基于CCP的可视化测量标定系统研究与实现

【摘要】：随着电子控制单元(Electronic Control Unit,ECU)广泛应用于汽车,运用标定软件进行ECU特征变量的优化已经成为越来越多汽车公司的选择。测量标定系统能够实现在汽车ECU运行期间进行参数标定和数据采集并且通过系统PC界面实时显示变量信息,这对汽车发展起着重要作用。在此背景下,本文基于国际ASAP标准下的CCP通信协议,开发了一款可视化测量标定系统,系统运用飞思卡尔微控制器MC9S12P64作为开发ECU。本文在深入研究国内外标定系统基础上,结合实际项目需求和CCP通信标准,对系统进行功能分析,构建了系统的软硬件设计方案。根据功能需求将系统软件设计分为ECU端和PC端,ECU端主要完成CAN驱动、CCP驱动和FLASH驱动的设计,然后运用MFC搭建PC端软件界面,将其按模块分为驱动设计、系统初始化、测量标定、文件解析、Bootloader加载、数据管理和图形可视化,并对各模块业务流程进行详细分析。系统使用EDA工具平台Altium完成MC9S12P64外围硬件电路的设计,包括电源滤波、时钟、复位、CAN收发和BDM接口等电路设计。运用嵌入式应用开发软件CodeWarrior完成了底层驱动和Bootloader模块软件设计。通过上位机发送的CCP指令修改下位机ECU的PC值控制Bootloader的运行时机,以实现ECU的在线更新功能。本文设计并实现了PC端测量标定软件。基于提出的系统功能模块和业务流程,采用面向对象编程技术进行应用程序的开发,重点完成了测量和标定模块的开发,通过多线程技术实现Polling和DAQ数据通信方式,通过地址映射方法将变量放在RAM区域中标定和FLASH区域中保存。系统运用OpenGL结合计算机图形学理论,构造测量和标定数据二维和三维显示图形的模型,使其能够实时监测ECU内部待测试变量的数值变化过程,有效提升ECU开发效率。利用下位机MC9S12P64处理器搭建实物实验台架,对集成安装后的测量标定系统进行测试。在处理器的控制程序中内嵌CCP驱动和CAN驱动代码,能够响应上位机的CCP命令,然后进行测量标定等各项功能测试,通过可视化的窗口以及CAN报文验证测试结果。结果表明,自主开发的测量标定系统能达到项目的各方面需求,系统测试期间性能稳定,实时性好。