硬件在環(huán)測(cè)試

1、dSPACE dSPACE 應(yīng)用應(yīng)用dSPACE應(yīng)用與實(shí)例應(yīng)用與實(shí)例重慶大學(xué)機(jī)械傳動(dòng)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室重慶大學(xué)機(jī)械傳動(dòng)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室dSPACE dSPACE 應(yīng)用應(yīng)用dSPACE概述概述第一部分第一部分dSPACE dSPACE 應(yīng)用應(yīng)用 總部設(shè)在總部設(shè)在 PaderbornPaderborn 成立于成立于19881988年年 僅僅PaderbornPaderborn就有就有230230多員工多員工 超過(guò)超過(guò)70% 70% 的員工是技術(shù)人員的員工是技術(shù)人員BerlinPaderbornDsseldorfMunich+FrankfurtSchwaitenkirchendSPACE 公司公司 九州恒

2、潤(rùn)是中國(guó)大陸的為一代理九州恒潤(rùn)是中國(guó)大陸的為一代理 硬件在回路仿真系統(tǒng)硬件在回路仿真系統(tǒng) 超過(guò)超過(guò) 70% 70% 的產(chǎn)品銷往德國(guó)以外的產(chǎn)品銷往德國(guó)以外dSPACE dSPACE 應(yīng)用應(yīng)用dSPACE 產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域dSPACE目前廣泛應(yīng)用于：目前廣泛應(yīng)用于： 航空航天：如開(kāi)發(fā)飛行模擬器航空航天：如開(kāi)發(fā)飛行模擬器 電力電子：如電力輸配電系統(tǒng)開(kāi)發(fā)與測(cè)試電力電子：如電力輸配電系統(tǒng)開(kāi)發(fā)與測(cè)試 汽車：如汽車：如 ABS ABS 控制器的開(kāi)發(fā)與測(cè)試控制器的開(kāi)發(fā)與測(cè)試 發(fā)動(dòng)機(jī)：如發(fā)動(dòng)機(jī)控制與發(fā)動(dòng)機(jī)仿真發(fā)動(dòng)機(jī)：如發(fā)動(dòng)機(jī)控制與發(fā)動(dòng)機(jī)仿真 機(jī)器人：如機(jī)器人控制算法的研究機(jī)器人：如機(jī)器人控制算法的研究

3、工業(yè)控制：電機(jī)控制、加工過(guò)程控制等工業(yè)控制：電機(jī)控制、加工過(guò)程控制等 dSPACE dSPACE 應(yīng)用應(yīng)用 在當(dāng)今社會(huì)，市場(chǎng)對(duì)產(chǎn)品的需求呈現(xiàn)多樣性、快速性的趨勢(shì)，控制器的開(kāi)發(fā)面臨著多樣性需求和快速開(kāi)發(fā)之間的矛盾；對(duì)控制系統(tǒng)魯棒性和可靠性的要求也日趨增加，并行工程（即：設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)、測(cè)試和生產(chǎn)準(zhǔn)備同時(shí)進(jìn)行）被提上了日程。 dSPACE為這些問(wèn)題的解決創(chuàng)造了一個(gè)良好的環(huán)境，在開(kāi)發(fā)過(guò)程中dSPACE為快速控制原型（RCP）和硬件在回路仿真（HILS）提供了統(tǒng)一的應(yīng)用平臺(tái)。在快速控制原型中dSPACE作為控制器與實(shí)驗(yàn)對(duì)象相連，通過(guò)Controldesk觀察控制算法的性能，如果控制算法不理想，可以很快地進(jìn)

4、行反復(fù)修改設(shè)計(jì)，反復(fù)實(shí)驗(yàn)直到找到理想的控制方案。在硬件在回路仿真中dSPACE充當(dāng)控制對(duì)象，模擬控制對(duì)象產(chǎn)生的信號(hào)，用來(lái)檢驗(yàn)開(kāi)發(fā)的控制算法正確性和可靠性。dSPACE dSPACE 應(yīng)用應(yīng)用dSPACE 集成平臺(tái)集成平臺(tái)開(kāi)發(fā)的初期開(kāi)發(fā)的初期：l 繼承離線控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真結(jié)果繼承離線控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真結(jié)果l 實(shí)時(shí)研究控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)時(shí)研究控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)4 系統(tǒng)的時(shí)間特性系統(tǒng)的時(shí)間特性4 實(shí)時(shí)地確定實(shí)時(shí)地確定I/OI/O采樣時(shí)間采樣時(shí)間4 測(cè)試軟件中斷、硬件中斷測(cè)試軟件中斷、硬件中斷4 研究中斷優(yōu)先級(jí)的影響研究中斷優(yōu)先級(jí)的影響4 為硬件設(shè)計(jì)提供參考依據(jù)為硬件設(shè)計(jì)提供參考依據(jù)開(kāi)發(fā)的中后期：開(kāi)發(fā)的中后期

5、：l 測(cè)試控制計(jì)算機(jī)的功能測(cè)試控制計(jì)算機(jī)的功能4控制計(jì)算機(jī)是真實(shí)的控制計(jì)算機(jī)是真實(shí)的l 測(cè)試控制系統(tǒng)的硬件接口測(cè)試控制系統(tǒng)的硬件接口4傳感器和部分執(zhí)行部件是真實(shí)的傳感器和部分執(zhí)行部件是真實(shí)的dSPACE dSPACE 應(yīng)用應(yīng)用dSPACE V-Cycle 開(kāi)發(fā)流程開(kāi)發(fā)流程快速控制原型目標(biāo)代碼生成硬件在回路仿真標(biāo)定功能設(shè)計(jì)dSPACE dSPACE 應(yīng)用應(yīng)用分析分析,設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)從概念設(shè)計(jì)到測(cè)試從概念設(shè)計(jì)到測(cè)試建模建模, 仿真仿真I/O 庫(kù)庫(kù)Build實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)測(cè)試實(shí)時(shí)測(cè)試自動(dòng)化測(cè)試自動(dòng)化測(cè)試監(jiān)控監(jiān)控, 調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)dSPACE dSPACE 應(yīng)用應(yīng)用dSPACE 產(chǎn)品產(chǎn)品SPACEF dSPACE

6、軟件軟件4 RTI（離線工具與實(shí)時(shí)工具的接口）（離線工具與實(shí)時(shí)工具的接口）4 ControlDesk（測(cè)試和實(shí)驗(yàn)軟件工具）（測(cè)試和實(shí)驗(yàn)軟件工具）F dSPACE 硬件硬件4 單板系統(tǒng)單板系統(tǒng)4 組件系統(tǒng)組件系統(tǒng) h 處理器板處理器板h I/O 接口板接口板dSPACE dSPACE 應(yīng)用應(yīng)用dSPACE 軟件產(chǎn)品軟件產(chǎn)品-RTIRTI的優(yōu)點(diǎn)的優(yōu)點(diǎn) 完美的集成于完美的集成于Simulink 整體開(kāi)發(fā)環(huán)境的核心整體開(kāi)發(fā)環(huán)境的核心 自動(dòng)實(shí)現(xiàn)代碼的生成和下載自動(dòng)實(shí)現(xiàn)代碼的生成和下載 無(wú)須手工編寫代碼無(wú)須手工編寫代碼 支持多處理器系統(tǒng)支持多處理器系統(tǒng) 在在Simulink中對(duì)模型進(jìn)行分割中對(duì)模型進(jìn)行分割

7、 指定處理器之間的通訊協(xié)議指定處理器之間的通訊協(xié)議 保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊恢滦员ＷC數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊恢滦?支持處理器間中斷支持處理器間中斷 指定硬件及軟件中斷指定硬件及軟件中斷 支持單采樣頻率和多采樣頻率支持單采樣頻率和多采樣頻率 支持單任務(wù)模式和多任務(wù)模式支持單任務(wù)模式和多任務(wù)模式RTWMATLABSimulinkStateflowRT-SoftwareRT-HardwareReal-Time InterfacedSPACE dSPACE 應(yīng)用應(yīng)用dSPACE 軟件產(chǎn)品軟件產(chǎn)品- RTIdSPACE dSPACE 應(yīng)用應(yīng)用dSPACE 硬件產(chǎn)品硬件產(chǎn)品 - 控制器板控制器板開(kāi)發(fā)目標(biāo):通過(guò)單一板實(shí)施快速控

8、制原型設(shè)計(jì)通過(guò)單一板實(shí)施快速控制原型設(shè)計(jì)填補(bǔ)填補(bǔ) DS1102 和標(biāo)準(zhǔn)組件系統(tǒng)之間的空白和標(biāo)準(zhǔn)組件系統(tǒng)之間的空白支持高性能處理器支持高性能處理器 PowerPC PPC604e 內(nèi)置綜合內(nèi)置綜合 I/O 功能功能 8 D/A 20 A/D 32 數(shù)字?jǐn)?shù)字I/O RS232/RS422 三相及單相三相及單相PWM CAN接口接口 DS1103 控制器板控制器板dSPACE dSPACE 應(yīng)用應(yīng)用dSPACE 硬件產(chǎn)品硬件產(chǎn)品 - 控制器板控制器板開(kāi)發(fā)目標(biāo)開(kāi)發(fā)目標(biāo): :通過(guò)單一板實(shí)施快速控制原型設(shè)計(jì)通過(guò)單一板實(shí)施快速控制原型設(shè)計(jì)采用采用PCI總線結(jié)構(gòu)總線結(jié)構(gòu)支持高性能處理器支持高性能處理器 Pow

9、erPC PPC603e32MByte SRAM內(nèi)置綜合內(nèi)置綜合 I/O 功能功能 8 D/A; 8 A/D 2 增量編碼器接口增量編碼器接口 32 數(shù)字?jǐn)?shù)字I/O RS232/RS422 三相及單相三相及單相PWMDS1104 控制器板控制器板dSPACE dSPACE 應(yīng)用應(yīng)用DS1005主處理器板主處理器板強(qiáng)大的計(jì)算能力和強(qiáng)大的計(jì)算能力和I/OI/O管管理能力理能力DS1005 從處理器板從處理器板dSPACE 硬件產(chǎn)品硬件產(chǎn)品 - 標(biāo)準(zhǔn)組件系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)組件系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)組件系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)組件系統(tǒng)Processor 板板+I/O 板板A/D轉(zhuǎn)換板D/A轉(zhuǎn)換板定時(shí)/數(shù)字I/O板增量編碼器接口板MIL-15

10、53接口板其它I/O板RS232/422/485 串行接口板PHSdSPACE dSPACE 應(yīng)用應(yīng)用dSPACE硬件產(chǎn)品硬件產(chǎn)品 - 汽車內(nèi)置系統(tǒng)汽車內(nèi)置系統(tǒng)dSPACE專門為汽車用戶提供快速開(kāi)發(fā)及測(cè)試系統(tǒng)專門為汽車用戶提供快速開(kāi)發(fā)及測(cè)試系統(tǒng)MicroAutoBox 用于對(duì)汽車進(jìn)行快速測(cè)試 價(jià)廉質(zhì)優(yōu)AutoBox 快速開(kāi)發(fā)汽車控制系統(tǒng) 在產(chǎn)品型ECU制成前進(jìn)行汽車內(nèi)置試驗(yàn) 充足的可擴(kuò)展I/OdSPACE dSPACE 應(yīng)用應(yīng)用利用利用dSPACE進(jìn)行汽車控制器開(kāi)發(fā)過(guò)程進(jìn)行汽車控制器開(kāi)發(fā)過(guò)程第二部分第二部分dSPACE dSPACE 應(yīng)用應(yīng)用部件部件需求需求功能設(shè)計(jì)功能設(shè)計(jì)系統(tǒng)分解系統(tǒng)分解系統(tǒng)

11、確認(rèn)系統(tǒng)確認(rèn)功能測(cè)試功能測(cè)試部件集成部件集成部件設(shè)計(jì)部件設(shè)計(jì)HW / SWHW / SW系統(tǒng)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)開(kāi)發(fā)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)流程設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)集集成成dSPACE dSPACE 應(yīng)用應(yīng)用dSPACE控制器控制器V模式開(kāi)發(fā)流程模式開(kāi)發(fā)流程目標(biāo)代碼生成硬件在回路仿真標(biāo)定快速控制原型功能設(shè)計(jì)dSPACE dSPACE 應(yīng)用應(yīng)用三個(gè)重要的概念三個(gè)重要的概念軟件在回路 控制器與控制對(duì)象的功能仿真原型控制器在回路仿真 原型控制器 控制對(duì)象硬件在回路真實(shí)的ECU虛擬仿真控制對(duì)象dSPACE dSPACE 應(yīng)用應(yīng)用當(dāng)今的開(kāi)發(fā)流程當(dāng)今的開(kāi)發(fā)流程- V循環(huán)循環(huán)功能設(shè)計(jì)功能設(shè)計(jì)目標(biāo)代碼生成目標(biāo)代碼生成Hardware-in-the-

12、LoopCalibration快速控制原型快速控制原型MATLAB/Simulink/Stateflow建模與仿真的平臺(tái)，首先用于離線仿真把框圖作為可執(zhí)行的技術(shù)規(guī)范dSPACE dSPACE 應(yīng)用應(yīng)用MATLAB / Simulinkn工程計(jì)算的標(biāo)準(zhǔn)軟件n基于模型的控制器設(shè)計(jì)n用Simulink對(duì)非線性動(dòng)態(tài)系統(tǒng)仿真dSPACE dSPACE 應(yīng)用應(yīng)用Stateflow 事件驅(qū)動(dòng)控制邏輯建模 用圖形化方式創(chuàng)建有限狀態(tài)機(jī) 狀態(tài)及狀態(tài)轉(zhuǎn)移 事件定義（全局或局部） 動(dòng)作語(yǔ)言 流程圖 具有良好的分層設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu) 使用統(tǒng)一的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)維護(hù) 與Matlab/Simulink無(wú)縫結(jié)合 支持代碼生成（Stateflo

13、w Coder）dSPACE dSPACE 應(yīng)用應(yīng)用例：發(fā)動(dòng)機(jī)控制例：發(fā)動(dòng)機(jī)控制 在在 Simulink中進(jìn)行功能設(shè)計(jì)中進(jìn)行功能設(shè)計(jì) 標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)描述文件 仿真的基礎(chǔ) 快速控制原型的基礎(chǔ) 產(chǎn)品代碼生成的基礎(chǔ) 硬件在回路仿真的基礎(chǔ) 控制單元開(kāi)發(fā)人員的“可執(zhí)行技術(shù)規(guī)范”dSPACE dSPACE 應(yīng)用應(yīng)用當(dāng)今的開(kāi)發(fā)流程當(dāng)今的開(kāi)發(fā)流程- V循環(huán)循環(huán)快速控制原型快速控制原型目標(biāo)代碼生成目標(biāo)代碼生成Hardware-in-the-Loop標(biāo)定標(biāo)定功能設(shè)計(jì)功能設(shè)計(jì)dSPACE 原型原型實(shí)驗(yàn)室與車載測(cè)試的可靠方案通過(guò)自動(dòng)代碼生成工具可以在幾分鐘內(nèi)把框圖變成實(shí)時(shí)的實(shí)驗(yàn)多種規(guī)格的硬件適用于不同的計(jì)算能力與I/O要

14、求dSPACE dSPACE 應(yīng)用應(yīng)用從離線到實(shí)時(shí)從離線到實(shí)時(shí)打開(kāi)離線模型去掉仿真的對(duì)象dSPACE dSPACE 應(yīng)用應(yīng)用從離線到實(shí)時(shí)從離線到實(shí)時(shí)打開(kāi)離線模型去掉仿真的對(duì)象打開(kāi)dSPACE的I/O庫(kù)與模型相連拖放適當(dāng)?shù)腎/O塊到模型中dSPACE dSPACE 應(yīng)用應(yīng)用從離線到實(shí)時(shí)從離線到實(shí)時(shí)生成代碼自動(dòng)下載到dSPACE實(shí)時(shí)的硬件打開(kāi)離線模型去掉仿真的對(duì)象打開(kāi)dSPACE的I/O庫(kù)與模型相連拖放適當(dāng)?shù)腎/O塊到模型中dSPACE dSPACE 應(yīng)用應(yīng)用離線到實(shí)時(shí)離線到實(shí)時(shí)生成代碼自動(dòng)下載到dSPACE實(shí)時(shí)的硬件打開(kāi)離線模型去掉仿真的對(duì)象打開(kāi)dSPACE的I/O庫(kù)與模型相連拖放適當(dāng)?shù)腎/O塊

15、到模型中開(kāi)始交互式試驗(yàn)dSPACE dSPACE 應(yīng)用應(yīng)用生成 I/O代碼激活編譯/連接器下載應(yīng)用程序?qū)崟r(shí)硬件Real-Time Interface/實(shí)時(shí)接口實(shí)時(shí)接口Real-Time Interface/實(shí)時(shí)接口實(shí)時(shí)接口自動(dòng)生成實(shí)時(shí)接口程序:- 代碼生成-加入實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)-下載應(yīng)用程序生成數(shù)據(jù)表用于監(jiān)視數(shù)據(jù)與參數(shù)調(diào)節(jié)dSPACE dSPACE 應(yīng)用應(yīng)用ControlDesk/實(shí)驗(yàn)控制臺(tái)實(shí)驗(yàn)控制臺(tái)硬件管理硬件配置下載 實(shí)驗(yàn)控制開(kāi)始, 停止, .虛擬儀器可視化的測(cè)量變量可視化的模型參數(shù)在線調(diào)參數(shù)據(jù)獲取 參數(shù)編輯 實(shí)驗(yàn)管理收集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) dSPACE dSPACE 應(yīng)用應(yīng)用RCP dSPACE 的優(yōu)

16、點(diǎn)的優(yōu)點(diǎn):無(wú)縫的工具（即適用RCP又適用HIL）無(wú)縫的工具鏈dSPACE dSPACE 應(yīng)用應(yīng)用RCP的硬件的硬件組件系統(tǒng) 單板系統(tǒng) ECU-原型硬件 dSPACE dSPACE 應(yīng)用應(yīng)用dSPACE 應(yīng)用實(shí)例應(yīng)用實(shí)例-控制器控制器六自由度機(jī)器人定位控制 對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行高精度控制，即使在低速情況下也同樣有效 (絕對(duì)和相對(duì)位置)馬達(dá)信號(hào)傳感器信號(hào)開(kāi)關(guān)(操作, 停止)增量編碼器信號(hào)Matlab/SimulinkReal-Time WorkshopMLIBMTRACEReal-Time InterfaceCompilerControlDeskHOST PCdSPACE 用于伺服控制 （RCP）dSPAC

17、E dSPACE 應(yīng)用應(yīng)用目標(biāo)代碼生成目標(biāo)代碼生成標(biāo)定標(biāo)定快速控制原型快速控制原型功能設(shè)計(jì)功能設(shè)計(jì)TargetLink從MATLAB/Simulink/Stateflow生成定點(diǎn)代碼可靠性、效率、可讀性能與手工代碼媲美對(duì)于不同的控制器與編譯器可選擇不同的優(yōu)化方法自動(dòng)定標(biāo) （scaling） 當(dāng)今的開(kāi)發(fā)流程- V循環(huán)dSPACE dSPACE 應(yīng)用應(yīng)用Mathworks 代碼生成工具代碼生成工具 Real-Time Workshop Stateflow Coder Fixed-Point Blockset Real-Time Workshop Embedded Coder Embedded Ta

18、rget for MPC555dSPACE dSPACE 應(yīng)用應(yīng)用無(wú)縫連接無(wú)縫連接TargetLink原型硬件產(chǎn)品ECUMATLAB / Simulink / Stateflow實(shí)時(shí)代碼生成工具 Real-Time WorkshopdSPACE dSPACE 應(yīng)用應(yīng)用當(dāng)今的開(kāi)發(fā)流程當(dāng)今的開(kāi)發(fā)流程- V循環(huán)循環(huán)目標(biāo)代碼生成硬件在回路仿真標(biāo)定Rapid Prototyping快速控制原型功能設(shè)計(jì)dSPACE dSPACE 應(yīng)用應(yīng)用開(kāi)發(fā)的任務(wù)開(kāi)發(fā)的任務(wù)實(shí)時(shí)硬件實(shí)時(shí)硬件仿真模型仿真模型I/OI/O傳感器傳感器執(zhí)行器執(zhí)行器信號(hào)調(diào)理信號(hào)調(diào)理故障仿真故障仿真負(fù)載仿真負(fù)載仿真電控單元電控單元軟件控制軟件控制診

19、斷與診斷與標(biāo)定標(biāo)定.模型開(kāi)發(fā)模型開(kāi)發(fā)實(shí)時(shí)實(shí)時(shí) I/O信號(hào)采集信號(hào)采集實(shí)驗(yàn)定義實(shí)驗(yàn)定義dSPACE dSPACE 應(yīng)用應(yīng)用dSPACE 應(yīng)用實(shí)例應(yīng)用實(shí)例- 汽車汽車dSPACE, Audi 及 Tesis 聯(lián)合運(yùn)用 HIL仿真方法測(cè)試 ECUdSPACE dSPACE 應(yīng)用應(yīng)用 目標(biāo): 減少尾氣排放 利用旁通技術(shù)開(kāi)發(fā)新的基于模型的ERG控制算法 無(wú)需更改ECU代碼旁通技術(shù)實(shí)例: Fiat EGR-功能開(kāi)發(fā)dSPACE 應(yīng)用實(shí)例應(yīng)用實(shí)例- 汽車汽車dSPACE dSPACE 應(yīng)用應(yīng)用dSPACE 應(yīng)用實(shí)例應(yīng)用實(shí)例- 電力機(jī)車電力機(jī)車 高性能應(yīng)用高性能應(yīng)用 仿真步長(zhǎng)仿真步長(zhǎng) = 30 us通過(guò)通過(guò)R

20、TI-MP 采用采用SIMULINK 自動(dòng)代碼生成自動(dòng)代碼生成 84 路高速路高速 I/O 信號(hào)信號(hào)Original On-BoardControl RackSimulator ControllerInverterRectifiermechanicalPower LinepulsescurrentsAdtranz (ABB Daimler Benz)： HIL 模擬電力機(jī)車dSPACE dSPACE 應(yīng)用應(yīng)用dSPACE 應(yīng)用實(shí)例應(yīng)用實(shí)例- 電力機(jī)車電力機(jī)車模塊化, 靈活的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)可調(diào)整的 I/O 和操作電源8 個(gè)處理器高速 I/O智能化系統(tǒng)采用Simulink框圖實(shí)現(xiàn)DSPDSPALPHAS

21、peedASM1/2PWM InCurrentsPWM InCurrentsLinkPX20#2DSPDDSDACDACTime-StampLink2DSPALPHAPower NetworkCurrentsDigital I/ODigital InVoltagesCurrentsDSPPX20#1Digital I/ODACDACLinkTime-StampDigital InTime-StampLink2Time-StampDSPAdtranz (ABB Daimler Benz)： HIL 模擬電力機(jī)車dSPACE dSPACE 應(yīng)用應(yīng)用MicroAutoBox應(yīng)用應(yīng)用第三部分第三部分d

22、SPACE dSPACE 應(yīng)用應(yīng)用模擬信號(hào)采集、轉(zhuǎn)換及輸出模擬信號(hào)采集、轉(zhuǎn)換及輸出dSPACE dSPACE 應(yīng)用應(yīng)用數(shù)模及模數(shù)轉(zhuǎn)換數(shù)模及模數(shù)轉(zhuǎn)換 一般來(lái)說(shuō)，外部被控對(duì)象的狀態(tài)反映為電壓信號(hào)的變化，這類信號(hào)屬于模擬信號(hào)，計(jì)算機(jī)無(wú)法直接處理，計(jì)算機(jī)只能處理數(shù)字信號(hào)。 模數(shù)轉(zhuǎn)換把模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為可用計(jì)算機(jī)直接處理的數(shù)字信號(hào)，而數(shù)模轉(zhuǎn)換剛好相反，把計(jì)算機(jī)處理的結(jié)果轉(zhuǎn)換為模塊信號(hào)，輸出到外部設(shè)備。dSPACE中的模數(shù)及數(shù)模轉(zhuǎn)換中的模數(shù)及數(shù)模轉(zhuǎn)換 MicroAutoBox為模數(shù)及數(shù)模轉(zhuǎn)換提供了強(qiáng)大的軟硬件支持，而且非常方便使用。 MicroAutoBox為模數(shù)轉(zhuǎn)換提供了16路通道，為數(shù)模轉(zhuǎn)換提供了8路通道

23、。 在MicroAutoBox連接端口通道號(hào)請(qǐng)查閱相關(guān)的幫助文檔。dSPACE dSPACE 應(yīng)用應(yīng)用使用使用dSPACE模數(shù)及數(shù)模轉(zhuǎn)換步驟模數(shù)及數(shù)模轉(zhuǎn)換步驟 建立軟件模型 決定使用通道號(hào) 硬件連線 使用dSPACE的AD或DA模塊代替軟件模型中相應(yīng)的信號(hào)宿或源 編譯模型并下載到dSPACE中運(yùn)行 觀察運(yùn)行結(jié)果dSPACE dSPACE 應(yīng)用應(yīng)用dSPACE數(shù)模及模數(shù)轉(zhuǎn)換實(shí)例數(shù)模及模數(shù)轉(zhuǎn)換實(shí)例 這里使用一個(gè)實(shí)例說(shuō)明dSPACE中數(shù)據(jù)及模數(shù)轉(zhuǎn)換的使用方法。 建立如圖所示的模型。dSPACE dSPACE 應(yīng)用應(yīng)用dSPACE數(shù)模及模數(shù)轉(zhuǎn)換實(shí)例數(shù)模及模數(shù)轉(zhuǎn)換實(shí)例 經(jīng)過(guò)離線仿真驗(yàn)證該程序正確后，把輸

24、入及輸出部分分別替換為AD模塊和DA模塊，并配置正確的端口。如圖所示。dSPACE dSPACE 應(yīng)用應(yīng)用dSPACE數(shù)模及模數(shù)轉(zhuǎn)換實(shí)例數(shù)模及模數(shù)轉(zhuǎn)換實(shí)例dSPACE dSPACE 應(yīng)用應(yīng)用dSPACE數(shù)模及模數(shù)轉(zhuǎn)換實(shí)例數(shù)模及模數(shù)轉(zhuǎn)換實(shí)例 連接相應(yīng)的硬件設(shè)備，編譯該模型并下載到dSPACE中后，可以觀察看程序運(yùn)行的結(jié)果。這里使用信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生輸入信號(hào)，用示波器觀察輸出信號(hào)。 該模型演示了使用PID控制方法，對(duì)目標(biāo)對(duì)象進(jìn)行控制效果。在程序運(yùn)行的過(guò)程中，可以在ControlDesk中修改PID控制器的參數(shù)，從而實(shí)時(shí)觀察其控制效果。dSPACE dSPACE 應(yīng)用應(yīng)用數(shù)字量信號(hào)輸入輸出數(shù)字量信號(hào)輸入

25、輸出dSPACE dSPACE 應(yīng)用應(yīng)用dSPACE中的數(shù)字量輸入輸出中的數(shù)字量輸入輸出 MicroAutoBox為模數(shù)及數(shù)模轉(zhuǎn)換提供了強(qiáng)大的軟硬件支持，而且非常方便使用。 MicroAutoBox為模數(shù)轉(zhuǎn)換提供了16路通道，為數(shù)模轉(zhuǎn)換提供了8路通道。 在MicroAutoBox連接端口通道號(hào)請(qǐng)查閱相關(guān)的幫助文檔。dSPACE dSPACE 應(yīng)用應(yīng)用dSPACE中的數(shù)字量輸入輸出中的數(shù)字量輸入輸出上拉電阻形數(shù)字量輸入與無(wú)上拉上拉電阻形數(shù)字量輸入與無(wú)上拉/下位式的數(shù)字量輸入通道的區(qū)別下位式的數(shù)字量輸入通道的區(qū)別上上拉拉電電阻阻式式無(wú)無(wú)上上拉拉下下拉拉電電阻阻式式上拉電阻式數(shù)字量輸入通道通常用于測(cè)

26、量開(kāi)關(guān)量，未接傳感器時(shí)，通道的對(duì)地電壓為5V，此時(shí)狀態(tài)為1，當(dāng)傳感器“接通”時(shí)，其對(duì)地電壓為零或接近于零，狀態(tài)為0。該通道采集傳感器的電壓信號(hào)，并進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，當(dāng)電壓值大于3.9V時(shí)，狀態(tài)為1，當(dāng)電壓值小于0.8V時(shí)，狀態(tài)為1，處于中間時(shí)為前一狀態(tài)。dSPACE dSPACE 應(yīng)用應(yīng)用dSPACE中的數(shù)字量輸入輸出中的數(shù)字量輸入輸出 MicroAutoBox提供了16路上拉電阻形的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字量輸入通道，16路無(wú)上拉/下位式的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字量輸入通道，4路頻率/脈寬測(cè)量通道。 端口類型及通道號(hào)需查閱相關(guān)的幫助文檔。 MicroAutoBox提供了26路標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字量輸出通道，8路PWM脈寬輸出通道。 端口類

27、型、端口號(hào)、通道號(hào)及不同端口的輸入初始狀態(tài)請(qǐng)查閱相關(guān)的幫助文檔。dSPACE dSPACE 應(yīng)用應(yīng)用使用使用dSPACE數(shù)字輸入輸出步驟數(shù)字輸入輸出步驟 建立軟件模型 決定使用的類型及通道號(hào) 硬件連線 使用dSPACE的DIO模塊代替軟件模型中相應(yīng)的信號(hào)宿或源 對(duì)dSPACE的DIO模塊的屬性進(jìn)行設(shè)置 編譯模型并下載到dSPACE中運(yùn)行 觀察運(yùn)行結(jié)果dSPACE dSPACE 應(yīng)用應(yīng)用dSPACE中的數(shù)字量輸入實(shí)例中的數(shù)字量輸入實(shí)例變速箱檔位測(cè)試變速箱檔位測(cè)試dSPACE dSPACE 應(yīng)用應(yīng)用dSPACE中的數(shù)字量輸入實(shí)例中的數(shù)字量輸入實(shí)例右圖中：右圖中： Module number、Gro

28、up number:用于用于確定接口組，具體需查接口表；確定接口組，具體需查接口表； Boots mode:選擇模式，此處選默認(rèn)的選擇模式，此處選默認(rèn)的chassis ctrl方式；方式； Channel selection:選擇要應(yīng)用的具體接選擇要應(yīng)用的具體接口，以向量的形式選擇?？梢赃x擇口，以向量的形式選擇?？梢赃x擇1-8的任的任意組合。意組合。以上為多通道數(shù)字量輸入模塊，以上為多通道數(shù)字量輸入模塊，dSPACEdSPACE還還提供了單通道數(shù)字量輸入模塊，使用方法提供了單通道數(shù)字量輸入模塊，使用方法與多通道類似與多通道類似dSPACE dSPACE 應(yīng)用應(yīng)用dSPACE中的數(shù)字量輸入實(shí)例中

29、的數(shù)字量輸入實(shí)例轉(zhuǎn)速測(cè)試轉(zhuǎn)速測(cè)試dSPACE dSPACE 應(yīng)用應(yīng)用dSPACE中的數(shù)字量輸入實(shí)例中的數(shù)字量輸入實(shí)例dSPACE中的數(shù)字量輸入實(shí)例中的數(shù)字量輸入實(shí)例右圖中：右圖中： Module number、Channel number:用用于確定接口號(hào)，具體需查接口表；于確定接口號(hào)，具體需查接口表； Block function：選擇信號(hào)測(cè)量的類型：選擇信號(hào)測(cè)量的類型：frequency為測(cè)量頻率，為測(cè)量頻率， pulse width 為測(cè)量為測(cè)量脈寬。脈寬。 Edge polarity ：用于確定所測(cè)量信號(hào)：用于確定所測(cè)量信號(hào)的邊界：的邊界：rising表示測(cè)量周期從上升沿開(kāi)始，表示測(cè)量

30、周期從上升沿開(kāi)始，falling表示從下降沿開(kāi)始。表示從下降沿開(kāi)始。 Range ：用于定義所能測(cè)量的最大最：用于定義所能測(cè)量的最大最小值。小值。以上為單通道輸入模塊，以上為單通道輸入模塊，dSPACEdSPACE還提供了還提供了多通道輸入模塊及頻率脈寬混合測(cè)量模塊，多通道輸入模塊及頻率脈寬混合測(cè)量模塊，使用方法與單通道類似使用方法與單通道類似dSPACE dSPACE 應(yīng)用應(yīng)用dSPACE中的數(shù)字量輸出實(shí)例中的數(shù)字量輸出實(shí)例電磁閥控制電磁閥控制dSPACE dSPACE 應(yīng)用應(yīng)用右圖中：右圖中： Module number、Group number:用于用于確定接口組，具體需查接口表；確定接

31、口組，具體需查接口表； Channel selection:選擇要應(yīng)用的具體接選擇要應(yīng)用的具體接口，以向量的形式選擇。可以選擇口，以向量的形式選擇?？梢赃x擇1-8的任的任意組合。意組合。 Initial output state：確定各通道的初：確定各通道的初始值。始值。0為低，為低，1為高。為高。 Termination state：選擇是否在仿真結(jié)：選擇是否在仿真結(jié)束時(shí)使用下面定義的終值。束時(shí)使用下面定義的終值。 以上為多通道數(shù)字量輸出模塊，以上為多通道數(shù)字量輸出模塊，dSPACEdSPACE還還提供了單通道數(shù)字量輸出模塊，使用方法提供了單通道數(shù)字量輸出模塊，使用方法與多通道類似與多通道類

32、似dSPACE中的數(shù)字量輸出實(shí)例中的數(shù)字量輸出實(shí)例dSPACE dSPACE 應(yīng)用應(yīng)用dSPACE中的中的PWM輸出實(shí)例輸出實(shí)例電機(jī)控制電機(jī)控制PWM控制端口控制端口dSPACE dSPACE 應(yīng)用應(yīng)用右圖中：右圖中： Module number、Channel number:用用于確定接口組，具體需查接口表；于確定接口組，具體需查接口表； signal polarity：選擇：選擇 PWM作用方式，作用方式，高有效或底有效；高有效或底有效； PWM period：填寫：填寫PWM周期；周期； Initial duty cycle：確定通道的初始占空：確定通道的初始占空比；比； Termina

33、tion state：選擇是否在仿真結(jié)：選擇是否在仿真結(jié)束時(shí)使用下面定義的終值。束時(shí)使用下面定義的終值。 dSPACE中的中的PWM輸出實(shí)例輸出實(shí)例dSPACE dSPACE 應(yīng)用應(yīng)用串口數(shù)據(jù)通訊方法與實(shí)例串口數(shù)據(jù)通訊方法與實(shí)例dSPACE dSPACE 應(yīng)用應(yīng)用串口基本知識(shí)串口基本知識(shí) 串口端口有9針和15針兩種形式。目前在控制領(lǐng)域最常用的是9針的這種。 配對(duì)的兩個(gè)串口有公口和母口之分，把有針的那個(gè)端口稱為公口，另一個(gè)稱為母口。 9針串口的每根針都有指定的編號(hào)，在通訊過(guò)程中有不同的用途。 常用的串口通信方式有RS232、 RS422、 RS485。dSPACE dSPACE 應(yīng)用應(yīng)用 盡管串

34、口有9根針可以供實(shí)用，但在控制領(lǐng)域中最經(jīng)常使用其中的3根，分別是TXD，RXD和GND，已經(jīng)足以滿足控制中數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收的需要。其它的針腳用與更復(fù)雜的外圍設(shè)備的連接與控制。 這里我們討論dSPACE通過(guò)此3根針實(shí)現(xiàn)的串口數(shù)據(jù)通訊的方法，并通過(guò)一實(shí)例來(lái)說(shuō)明其中的操作步驟。串口基本知識(shí)串口基本知識(shí) 9針串口端口針腳編號(hào)及作用 1 DCD，載波檢測(cè)； 2 RXD，接收數(shù)據(jù)； 3 TXD，發(fā)出數(shù)據(jù)； 4 DTR，數(shù)據(jù)終端準(zhǔn)備好； 5 GND，信號(hào)地線； 6 DSR，數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好； 7 RTS，請(qǐng)求發(fā)送； 8 CTS，清除發(fā)送； 9 RI，振鈴指示。dSPACE dSPACE 應(yīng)用應(yīng)用dSPACE對(duì)串口

35、通訊的支持對(duì)串口通訊的支持 dSPACE不同的版本對(duì)串口支持程度不同。 DS1401只支持RS232一種串口通訊模式，不支持RS422和RS485模式。 在DS1401中，RS232模式支持的最大數(shù)據(jù)波特率為115.2kBd。 每種模式都支持可設(shè)置的數(shù)據(jù)位數(shù)、奇偶校驗(yàn)位、停止位以及輸入輸出緩沖區(qū)大小。dSPACE dSPACE 應(yīng)用應(yīng)用使用使用dSPACE串口數(shù)據(jù)通訊的步驟串口數(shù)據(jù)通訊的步驟 （1）硬件連線 MicroAutoBOX板并不向外提供串口端口9針形式的連接，并不能與相應(yīng)的串口直接連接進(jìn)行通訊。DS1401只對(duì)外提供一路串口通信的TXD和RXD. 為了使dSPACE與串口通訊，需要把

36、MicroAutoBOX提供串口通訊能力的兩根針引出，另一端與串口的公口或母口相連。dSPACE每個(gè)接口每根針的意義可以相關(guān)的幫助文檔中獲得。 （2）使用串口設(shè)置進(jìn)行串口通訊設(shè)置 串口通訊設(shè)置模塊包括了串口通訊模式、波特率、數(shù)據(jù)位、奇偶校驗(yàn)位、停止位以及輸入輸出緩沖區(qū)大小的設(shè)置，其它一些設(shè)置與dSPACE是否能與外界通訊成功也密切相關(guān)，將在實(shí)例講解中詳細(xì)講述。 串口通訊設(shè)置模塊名稱是Serial Setup。如果有其它的串口通訊模塊存在于模型中（比如讀模塊或?qū)懩K），則該模塊必須存在，否則不能通過(guò)編譯。dSPACE dSPACE 應(yīng)用應(yīng)用 （3）使用串口讀寫模塊接收或發(fā)送數(shù)據(jù) 串口讀寫模塊完成

37、實(shí)際的數(shù)據(jù)接收或發(fā)送功能。 串口讀寫模塊利用相應(yīng)串口設(shè)置模塊中的設(shè)置信息，與外部設(shè)置進(jìn)行通訊。 串口讀寫模塊均配有獨(dú)立的設(shè)置選項(xiàng)，將在實(shí)例中再進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明。使用使用dSPACE串口數(shù)據(jù)通訊的步驟串口數(shù)據(jù)通訊的步驟dSPACE dSPACE 應(yīng)用應(yīng)用dSPACE與與PC串口數(shù)據(jù)通訊實(shí)例串口數(shù)據(jù)通訊實(shí)例 這里通過(guò)實(shí)例演示利用dSPACE進(jìn)行串口通訊的詳細(xì)步驟以及程序的編寫方法。 實(shí)例例演示了dSPACE與PC機(jī)之間互相通訊，即從dSPACE發(fā)送數(shù)據(jù)給PC機(jī)，PC機(jī)同時(shí)給dSPACE發(fā)送數(shù)據(jù)，它們之間接收數(shù)據(jù)和發(fā)送數(shù)據(jù)同時(shí)進(jìn)行，互不影響。dSPACE dSPACE 應(yīng)用應(yīng)用 準(zhǔn)備工作 接線 把dS

38、PACE串口通訊所需的數(shù)據(jù)線引出，并連接上一個(gè)串口。這里串口端口可以選擇公口或母口，取決于被控設(shè)備的串口端口。 注意，雖然從dSPACE接出的串口端口形式可以不同，但是接選擇公口或母口會(huì)導(dǎo)致其接線方式的不同。其原因是因?yàn)榍懊鎸?duì)串口針腳信號(hào)的定義是針對(duì)公口的，而對(duì)于兩個(gè)利用串口通訊的設(shè)備來(lái)說(shuō)，一端的發(fā)送數(shù)據(jù)，對(duì)應(yīng)另一端的接收數(shù)據(jù)，這樣雙方才能順利地進(jìn)行通訊。因此，當(dāng)選擇公口時(shí)，dSPACE的TXD接串口端口的3腳，RXD接串口端口的2腳。如果選擇母口時(shí)， dSPACE的TXD接串口端口的2腳，RXD接串口端口的3腳。如果上述針腳接錯(cuò)，將導(dǎo)致不能正確通訊。dSPACE與與PC串口數(shù)據(jù)通訊實(shí)例串口數(shù)

39、據(jù)通訊實(shí)例dSPACE dSPACE 應(yīng)用應(yīng)用 準(zhǔn)備工作 PC機(jī)端串口通訊軟件 PC機(jī)端串口通訊軟件負(fù)責(zé)從串口接收dSPACE發(fā)送來(lái)的數(shù)據(jù)，同時(shí)給dSPACE發(fā)送數(shù)據(jù)。 為了調(diào)試的需要，我們不必要懂得如何在PC機(jī)上編寫串口通訊軟件，也不必要從頭開(kāi)始編寫。目前，比較常用的一個(gè)軟件為“串口調(diào)試助手”，該軟件完全免費(fèi)，功能齊全，容易使用，而且已經(jīng)過(guò)大多數(shù)人的測(cè)試及認(rèn)可，是串口調(diào)試必不可少的一個(gè)工具。 串口調(diào)試助手只支持三線制的串口通訊，這已滿足控制領(lǐng)域的需要。串口調(diào)試助手能選擇串口號(hào)，設(shè)置波特率、奇偶校驗(yàn)位、數(shù)據(jù)位、停止位，支持十六進(jìn)制發(fā)送和顯示，支持定時(shí)發(fā)送和手動(dòng)發(fā)送，支持文件發(fā)送，對(duì)接收的數(shù)據(jù)保

40、存成文件等功能。dSPACE與與PC串口數(shù)據(jù)通訊實(shí)例串口數(shù)據(jù)通訊實(shí)例dSPACE dSPACE 應(yīng)用應(yīng)用 串口調(diào)試助手界面dSPACE與與PC串口數(shù)據(jù)通訊實(shí)例串口數(shù)據(jù)通訊實(shí)例dSPACE dSPACE 應(yīng)用應(yīng)用 建立dSPACE串口通訊程序 打開(kāi)Matlab/Simulink，新建一個(gè)Simulink仿真程序。如圖所示。dSPACE與與PC串口數(shù)據(jù)通訊實(shí)例串口數(shù)據(jù)通訊實(shí)例dSPACE dSPACE 應(yīng)用應(yīng)用 建立dSPACE串口通訊程序 從Simulink模塊庫(kù)中選擇dSPACE串口設(shè)置模塊，其位置位于dSPACE RTI1401DS1401 Standard I/O SER TYPE1庫(kù)中，

41、如圖所示。dSPACE與與PC串口數(shù)據(jù)通訊實(shí)例串口數(shù)據(jù)通訊實(shí)例dSPACE dSPACE 應(yīng)用應(yīng)用 建立dSPACE串口通訊程序 選擇其中的串口通訊設(shè)置模塊DS1103SER_SETUP，并拖動(dòng)放入剛建立的空白仿真程序中，如圖所示。dSPACE與與PC串口數(shù)據(jù)通訊實(shí)例串口數(shù)據(jù)通訊實(shí)例dSPACE dSPACE 應(yīng)用應(yīng)用 建立dSPACE串口通訊程序 雙擊串口通訊設(shè)置模塊，將彈出串口通訊設(shè)置選項(xiàng)窗口（注意，此前必須先插入dSPACE加密狗，否則無(wú)法彈出該窗口），如圖所示。該選項(xiàng)窗口中有四個(gè)選項(xiàng)卡，每個(gè)選項(xiàng)均提供了對(duì)串口通訊不同的設(shè)置，下面將詳細(xì)介紹各個(gè)設(shè)置內(nèi)容及其對(duì)串口通訊的影響。dSPACE與

42、與PC串口數(shù)據(jù)通訊實(shí)例串口數(shù)據(jù)通訊實(shí)例dSPACE dSPACE 應(yīng)用應(yīng)用 建立dSPACE串口通訊程序 第一個(gè)選項(xiàng)卡名稱為Unit，意為“模塊”，提供了一行文字說(shuō)明，表達(dá)設(shè)置該模塊的意圖為“為通用異步接收和傳送接口設(shè)置全局選項(xiàng)”。用于選擇串口通道，在些兩項(xiàng)均選“1”。（Channel Number為1時(shí)為串口通信，2時(shí)為L(zhǎng)in通信）dSPACE與與PC串口數(shù)據(jù)通訊實(shí)例串口數(shù)據(jù)通訊實(shí)例dSPACE dSPACE 應(yīng)用應(yīng)用第二個(gè)選項(xiàng)卡名稱為UART，意為“通用異步接收和傳送”，該選項(xiàng)卡包含了大多數(shù)對(duì)串口正常通訊有著關(guān)鍵影響的設(shè)置。下面逐一解釋各個(gè)選擇的含義。第一行Transceiver，即傳輸模

43、式，根據(jù)UNIT項(xiàng)的設(shè)定，此處自動(dòng)為RS232，不能修改。第二行Baud rate，即波特率設(shè)置，這里需要輸入一個(gè)值，最大可輸入值為115200，此例中設(shè)為57600。第三行Data bits，即數(shù)據(jù)位數(shù)設(shè)置，可供選擇有5,6,7,8，此例中設(shè)為8。第四行Stop bits，即停止位設(shè)置，可供選擇有1,1.5,2，此例中設(shè)為1。dSPACE與與PC串口數(shù)據(jù)通訊實(shí)例串口數(shù)據(jù)通訊實(shí)例dSPACE dSPACE 應(yīng)用應(yīng)用第五行Parity，即奇偶校驗(yàn)位設(shè)置，可供選擇有No,Odd,Even,Force parity one,Force Parity zero， 此例中設(shè)為No。第六行為Copy da

44、ta to RX SW FIFO after reception of ? bytes at latest，意為在收到最近的多少個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)后，把這些數(shù)據(jù)拷貝到輸入緩沖區(qū)?？晒┻x擇的設(shè)置有1，4，8，14。 ， 此例中設(shè)為14。dSPACE與與PC串口數(shù)據(jù)通訊實(shí)例串口數(shù)據(jù)通訊實(shí)例dSPACE dSPACE 應(yīng)用應(yīng)用 建立dSPACE串口通訊程序 第三個(gè)選項(xiàng)卡名稱為FIFO，意為“輸入輸出緩沖區(qū)”，在這里可以設(shè)置接收或發(fā)出數(shù)據(jù)時(shí)緩沖區(qū)的大小，也可以對(duì)接收的緩沖區(qū)作更細(xì)致的設(shè)置。選項(xiàng)中的SW FIFO size指輸入輸出緩沖區(qū)的大小，單位為字節(jié)。這里可以輸入一個(gè)數(shù)字，但是該數(shù)字必須是2的n次冪，否則

45、不予接受。默認(rèn)緩沖區(qū)的大小為64字節(jié)。本例中，使用默認(rèn)值64字節(jié)，不需要修改。 該選項(xiàng)卡中還有一個(gè)專門針對(duì)接收緩沖區(qū)的設(shè)置，即RX SW FIFO，其中的Overwrite mode是指當(dāng)接收緩沖區(qū)中已經(jīng)滿了，新的數(shù)據(jù)又來(lái)了，該如何處置原來(lái)緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)。這里提供了兩種選擇，Discard new data指丟棄新的數(shù)據(jù)，不予接收，Replace old data with new data指用新的數(shù)據(jù)覆蓋原來(lái)的數(shù)據(jù)。當(dāng)選擇后者時(shí)，下面允許設(shè)置被覆蓋塊的大小。不同的選擇會(huì)導(dǎo)致dSPACE產(chǎn)生不的行為。這里采用默認(rèn)設(shè)置，即Discard new data。dSPACE與與PC串口數(shù)據(jù)通訊實(shí)例串口

46、數(shù)據(jù)通訊實(shí)例dSPACE dSPACE 應(yīng)用應(yīng)用 建立dSPACE串口通訊程序 第四個(gè)選項(xiàng)卡為Advanced，意為“高級(jí)設(shè)置”。在該選項(xiàng)卡里只有一個(gè)選項(xiàng)，Disable UART on termination，意為在通訊結(jié)束時(shí)，禁用UART。默認(rèn)情況下被選擇，不需要修改。如圖所示。dSPACE與與PC串口數(shù)據(jù)通訊實(shí)例串口數(shù)據(jù)通訊實(shí)例dSPACE dSPACE 應(yīng)用應(yīng)用 建立dSPACE串口通訊程序 同樣從庫(kù)中把串口讀模塊CAN_TYPE1_SER_RX_M1_C1加入到仿真程序中。如圖所示。dSPACE與與PC串口數(shù)據(jù)通訊實(shí)例串口數(shù)據(jù)通訊實(shí)例dSPACE dSPACE 應(yīng)用應(yīng)用dSPACE與

47、與PC串口數(shù)據(jù)通訊實(shí)例串口數(shù)據(jù)通訊實(shí)例 建立dSPACE串口通訊程序 雙擊串口讀模塊，打開(kāi)其選項(xiàng)設(shè)置窗口。如圖所示。串口讀模塊選項(xiàng)設(shè)置窗口共有三個(gè)選項(xiàng)卡，第一個(gè)選項(xiàng)卡為Unit，與串口設(shè)置模塊設(shè)置窗口中的第一個(gè)選項(xiàng)卡一樣，填寫方式也一致，這里不詳細(xì)解說(shuō)。dSPACE dSPACE 應(yīng)用應(yīng)用 建立dSPACE串口通訊程序 第二個(gè)選項(xiàng)卡為RX Parameters，意思為接收參數(shù)。如圖所示。該選項(xiàng)卡中有兩個(gè)大的設(shè)置組，其中第一個(gè)組為接收模式設(shè)置，第二個(gè)組為接收字節(jié)數(shù)設(shè)置。第二個(gè)組下面根據(jù)所設(shè)置不同，有更多的子選項(xiàng)。下面分別介紹。dSPACE與與PC串口數(shù)據(jù)通訊實(shí)例串口數(shù)據(jù)通訊實(shí)例dSPACE dS

48、PACE 應(yīng)用應(yīng)用 建立dSPACE串口通訊程序 在接收模式設(shè)置組中，可以設(shè)置當(dāng)讀緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)少于設(shè)定的接收字節(jié)數(shù)時(shí)，如何處理。有兩個(gè)選擇項(xiàng)，其一為Read available any way，即無(wú)論緩沖區(qū)中有多少數(shù)據(jù)，都讀取并傳送給用戶。這時(shí)可能導(dǎo)致用戶接收到的數(shù)據(jù)不是設(shè)定的字節(jié)數(shù)。選項(xiàng)二為Skip read operation，即忽略讀操作，直到緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)多于或等于設(shè)定的接收字節(jié)數(shù)時(shí)才執(zhí)行讀操作，這保證了用戶接收到的數(shù)據(jù)永遠(yuǎn)為指定的大小。 在接收字節(jié)設(shè)置組中，有兩個(gè)子選項(xiàng)組，在同一時(shí)刻，只允許其中一個(gè)是可設(shè)置的。這通過(guò)Parameter flexibility，即參數(shù)的可變性選項(xiàng)來(lái)控制

49、。如果該選項(xiàng)設(shè)置為tunable，則指接收的字節(jié)數(shù)是可變的，其具體大小在運(yùn)行的過(guò)程中可通過(guò)模塊的NumBytes接口輸入（選中by input port選項(xiàng)），或在該模塊中指定大小，在程序運(yùn)行時(shí)該值通過(guò)ControlDesk實(shí)時(shí)修改。如果設(shè)置為non-tunable，則接收的字節(jié)大小將一直保持不變。無(wú)論以何種方式指定，其可接收的最大字節(jié)數(shù)為串口設(shè)置模塊中設(shè)定的輸入輸出緩沖區(qū)值減去一。dSPACE與與PC串口數(shù)據(jù)通訊實(shí)例串口數(shù)據(jù)通訊實(shí)例dSPACE dSPACE 應(yīng)用應(yīng)用 建立dSPACE串口通訊程序 第三個(gè)選項(xiàng)卡為高級(jí)設(shè)置選項(xiàng)，該選項(xiàng)卡可以設(shè)置是否啟用NumRXBytes和Status輸出口。

50、NumRXBytes說(shuō)明本次接收到的字節(jié)數(shù)，即NumBytes輸出口中數(shù)據(jù)量的大小。Status輸出口說(shuō)明了本次讀操作是否成功或失敗。如果成功，該輸出口的值為0，否則為 其 它 值 ， 詳 細(xì) 的 說(shuō) 明 請(qǐng) 查 閱dSPACE幫助。在較復(fù)雜的控制程序中，這兩個(gè)值為下一步的程序邏輯提供了依據(jù)。 啟用NumRXBytes和Status輸出口，以便在ControlDesk中監(jiān)視讀操作的狀態(tài)。如圖所示。dSPACE與與PC串口數(shù)據(jù)通訊實(shí)例串口數(shù)據(jù)通訊實(shí)例dSPACE dSPACE 應(yīng)用應(yīng)用 建立dSPACE串口通訊程序 我們把讀取到的數(shù)據(jù)保存在一個(gè)Data Memory中，Status端口和NumR

51、XBytes端口簡(jiǎn)單的忽略。結(jié)果如圖所示。dSPACE與與PC串口數(shù)據(jù)通訊實(shí)例串口數(shù)據(jù)通訊實(shí)例dSPACE dSPACE 應(yīng)用應(yīng)用 建立dSPACE串口通訊程序 我們已經(jīng)可以從串口接收數(shù)據(jù)并保存了下來(lái)，下一步就是要建立從串口發(fā)送數(shù)據(jù)的程序。發(fā)送數(shù)據(jù)利用的是dSPACE庫(kù)中的串口寫模塊CAN_TYPE1_SER_TX_M1_C1，我們從庫(kù)中把該模塊拖出放到窗口上。如圖所示。dSPACE與與PC串口數(shù)據(jù)通訊實(shí)例串口數(shù)據(jù)通訊實(shí)例dSPACE dSPACE 應(yīng)用應(yīng)用 建立dSPACE串口通訊程序 默認(rèn)情況下，串口寫模塊有兩個(gè)輸入端口和兩個(gè)輸出端口，但是經(jīng)過(guò)設(shè)置以后，可以只有一個(gè)輸入端口。串口寫模塊的設(shè)

52、置與串口讀模塊的設(shè)置非常相似，這里不再細(xì)說(shuō)。我們?cè)O(shè)置發(fā)送固定8字節(jié)的數(shù)據(jù)，如果緩沖區(qū)滿，則丟棄新的數(shù)據(jù)。我們把保存讀數(shù)據(jù)的Data Memory中的數(shù)據(jù)通過(guò)串口寫模塊發(fā)送。如圖所示。dSPACE與與PC串口數(shù)據(jù)通訊實(shí)例串口數(shù)據(jù)通訊實(shí)例dSPACE dSPACE 應(yīng)用應(yīng)用 測(cè)試dSPACE串口通訊 我們串口數(shù)據(jù)通訊的第一個(gè)例子已經(jīng)完成，啟動(dòng)dSPACE及ControlDesk，編譯并下載已經(jīng)制作好的Simulink仿真程序，在ControlDesk中設(shè)置好監(jiān)視界面，連接dSPACE與PC機(jī)，運(yùn)行串口調(diào)試助手（這些知識(shí)應(yīng)該都已經(jīng)具備）。在串口助手中輸入一定的數(shù)據(jù)，并啟動(dòng)定時(shí)發(fā)送，將看到dSPACE

53、可以接收到發(fā)來(lái)的數(shù)據(jù)，同時(shí)dSPACE把接收到的數(shù)據(jù)回發(fā)給串口調(diào)試助手。dSPACE與與PC串口數(shù)據(jù)通訊實(shí)例串口數(shù)據(jù)通訊實(shí)例dSPACE dSPACE 應(yīng)用應(yīng)用 總結(jié) 通過(guò)例一，我們可以看到，使用dSPACE與外部設(shè)備進(jìn)行串口通訊并不困難，關(guān)鍵在于模塊的設(shè)置中，應(yīng)該采用與配對(duì)通訊設(shè)備中相同的參數(shù)設(shè)置。 通過(guò)Simulink模塊在dSPACE中編寫串口通訊程序只是其中的一個(gè)方法，dSPACE為編寫程序提供了更多的靈活化的方法，有興趣的讀者請(qǐng)參考相關(guān)的幫助文檔。 串口通訊的各模塊的設(shè)置非常靈活，每一項(xiàng)設(shè)置都可能會(huì)對(duì)串口通訊是否能成功產(chǎn)生影響，你不可能也不必要記住每一項(xiàng)細(xì)則，幸好dSPACE提供了非

54、常豐富和詳盡的幫助文檔，在使用過(guò)程中如果遇到任何問(wèn)題，可以首先查閱相關(guān)的幫助文檔。dSPACE與與PC串口數(shù)據(jù)通訊實(shí)例串口數(shù)據(jù)通訊實(shí)例dSPACE dSPACE 應(yīng)用應(yīng)用CAN通訊應(yīng)用通訊應(yīng)用dSPACE dSPACE 應(yīng)用應(yīng)用為什么要用網(wǎng)絡(luò)為什么要用網(wǎng)絡(luò) 車上的控制器越來(lái)越多 汽車上控制器之間的交換信息的需求越來(lái)越多 安全性和舒適性的要求越來(lái)越高 線束問(wèn)題CAN的優(yōu)點(diǎn)的優(yōu)點(diǎn) 可靠性 成本低 功能更強(qiáng)dSPACE dSPACE 應(yīng)用應(yīng)用 CAN(Controller Area Network)總線是由德國(guó)BOSCH公司在20世紀(jì)80年代初為了解決汽車中控制與測(cè)試儀器之間的數(shù)據(jù)傳輸而開(kāi)發(fā)的一種新

55、型汽車總線。它具有高傳輸速率，高抗電磁干擾性，并且能夠檢測(cè)出發(fā)生的幾乎任何錯(cuò)誤。由于其卓越性能，近年來(lái)CAN總線已經(jīng)發(fā)展成為車輛電子工程的主流總線。 到目前為止，CAN總線現(xiàn)在已經(jīng)制定了CAN2.0規(guī)范，并且已被ISO國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)組織制定為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO11898，同時(shí)也已經(jīng)得到Intel, Motorola, Philips, Siemens, NEC等國(guó)際知名大公司的支持。 CAN2.0規(guī)范分為CAN2.0A和CAN2.0B，CAN2.0A支持標(biāo)準(zhǔn)的11位標(biāo)識(shí)符，CAN2.0B支持標(biāo)準(zhǔn)的11位標(biāo)識(shí)符和擴(kuò)展的29位標(biāo)識(shí)符。CAN2.0規(guī)法的目的是為了在任何兩個(gè)基于CAN2-bus的儀器之間建立兼

56、容性，定義了傳輸層，并定義了CAN協(xié)議在周圍各層當(dāng)中發(fā)揮的作用。 dSPACE dSPACE 應(yīng)用應(yīng)用使用使用dSPACE進(jìn)行進(jìn)行CAN通信的步驟通信的步驟 建立軟件模型 決定使用的CAN通道號(hào) 硬件連線 使用dSPACE的CAN接收模塊代替軟件模型中相應(yīng)的信號(hào)源、 CAN接收模塊代替軟件模型中相應(yīng)的信號(hào)宿。 對(duì)dSPACE的CAN模塊的屬性進(jìn)行設(shè)置 編譯模型并下載到dSPACE中運(yùn)行 觀察運(yùn)行結(jié)果dSPACE dSPACE 應(yīng)用應(yīng)用這里通過(guò)實(shí)例演示利用dSPACE進(jìn)行CAN通訊的詳細(xì)步驟以及程序的編寫方法。 例中演示了混合動(dòng)力汽車整車控制器通過(guò)CAN總線發(fā)送控制指令，并接收電池控制器通過(guò)CAN總線發(fā)送過(guò)來(lái)的電池組信息。涉及的CAN通信協(xié)議如下頁(yè)所示：dSPACE dSPACE 應(yīng)用應(yīng)用ID (0 x1010A7A6) INTEL STANDARD 實(shí)際物理值總線傳送數(shù)值factoroffset 總線波特率: 500Kbit/sTransmitter電池控制器電池控制器Base time10ms Signal description信號(hào)描述信號(hào)