【正文】 。制動過程中控制系統(tǒng)監(jiān)視是否有啟動信號及監(jiān)視儲氣桶內壓強值是否超過儲氣桶的儲氣壓強上限。當系統(tǒng)通過速度傳感器進A．N檢測到汽車的速度為零時，DCLA電磁離合器釋放。在執(zhí)行啟動程序的過程中，如果檢測到儲氣筒內的壓強值低于設定值，則汽車轉入到其它的啟動方式，檢測到制動信號則進入到制動模式。當活塞再次運動到下止點時又重復上述過程。因此，需要設計一個工作可靠的、抗干擾性能強的控制器是本課題的一個主要任務。數(shù)據(jù)通信模塊實現(xiàn)與上位機通信，它把復雜的數(shù)據(jù)傳輸至上位機處理。我們該計控制器的總體方案以模塊化為標準，可分為為以下幾大模塊。外部擴展32KB的數(shù)據(jù)存儲器，即可滿足數(shù)據(jù)容量要求。在該模塊中，核心是模擬信號的A／D轉換。4)數(shù)據(jù)存儲模塊 該汽車節(jié)能裝置控制器需采集大量實時數(shù)據(jù)，89C51白帶的256字節(jié)的RAM是遠遠不夠的，必須擴展一片外部數(shù)據(jù)存儲器。一般的Rc復位電路往往不能保證單片機安全可靠的運行，看門狗電路就是監(jiān)視微處理器是否正常工作，如果單片機應用系統(tǒng)工作不正常，程序跑飛，看門狗電路的輸出端就會輸出一個復位秒沖，使得電路復位。2．2單片機的選型 參照2．1系統(tǒng)組成框圖。無論是哪一種位數(shù)的單片機，也無論哪一系列的單片機，都為新產(chǎn)品的開發(fā)、應用系統(tǒng)的研制、智能控制器的研究等創(chuàng)造了極其有力的硬件環(huán)境。在結構上細致化、智能化、密切化，哈爾濱I程人學碩：l學位論文增加片內功能，盡量減少外部接168。2．3控制模塊硬件設計 AT89C5l單片機是屬于MCS一51系列的單片機，它是一種帶4KB快閃可編程／可擦除只讀存儲器(FPEROM)的低功耗，高性能的8位CMOS微控制器?！?KB可編程快閃存儲器(Flash Memory)?！?28．8位內部RAM?！窨删幊倘p工串行通信通道。其余的存儲空間是這樣分配的。對于電磁離合器、電磁閥的控制，是通過開關量信號的輸出來進行控制的，因此在電路中擴展了8255芯片，8255是Intel公司生產(chǎn)的可編程的并{J：I／O接口芯片，它具有3個8位的并行I／O口，8255與MCS一51的接L1電路如圖2．2所示。本系統(tǒng)中擴展大容量的數(shù)據(jù)存儲器芯片62256，采用線選法，也即是采用AT89C51芯片P2．7引腳作為62256的片選，62256為28引腳封裝，其與89C51接口電路如下圖2．3所示。E2PROM產(chǎn)品在寫入時能自動完成擦除，不再需要專用的編程電源，不可以贏接用單片機系統(tǒng)的5V電源。是最為常用的A／D轉換器。0．4％。微控制器判斷轉換是否結束可采用中斷法，也即CPU啟動A／D芯片工作后，即可轉而處理其它任務(如執(zhí)行主程序)，一旦A／D轉換結束，則由A／D芯片發(fā)出轉換結束信號作為中斷請求，CPU響應中斷后便讀入數(shù)據(jù)。ADC0809／ALE與ADC0809／START連在一起，在ADC0809鎖存通道地址的同時，啟動并進行AD轉換，EOC引腳通過非門取反后接入AT89C51的外部中斷輸入引腳INTI，當轉換結束后，EOC返回高電平到AT89CSl／INTl引腳并使得CPU程序執(zhí)行中斷程序。本系統(tǒng)的模數(shù)轉換電路如圖2．5所示。(3)看門狗定時看門狗定時器電路監(jiān)測WDI的輸入來判斷微處理器是否是正常工作。2．7串行通信部分 圖2．6看門狗電路圖系統(tǒng)設計考慮到汽車速度數(shù)據(jù)、儲氣桶壓力數(shù)據(jù)等信號的復雜性以及單片機處理數(shù)據(jù)速度較慢等因素，必須考慮到單片機和上位機進行數(shù)據(jù)傳輸，我們增加了串行通信部分。實現(xiàn)這種變換的方法可以用分立元件，也可以用集成電路芯片。ICL232內部有電壓倍增電路和轉換電路，只需+5V電源便可實現(xiàn)’FTL電平與RS一232C電平轉換，使用起來十分方便。1i能超過257。由于在實際應用中，器件對電源噪聲很敏感，因此VCC必須要對地加I”F去耦電容，另外，為提高抗干擾能力，又添加了四個取同樣數(shù)值的1 uF電容，在連接時它們要盡量靠近器件。為了跟上時代的發(fā)展，在這一課題中也設計了USB接口。USB接口是一種支持即插即用的新型串行接口。需要注意的是：這不是一種新的總線標準，而是電腦系統(tǒng)接駁外圍設備(如鍵盤、鼠標、打印機等)的輸入／數(shù)出接口標準。USB正在取代當前PC上的串口和并口。但是反之，USB2．0的設備則不可能在USB l．1上正常工作。它可使多個設備在～個端口上運行，速度也比現(xiàn)在的串行口或并行口快得多，而且其總的連線在理論上說可以無限延長。USB端口的傳輸速率高達12Mbps，與一個標準的串行端口相比，大約快出100倍，與一個標準的并行端口相比，也快出近10倍。PDIUSBDl2的功能框如圖2．8所示：對PDIUSBDl2芯片的各個功能模塊做以下說明：1)模擬收發(fā)器集成的收發(fā)器接口可通過終端電阻直接與USB電纜相連。在枚舉中，LED指示根據(jù)通信的狀況問歇閃爍。6)并行和DMA接口對一個微控制器而言，PDIUSBDl2看起來就像一個帶8位數(shù)據(jù)總線和一個地址位的存儲器件。圖2．9 IJSB接口電路圖2．9本章小結 本章講述了汽車節(jié)能裝置控制器的設計，浚控制器能夠實現(xiàn)對汽車節(jié)能裝置的電磁離合器位置、車速、儲氣桶壓力等模擬信號的采集，能夠實現(xiàn)對電磁離合器、電磁閥的開關量控制。合理選用程序沒計語言和開發(fā)工具是非常重要的，這對于整個系統(tǒng)的開發(fā)周期、開發(fā)效率都是有著很大影響。 單片機的調試離不開單片機仿真器，我們該系統(tǒng)調試選用了WAVE 2000S仿真器及其配套的WAVE 6000仿真軟件。其具體步驟如下：(1)安裝WAVE 6000仿真軟件。 在單片機硬件設計完成后，其軟件的調試和修改都必須借助于某種工具能完成，這一工具就是單片機開發(fā)系統(tǒng)。單片機開發(fā)系統(tǒng)除了可以對用戶程序進行輸入、編輯、調試和匯編的功能以外，還有一個顯著的特點是在線仿真功能。c++語言強調對高級抽象的支持。MFC類庫中的交互式工具，就能很容易生成一個可以實際運行的Windows應用程序。采用模塊化的程序設計方法有下述優(yōu)點：1)單個模塊結構的程序功能單一，易于編寫，調試和修改；2)便于分工，從而可使多個程序員同時進行程序的編寫和調試工作，可以加快程序的研制進度；3)程序可讀性好，便于功能擴充和版本升級；4)對程序的修改可局部進行，其它部分呵以保持不變；5)對于使用頻繁的子程序可以建立子程序庫，便于多個模塊的調用；本系統(tǒng)的程序設計充分利用了模塊化程序設計的方法，在主程序模塊中由若干個子程序和功能模塊組成。表3．1 X25045指令集表。在寫操作期間，所有其它位全部置“1I，．WIP位是只讀的?！皦K保護”BLO和BL1位表示所使用的保護范圍。rst—wdog：：程序名稱：RST_IFDOG復位看168。這種方法單片機不需要進行轉換時間的管理，CPU效率商。如果采集完成，就在主程序中重新啟動A／D轉換程序。因此在中斷程序中必須采樣斷程序流程圖如圖3．4所示。3．4單片機的USB固件程序 編寫單片機USB固件程序，必須深入理解USB體系結構、USB協(xié)議。如下圖3．6所示(圖中的NODE代表USB設備)：USB主機可以看作是一個硬件、固件和軟件的結合體，是USB通信的中心。集線器可檢測每個下游端口的設備的安裝或拆卸，并可對下游端口的設備分配能源。主機要在功能部件使用前對其進行設置。(1)控制傳輸：主要用于主機把命令傳給設備以及設備把狀態(tài)返回給主機。(4)同步傳輸：以一個恒定的速率進行傳輸，連續(xù)不斷地在主機與USB設備之間傳輸數(shù)據(jù)，在傳送數(shù)據(jù)發(fā)生錯誤時，USB并不處理這些錯誤，而是繼續(xù)傳送新的數(shù)據(jù)。這就確保了最佳的傳輸速率和更好的軟件結構，同時簡化了編程和調試。然后返回到主循環(huán)檢查循環(huán)緩沖區(qū)內是否有新的數(shù)據(jù)，若有就對其進行處理，否則丌始其它的前臺任務。●中斷服務程序：當PDIUSBDl2向單片機發(fā)出中斷請求時，讀取PDIUSBDl2的終端傳輸來的數(shù)據(jù)，并設定事件標志“EPPFLAGS”和SETUP包數(shù)據(jù)緩沖區(qū)。1．硬件提取層一EPPHAL．C 硬件提取層是固件中的最低層代碼，其執(zhí)行對PDIUSBDl2和線路板硬件與I／O相關的訪問。在ISR函數(shù)的入口固件使用D12來決定中斷源，根據(jù)中斷源進入相應的予程序進行處理。雖然此處函數(shù)較多，但每個的結構較簡單，在此不做詳細說明。初始化后，進入循環(huán)，輪詢各種狀態(tài)。以往在windows平臺上的串行通信多使用其提供的API函數(shù)來實現(xiàn)，這種方法使用起來需要許多底層設置，因而較為繁瑣，并且難以理解。下面詳細討論Microsoft提供的串行通信ActiveX控件的使用方法。MSCOMM控件提供了兩種處理通信的方式：(1)事件驅動方式。在程序的每個關鍵功能之后，可以通過檢查Comm Event屬性的值來查詢事件和錯誤。首先在對話框中添加MSCOMM控件，然后打開和設置串口參數(shù)。4 USB設備驅動程序開發(fā)4．1設備驅動程序概述 從廣義上講，驅動程序是指一系列控制硬件設備的函數(shù)，它為連接到計算機的硬件提供軟件接口，使用戶應用程序可以以規(guī)范的方式訪問各種硬件，而不必考慮如何具體實現(xiàn)對不同硬件的控制，也就是說它使用戶態(tài)程序員操作各種不同的硬件設備如同操作一個文件一樣簡單。因此，在Windows95之后，微軟公司提出了VXD(Virtual Device Driver)——虛擬設備驅動程序的概念，將復雜的、針對不同具體硬件設備的控制封裝在設備驅動程序之中，使用戶態(tài)程序員不必過多考慮硬件層次的編程，而是簡單地調用標準的函數(shù)接口實現(xiàn)對設備硬件的控制。因此WDM功能驅動程序設計不僅僅包括物理設備的驅動程序，也包括為文件系統(tǒng)之類的非物理設備所編寫的虛擬設備驅動程序。最簡單的方法是購買現(xiàn)成的商業(yè)通用驅動程序，也可以使用現(xiàn)成的標準總線馳動程序或類驅動程序。4．2建立WDM驅動程序編程環(huán)境 本課題中的Windows 2000 WDM驅動程序丌發(fā)工具有：Visual C什6．0、Windows 2000 DDK、Driverstudio 2．7。 由于DriverWorks所用的類庫是在DDK庫函數(shù)基礎上生成的，下一步還必須在Visualc++6．0中打開C：＼Program Files＼Compuware＼SoftICEDriversuite＼OriverWorks＼source目錄下的VdwLi bs．dsw，如下圖4．i所示。1998年后，隨著微軟在Windows 98中內置對BSB接口的支持模塊，加上USB設備的R漸增多，USB接口才逐步走進了實用階段。設備的接口有一個或多個端點，端點作為通信管道的一個終點。下面就可以用Driver Works編寫USB驅動程序?，F(xiàn)以本文的PDIUSBDl2為例，簡介如下：(1)進入“Driver Wizard”，在對話框中，輸入項目名稱及文件目錄，然后進入下一步。在加入En如point l后將彈出End point l的屬性對話框，根據(jù)設備硬件屬性，選擇End point l、Endpoint2端點支持何種數(shù)據(jù)傳輸類型(同步、中斷、塊和控制傳輸四種數(shù)類型之一)，以及支持的最大傳輸數(shù)據(jù)包大小，最后足端點的名稱(被驅動程序調用的名稱)。(8)在這一步中可以設置一些驅動程序的其它屬性，比如驅動程序使用何種設備接口(對于WDM驅動程序只能使用全局唯一標識符GUID)，使用何種緩沖區(qū)讀寫方式，是否支持電源管理等。所完成的驅動程序框架薩如下面介紹的，包括：即插即用,電源管理、分發(fā)例程。即插即用的功能有兩個：●自動和動態(tài)識別安裝的PNP設備。4．4．2電源管理編程 支持PNP的驅動程序必須支持電源管理，同樣支持電源管理的驅動程序也必須支持PNP，驅動程序在兩個方面支持電源管理：1．驅動程序響應由電源管理器所發(fā)出的系統(tǒng)級電源要求；2，驅動程序為個別設備管理電源。4．5 USB設備驅動程序的調試在調試過程中，最關鍵的就是掌握調試的方法，因為一旦掌握調試方法，那么在后續(xù)的調試過程中就更加得心應手了。Data則可以讓我們清楚地知道主機向Device發(fā)了些什么，或是Device向主機發(fā)了些什么，將此數(shù)據(jù)與Device從主機收到的數(shù)據(jù)或是發(fā)向主機的數(shù)據(jù)進行對比，可以確保數(shù)據(jù)是否傳輸正確?？傊?，Bus Hound是進行USB開發(fā)的利器，是調試過程中的必備工具。所謂用串口輔助調試過程，也就是在固件代碼中加入類似于Print的語句，向串口輸出一些信息。比如，剛開始時，端點O的數(shù)據(jù)量本來就少，因此，使用串口調試比較方便。驅動程序可執(zhí)行文件被復制到正確的位置，對于Windows2000操作系統(tǒng)而言，這個位置通常是C：＼WINN_I、＼system32＼drivers目錄中。節(jié)的名稱和項的名稱不區(qū)分大小寫。 結論城市公交車頻繁啟動、制動。控制器是該裝置的重要組成部分。該控制器選擇了AT89C51單片機作為CPU，并對AT89C51進行系統(tǒng)擴展，以滿足控制需要。在編寫USB模塊程序時，必須能夠清晰地理解USB協(xié)議內容，編寫的關鍵是使得USB設備(PDIUSBDl2芯片)的能夠枚舉成功。這使得后續(xù)的研發(fā)工作更為方便。為了達到快速開發(fā)的目的，RS一232串口通信采用“MSCOM