基于嵌入式实时操作系统汽车节能系统控制器的设计

【摘要】： 随着汽车业的蓬勃发展,城市汽车的保有量不断增多,特别是公交汽车启动制动频繁,而汽车在启动时发动机燃料燃烧不充分,废气排放量大,污染严重。本文设计了一个基于嵌入式实时操作系统汽车节能系统的控制器,在汽车制动时可以将汽车巨大的动能转化成高压气体的势能实现车辆制动,当需要重新启动时,再将保存的高压气体释放出来驱动车辆。实现了汽车制动能回收再利用,达到节能、环保的效果。 本文综述了汽车节能系统的发展和现状,阐述了汽车节能系统的工作原理和相关的气动技术知识,并介绍了嵌入式实时操作系统的概念、特点,并对嵌入式实时操作系统的选择和对嵌入式实时操作系统内核进行了分析。 硬件方面,在已有基本系统构成的基础上,实现了控制器的设计。首先介绍了本系统的硬件核心AT89C52微控制器的特性和使用要点,并分别阐述了以AT89C52为核心所构建的汽车节能系统控制器的硬件开发板的各组成部分,包括输入模块、输出模块、数据显示模块、通信模块等模块。在分析各个模块电路图及其所涉及芯片特性的基础上,设计了满足本系统性能指标要求的控制器。 软件方面,在深入分析系统所采用的嵌入式实时操作系统μC/OS-Ⅱ的软件特性、文件结构和开发方法的基础上,利用Keil C51集成开发环境,将其移植到AT89C52微控制器上,并进行系统应用软件的设计。 最后对系统进行了软硬件调试并对系统中影响稳定性的因素以及所采取的相应的措施作了简要地分析。 【关键词】：嵌入式实时操作系统 μC/OS-II AT89C52 汽车节能系统 移植
【学位授予单位】：哈尔滨工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：U463.6
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-16
• 1.1 课题的来源10
• 1.2 课题研究的目的及意义10
• 1.3 国内外相关技术的发展现状10-12
• 1.4 引入嵌入式实时操作系统μC/OS-Ⅱ的意义12-14
• 1.5 课题研究的内容14-15
• 1.6 课题的研究结果15-16
• 第2章 汽车节能系统的工作原理及组成16-25
• 2.1 汽车节能系统的工作原理16-18
• 2.2 气动技术的发展概述18-20
• 2.3 汽车节能系统的工作过程简介20-21
• 2.3.1 制动过程简介20-21
• 2.3.2 启动过程简介21
• 2.4 汽车节能系统元件的介绍21-24
• 2.4.1 电磁离合器21-23
• 2.4.2 空气压缩机23-24
• 2.4.3 储气桶24
• 2.5 本章小结24-25
• 第3章 嵌入式实时操作系统25-33
• 3.1 嵌入式实时操作系统概述25
• 3.2 嵌入式实时操作系统的特点25-26
• 3.3 嵌入式操作系统的选择26-29
• 3.3.1 使用嵌入式实时操作系统的优点26-27
• 3.3.2 适用MCS-51单片机系统的嵌入式实时操作系统27-28
• 3.3.3 μC/OS-Ⅱ的特点28-29
• 3.4 内核分析29-32
• 3.4.1 任务及任务控制块29-30
• 3.4.2 任务状态与调度30-31
• 3.4.3 任务间同步和通信31
• 3.4.4 内存管理31-32
• 3.4.5 实时时钟服务32
• 3.4.6 中断管理服务32
• 3.5 本章小结32-33
• 第4 汽车节能系统控制器的硬件设计33-51
• 4.1 总体设计33-34
• 4.2 硬件电路的设计34-50
• 4.2.1 主控制模块34-39
• 4.2.2 数据输入模块39-45
• 4.2.3 控制输出单元45-46
• 4.2.4 通讯模块46-47
• 4.2.5 数据显示模块47-48
• 4.2.6 看门狗电路48-49
• 4.2.7 电源模块49-50
• 4.3 本章小结50-51
• 第5章 基于μC/OS-Ⅱ汽车节能系统控制器的软件设计51-66
• 5.1 μC/OS-Ⅱ在AT89C51上的移植51-55
• 5.1.1 μC/OS-Ⅱ的移植条件51
• 5.1.2 μC/OS-Ⅱ移植的主要过程51-55
• 5.2 任务的划分55-56
• 5.3 任务执行的流程图56-65
• 5.3.1 Initsystem任务57-58
• 5.3.2 TaskWatchdog任务58
• 5.3.3 TaskUart任务58-59
• 5.3.4 TaskStopdoor任务59
• 5.3.5 TaskOildoor任务59-61
• 5.3.6 TaskAdcRead任务61-64
• 5.3.7 TaskBusSpeed任务64
• 5.3.8 TaskLedDisplay任务64-65
• 5.3.9 TaskIdle任务65
• 5.4 本章小结65-66
• 第6章 汽车节能系统控制器的实验调试66-73
• 6.1 试验目的和内容66
• 6.2 调试设备66-67
• 6.3 调试过程67-68
• 6.3.1 硬件调试67
• 6.3.2 软件调试67-68
• 6.4 调试过程中遇到的问题及其解决方法68-72
• 6.4.1 硬件系统的可靠性设计68-70
• 6.4.2 软件系统的可靠性设计70-72
• 6.5 本章小结72-73
• 结论73-74
• 参考文献74-78
• 攻读硕士学位期间发表的文章和取得的科研成果78-79
• 致谢79

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

液压储能式汽车制动能量再生系统负荷调节技术研究    张小东

基于ARM的全自动反冲洗过滤器控制器的研究    杨柳

汽车节能传动系型式分析    王会义，吴沛容

高强钢制轻型高压气瓶    罗先登,杜厚益

气动高压贮气瓶的优化设计    王永昌,扬铁林,赵永凯

3自由度气动比例/伺服机械手连续轨迹控制的研究    陶国良,王宣银,路甬祥

车辆制动能量回收装置的研究    张世

关于微型汽车电磁干扰的探讨    杨战中,翟伟

碳纤维天然气汽车储气罐    程森 ,李三超

城市传统车辆与飞轮节能车辆燃油经济性能分析与仿真    张铁柱,王艺兵,胡青春

实时操作系统的移植与扩展性的研究    黄力

基于以太网的分布式智能门禁系统    魏振钢;宋庆国;张建军;张子振;

随动转向汽车前大灯定位控制研究    卫修明;张晓玲;

喷油泵试验台微机控制系统的设计与实现    张素青;曹乐南;

ZigBee无线数据传输模块的设计与实现    吕鑫;王忠;

双行字符型LCD的DDRAM地址查找方法    鹿玲;曹力;

充排气特性方程组及其应用    徐文灿

MAX197在坦克炮塔试验台中的应用    张佐营,贾长勋,梁文龙,蒋琴

皮革转鼓控制系统    肖清;吴速英;唐宏;袁芬铭;

一种气动变射角装填控制方法    朱松柏;雷超;

冲压式气动系统的建模与线性化分析    权维利;姚晓先;林凡;

超高压开关气源的控制策略研究    罗语溪;余状;王宣银;

双活塞缸式气动高压发生装置的建模仿真与实验研究    杜经民;向超;傅晓云;李宝仁;

压电型先导阀数学模型及PWM控制仿真研究    许有熊;李小宁;

气体增压器充气过程动态仿真研究    王海涛;熊伟;李中华;

基于AVR单片机的气动位置控制系统的研究    向东;杨庆俊;张旭明;张晶;包钢;

高压气体定容积充放气特性研究    杨钢;徐小威;高隆隆;李宝仁;

压降检漏过程中温度对漏率检测影响研究    朱会学;马林;李锦云;

基于DS18B20的温度测量系统    周琛晖;冯少怀;

直流高压程序控制器设计    冉秀娟;刘英;

基于MSP430F2012和nRF24L01主动式电子标签的设计    陈航;杨旭东;

高压气动比例减压阀的结构优化与特性研究    徐志鹏

多轴重型汽车刚弹耦合虚拟样机分析与匹配    郝赫

气动元件流量特性参数辨识新方法研究    赵卫

基于泄漏量监测的减压阀泄漏预测模型研究    孙伟

高压气动真实气体效应与减压系统基础理论及实验研究    罗语溪

气动冲击锤的计算机模拟研究    张志兵

自然通风动态温度调控的智能气动开窗系统    司慧萍

基于外骨骼技术的机器人远程控制    李晓明

气动人工肌肉位置伺服系统研究及其应用    杨钢

新型电控液驱车关键技术的研究    韩文

沼气发电机冷却水预热沼气进料池系统的研究    康锡龙

基于单片机与FPGA的单相程控功率源研究    梁育雷

徐庄煤矿抽风机工作参数在线监测系统的设计    王丽玲

投影屏触摸控制设备的设计    王星

基于GPRS的河套平原灌区水资源数据监测系统的应用研究    房永亮

Linux平台下的五线触摸屏控制器的设计与实现    于乐淼

自动换刀机械手结构设计及PLC控制研究    戴勤

基于ZigBee和导航系统技术的部队车辆管控系统的设计与研究    孙建中

基于射频IC卡的节水灌溉控制系统的设计与开发    王永喜

基于华P语言的PLC核研究与设计    郑阳

压缩天然气公交车产业化报告    雷洪钧;

交大神舟,液压混合动力公交车“专家”    陈杰;

嘉捷博大首推液压混合动力公交车    彭婕;

全自动自清洗水过滤器的开发    文棋,孟剑,郑传祥

自清洗过滤器吸污器的改进设计    潘子衡;钱才富;范德顺;

二次调节流量耦联静液传动系统性能    刘宇辉;姜继海;

我国微灌发展中值得关注的问题    付琳

基于Modbus协议的无线灌溉控制系统研究    孙刚;郑文刚;赵春江;申长军;周平;吴文彪;

手机短信(SMS)在环境监测中的应用    郑文刚,赵春江,王纪华

城市公交汽车的节能系统研究    管志宏,许明恒,曹雪莲

国内外自动清洗过滤器的发展及应用    周惠臣;丛安生;姜春波;

基于MPC850的嵌入式系统设计与应用    习勇

公交汽车节能环保驱动技术的研究    管志宏

公交汽车节能环保的测控技术研究    曹雪莲

新型电控液驱客车设计研究    柯进益

单元式自清洗过滤器控制系统的研究    赵杰

公共汽车制动能量再生的液压储能技术研究    任国军

汽车CPS定压源能量回收系统的研究    尹怀仙

液压混合动力汽车能量回收制动系统的研究    于宏超

基于ARM的嵌入式远程控制平台系统软件设计    高晗

嵌入式数控雕刻机系统平台及人机界面软件开发    赵毅

TCY-2型地下铲运机制动能量回收系统研究    阳凌霄

高压液压缸缸径的确定    赵永凯;付仁本;

多轴汽车制动性能的简易分析法    汪文国;

半挂汽车列车制动系统设计方法探讨    汪文国;

气动伺服定位技术及其应用    周洪

基于RTOS的USB设备端驱动程序研究与设计    张雪兰,翁铁城

实时操作系统VxWorks下设备驱动程序的设计    芮力,芮雨,俞志强

实时操作系统及其在列车运行控制系统中的应用分析    燕飞,唐涛

基于S3C44B0X嵌入式处理器的飞行控制计算机系统设计    张悦;桂志杰;于秀萍;

ARM嵌入式处理器在智能仪器中的应用    毛伟云;陈明;丁力;

基于ARM Cortex的嵌入式汽车安全气囊电控系统设计    管菊花;郭波;吕伟;

Intel 86/330A与VDU-140联机系统的实现    崔志明

MCS-51单片微机在实时多任务执行程序(RMX)中的应用    周生良

星上数据管理中的实时多任务操作系统设计    罗先武

一个实时操作系统的设计及实现    赵艺伟,张丽芬,陈朔鹰

嵌入式实时系统及中国RTOS的发展    彭玉灵;

μC/OS-Ⅱ实时操作系统时钟节拍的改进    辛庆勋;金伟正;

基于DSP的红外摄影验光系统设计    钟磊;李湘宁;黄中和;郁飞龙;

嵌入式实时操作系统VxWorks中液晶模块的应用    梁冰;胥布工;

基于可预测性的实时操作系统安全性技术研究    周伟;

用嵌入式实时系统构建电加工智能电源    罗逸苇;张立强;王斌修;

基于嵌入式实时操作系统的硅片传输系统设计    王方勇;朱维涛;徐礼春;

嵌入式实时操作系统Vxworks在微机保护中的应用    吴永超;王增平;

现代制造技术中控制系统面临的新问题    严隽薇;吴启迪;

基于分布式网络的电动汽车多能源动力总成控制系统    刘凌;李雪峰;汪伟;

未来手机操作系统格局分析    法国电信北京研究中心开源实险室 黄思源

大唐移动与ExpressLogic公司开展合作    

实时操作系统任务间通信的设计与分析    广东省电信科学技术研究院多媒体部 卢燕青 张宇飞

谁将占领移动应用市场    Ira brodsky

“嵌”载奇遇    杨雨

Sun带来多线程冲击    剑鸣

32所：自主创新填补国内空白    记者　 张燕 本报通讯员　 朱伟民

全球速度最快的商用微处理器面市    

大力发展国产汽车软件    华东计算所副总工程师、国家“核高基”科技专项实施专家组成员 张激

一人一把“剑”    陈思

开放式数控系统的实时操作系统优化技术研究与应用    秦承刚

以实时操作系统为中心的嵌入式系统平台化设计研究    任慰

基于SOC的实时操作系统的研究    高丰

实时操作系统的若干关键问题研究    陈晗斐

工业平缝机伺服控制系统研究    刘峙飞

SAR实时并行成象系统研究    徐永健

新型压电送料器的研究    范尊强

实时操作系统协同设计中的若干问题研究    邱卫东

编译型数控系统及其关键技术的研究    余顺周

开放式实时Linux的研究与设计    朱响斌

嵌入式实时操作系统在无线抄表系统中的研究和应用    惠孛

新型智能仪器远程重构的设计及研究    朱忠武

馈线远方终端之CPU模块的研制    申斌

μC/OS-Ⅱ实时操作系统在ARM微处理器上的移植    丁国超

基于PowerPC和uC/OS-Ⅱ的一种嵌入式系统    王文辉

基于以太网技术的现场设备监控系统的研究与实现    王彬

基于远程采抄系统的无线数据终端设计研究    王青叶

基于PIC18F458的嵌入式实时操作系统uC/OS-Ⅱ的移植与测试    郝慧锋

基于OSEK/VDX规范的实时操作系统内核的设计与实现    杨永明

基于实时Linux的调度方法研究    刘莉