǎn)到+5V，第二級則分別使用 DC-DC 模塊 SPX1117M3-3-3 和 SPX1117M3-1.8 是將+3.3V 到+1.8V。

25、 圖 3-5 系統(tǒng)電源電路3.53.5 復(fù)位晶振電路復(fù)位晶振電路 復(fù)位是將微處理器初始化為某個確定的初始化狀體，復(fù)位信號的產(chǎn)生電路有很多種，最簡單的阻容復(fù)位電路，但這種復(fù)位電路可靠性較差，不能保證任何情況下都能對微處理器進(jìn)行復(fù)位。圖 3-7 是使用 SP708S 擴(kuò)展的外部手動的復(fù)位電路。SP708S 支持高/低電平兩種復(fù)位方式，LPC2294 是采用低電平復(fù)位，選擇SP708S 的低電平復(fù)位引腳 7 與 LPC2294 的復(fù)位引腳連接，可以產(chǎn)生 200寬度ms的復(fù)位脈沖，實(shí)現(xiàn)對 LPC2294 的復(fù)位。圖 3-6 系統(tǒng)復(fù)位電路 LPC2294 在使用外部晶振時，微控制器僅支持 1-30HZ

26、的外部晶振， LPC2294的振蕩器可以在工作在從屬模式和振蕩模式，本系統(tǒng)外部晶振模式時，晶振電路圖如圖 3-8；圖 3-7 系統(tǒng)晶振電路3.63.6 鍵盤擴(kuò)展電路鍵盤擴(kuò)展電路特點(diǎn): I2C串行接口提供鍵盤中斷信號方便與處理器接口 可驅(qū)動8位共陰數(shù)碼管或64只獨(dú)立LED和64個按鍵 可控掃描位數(shù)可控任一數(shù)碼管閃爍 提供數(shù)據(jù)譯碼和循環(huán)移位段尋址等控制 8個功能鍵可檢測任一鍵的連擊次數(shù) 無需外接元件即直接驅(qū)LED可擴(kuò)展驅(qū)動電流和驅(qū)動電壓 提供工業(yè)級器件多種封裝形式PDIP24 SO24引腳圖如3-8圖3-8 ZLG7290的引腳圖功能描述(a) 鍵盤部分 ZLG7290可采樣16個按鍵或傳感器可檢

27、測每個按鍵的連擊次數(shù)其基本功能如下。1 鍵盤去抖動處理當(dāng)鍵被按下和放開時可能會出現(xiàn)電平狀態(tài)反復(fù)變化稱作鍵盤抖動若不作處理會引起按鍵盤命令錯誤，所以要進(jìn)行去抖動處理以讀取穩(wěn)定的鍵盤狀態(tài)為準(zhǔn)。2 雙鍵互鎖處理 當(dāng)有兩個以上按鍵被同時按下時ZLG7290只采樣優(yōu)先級高的按鍵優(yōu)先順序為S1S2S64。如同時按下S2 和S18 時采樣到S2。3 連擊鍵處理 當(dāng)某個按鍵按下時，輸出一次鍵值后如果該按鍵還未釋放該鍵值連續(xù)有效就像連續(xù)壓按該鍵一樣。這種功能稱為連擊連擊次數(shù)計數(shù)器RepeatCnt，可區(qū)別出單擊某些功能不允許連擊如開。關(guān)或連擊判斷連擊次數(shù)可以檢測被按時間以防止某些功能誤操作如連續(xù)按5，秒經(jīng)入?yún)?shù)

28、設(shè)置狀態(tài)。4 功能鍵處理 功能鍵能實(shí)現(xiàn)2 個以上按鍵同時按下來擴(kuò)展按鍵數(shù)目或?qū)崿F(xiàn)特殊功能如PC機(jī)上的Shift ，Ctrl，Alt鍵典型應(yīng)用圖中的S57-S64 為功能鍵。 圖3-9 ZLG7290的原理圖圖 3-10 鍵盤擴(kuò)展電路4 4 系統(tǒng)軟件部分設(shè)計系統(tǒng)軟件部分設(shè)計4.14.1 系統(tǒng)軟件總體設(shè)計系統(tǒng)軟件總體設(shè)計 系統(tǒng)軟軟件部分主要由系統(tǒng)層 、驅(qū)動層和應(yīng)用層組成 。系統(tǒng)層設(shè)計首先是進(jìn)行嵌人式操作系統(tǒng)內(nèi)核的移植 ,再對內(nèi)核擴(kuò)形成一個簡單、高效的操作系統(tǒng)。驅(qū)動層是在系統(tǒng)層上開發(fā)硬件驅(qū)動程序 ,它是實(shí)現(xiàn)應(yīng)用層對硬件使用的接口 。應(yīng)用層設(shè)計是在操作系統(tǒng)的基礎(chǔ)上進(jìn)行任務(wù)設(shè)計 ,如數(shù)據(jù)采集任務(wù)、數(shù)據(jù)處

29、理任務(wù) 、通訊任務(wù)、顯示任務(wù)和鍵盤掃描任務(wù)。件部分總體設(shè)計 圖 4-1 系統(tǒng)軟件部分總體設(shè)計框圖 軟件部分主要由系統(tǒng)層和應(yīng)用層組成。系統(tǒng)層設(shè)計首先是進(jìn)行嵌入式操作系統(tǒng)內(nèi)核的移植，再對內(nèi)核擴(kuò)展形成一個簡單、高效的操作系統(tǒng)。應(yīng)用層設(shè)計是在操作系統(tǒng)的基礎(chǔ)上進(jìn)行數(shù)據(jù)采集任務(wù)、數(shù)據(jù)處理任務(wù)、通訊任務(wù)、顯示任務(wù)和鍵盤掃描任務(wù)的設(shè)計。 系統(tǒng)層以免費(fèi)、成熟的 C/OSII 操作系統(tǒng)內(nèi)核為基礎(chǔ)進(jìn)行擴(kuò)展。根據(jù) C/OSII 的體系結(jié)構(gòu)，它的移植包括 OS_CPU.H，OS_CPU_A.ASM，OS_CPU_C.C 三個文件中的代碼進(jìn)行移植，以及對與之應(yīng)用設(shè)置相關(guān)的 OS_CFG.H、INCLUDE.H 兩個文件中

30、的代碼進(jìn)行移植。在 C/OSII 提供的任務(wù)調(diào)度內(nèi)核的基礎(chǔ)上通過設(shè)計驅(qū)動程序模塊、操作系統(tǒng)的 API 函數(shù)、系統(tǒng)的任務(wù)、任務(wù)調(diào)度模塊等模塊對操作系統(tǒng)內(nèi)核進(jìn)行擴(kuò)展。通過設(shè)計實(shí)現(xiàn) LCD 和 USB 設(shè)備的接口函數(shù)，建立驅(qū)動程序模塊，使操作系統(tǒng) API函數(shù)和底層硬件分離開；操作系統(tǒng)的 API 函數(shù)部分主要是設(shè)計圖形用戶接口（GUI）函數(shù)，建立系統(tǒng) API 函數(shù)庫；系統(tǒng)任務(wù)設(shè)計液晶顯示屏刷新任務(wù)、按鍵掃描任務(wù)兩個基本任務(wù)，并隨操作系統(tǒng)的啟動而運(yùn)行。4.24.2 ARMARM微處理器與上位計算機(jī)串行通信微處理器與上位計算機(jī)串行通信將ARM微處理器采集的車速、輪速等數(shù)據(jù)通過串行通信的方式傳遞給上位計算機(jī)

31、，并由上位 計算機(jī)中己編制好的Visual Basic6.0程序進(jìn)行數(shù)據(jù)計算，以實(shí)現(xiàn)對汽車制動性能的 評價。串行通信的控件屬性設(shè)置方法如下：在VB窗體上布置一MSComm控件，作為串行通信的 通道，將屬性窗口中的CommPort屬性值修改為2，將RTHreshold屬性設(shè)為1，即只要外界傳送 任何字符串，隨即引發(fā)事件，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)在ARM微處理器與上位計算機(jī)之間的傳輸。部分串行通信程序代碼如下：long UARTEnable (long I Port，long I DataRate，long I DataBits，long I StopBits，long I Parity，long I EvenParity) unsigned rharpuePtr=(unsigned char)HwBaseAddress： /硬件的基地址 long I Rates12=115200，76800，57600，38400，28800，19200，14400，9600，4800， 2400，1200，110： /串口波特率 long