基于CAN总线的汽车空调软硬件系统设计(6)

2019-08-02 00:36

该线程也会睡眠,直到有数据到来,则解析出节点地址,并保存数据到相应的全局缓存区中去。

最后一个创建的线程实现PID运算,并根据运算结果调用控制传输子函数发出控制信息。

整个主节点应用程序的流程图如下所示:

开始CAN模块初始化是否需要标定?NY标定配置各个控制节点初始状态建立数据接收缓存区创建子线程人机交互信息接收数据处理结束

图 5.4 主节点应用程序流程图

5.3 温度采集节点程序设计

温度采集节点程序首先初始化CAN节点和DS18B20芯片并开启定时中断,初始化完成后开始一个大循环,在循环中查询定时中断标志是否置位,如果已经置位,表示要开始温度转换,则MSP430单片机通过与DS18B20的单总线相连的P2.0端口向DS18B20芯片发出温度转换命令,接收到单片机的测温命令后芯片自动完成温度测量的工作并将测量结果转换成数字信号,在接收到读RAM命

令后将数字结果发送给单片机。单片机在每向DS18B20发出温度转换的命令,并等待一段时间后读出转换结果并发送给主节点。具体的软件流程图如下:

开始DS18B20初始化中断是否到来?Y向DS18B20写温度转换命令N读温度值发送数据返回下次循环

图 5.5 温度采集节点程序

发送数据部分的实现基本与主节点类似,把数据和地址按照固定的帧格式发送到CAN收发控制器SJA1000芯片,由芯片自动完成发送。

5.4 太阳辐射采集节点程序设计

太阳辐射节点的程序设计大致与温度采集相同,区别在于:这里单片机直接与传感器相连,因而需要实现数模转换程序。MSP430单片机内部集成了12位的模数转换电路,在程序中只需初始化AD模块的时钟和转换模式,就可以开启转换,在转换完成后会把相应的标志位置位。此外,考虑到采样的精度,这里采用了滑动数字滤波方式来提高精度。滑动滤波就是每次采样后将采样结果放入一个固定长度的队列中,当队列满时,将最先入列的数据出列,然后将队列中除最大最小值外的其他值取平均值,将这个平均值作为采样结果发给主节点。整个节点的程序具体的流程图如下:

开始AD和定时器等模块初始化N定时中断是否到来?Y开始AD转换NAD转换完成?Y滑动滤波运算发送数据完成一次数据采集发送

图 5.5 太阳辐射采集节点程序

5.5 压缩机控制节点程序设计

压缩机的状态只有运转和停止两种,因此其控制节点的程序设计比较简单,

在接收到主节点的停机命令后,只需要把相应的IO端口置为低电平,继电器失电就会弹开,压缩机就会断电停机。而收到启动命令时,则只需把相应端口变为高电平即可。

5.6 风门开度控制节点程序设计

风门开度控制节点在接收到主节点的信息后,解析出地址信息并判断是否等

于本节点地址,如果是相等,则继续解析出风门转动的方向(正转或者反转)和角度;否则丢弃接收的信息。

确定了风门需要转到的方向和角度后,MSP430单片机通过IO接口驱动步进电机做出相应的动作。本系统中的两相四线制步进电机的转动按照通电的绕组数有三种驱动方式:半拍方式,单拍方式,双拍方式。双拍方式的输出扭矩是最大

的,因而本系统中采用这种方式来驱动,它的每个步进角为1.8度,由以下四个步序构成(若需要电机做相反的转动,只需将以下步序反过来就可以): 表5-1 两相步进电机双拍方式控制序列

步序 通电方式 1 2 3 4 AB 二进制编码 0110 1010 1001 0101 AB AB AB 风门控制节点的具体程序流程图如下所示:

开始CAN模块初始化NCAN模块是否有数据到来?Y解析数据地址是否匹配Y根据接收的指令控制步进电机转动返回并等待数据

图 5.6 风门开度控制节点程序

5.7 鼓风机控制节点程序设计

鼓风机控制节点的程序设计主要是根据主控节点的指令调节鼓风机的转速。

转速的调节以PWM的方式实现。

MSP430F149内部的16位定时器模块TimerA可以实现PWM输出的功能,且可以实现频率和占空比的调节。要实现PWM输出,必须首先写TimerA的寄存器TACTL来配置时钟和模式。时钟设置为8M的子系统时钟SMCLK8分频,模式设置为增计数模式。并且还需要写CCTL1寄存器将比较/捕获模式设置为比较模式,将输出模式设置为PWM置位/复位模式。以上完成后只需写CCR0寄存器和CCR1寄存器,一个PWM输出的时间为计数单位在1M时钟下从0计数到CCR0的时间,并且在计数到CCR1时输出为取反,因此CCR0的值代表了PWM输出的频率,CCR1的值代表了PWM输出的占空比。这里将CCR0设置为1000,这里PWM输出的频率就是1KHZ,初始占空比为40%,因而CCR1应该设置为400。鼓风机控制节点的程序流程图如下所示:

开始CAN模块初始化和PWM输出模块初始化NCAN模块是否有数据到来?Y解析数据地址是否匹配Y根据主节点指令设置PWM输出的占空比返回并等待数据

图 5.6 鼓风机控制节点程序


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