Система помощи при движении по бездорожью

Успешное развитие автомобильной бортовой электроники каждые 8—10 лет значительно повышает качественные показатели вновь выпускаемых автомобилей. Интерес к автомобильным электронным системам постоянно растет.
В настоящей работе описаны основные принципы построения и функциональные особенности новейшей электронной системысистемы адаптации к дорожным условиям, которая в последние годы находят все более широкое распространение в бортовом оборудовании концептуальных автомобилей и, надо полагать, в недалеком будущем будет широко применяться и на серийных. Это прежде всегонадстройка систем автоматического управления механическими узлами и агрегатами (газораспределительный механизм ЛВС, гидравлические тормоза, коробка переключения передач, рулевое и педальное управление, ходовая часть, подвеска). ...

Введение 3
1 Описание работы системы 4
2 Разработка алгоритма работы системы 7
3 Анализ требований к микроконтроллеру 9
4 Программная реализация системы 14
Заключение 50
Список литературы 51

Электроника активно внедряется в управление автомобилем. Не остаются в стороне и полноприводные автомобили, получая все новые электронные компоненты. Идея объединения полного привода с другими электронными системами реализована в системе адаптации к дорожным условиям (другое название – система помощи движению по бездорожью).
Данная система позволяет наилучшим образом использовать возможности автомобиля при движении в различных дорожных условиях и по бездорожью. Задача водителя сводится лишь к правильному определению характера покрытия и включению соответствующего режима, а система сама обеспечит оптимальное сцепление, управляемость и устойчивость автомобиля.
Родоначальником устройств адаптации к дорожным условиям является система TerrainResponse, которая устанавливается на автомобили Land Rover с 2005 года. Другими разновидностями системы помощи движению по бездорожью являются:
SelecTerrain от Jeep;
TerrainManagementSystem от Ford;
Multi-TerrainSelect от Toyota;
X-Mode от Subaru.
В различных системах адаптации к дорожным условиям реализован общий подход к работе. Некоторые системы используют даже одинаковые режимы движения. Исключение из общего списка составляет система X-Mode, в которой помощь движению осуществляется только в автоматическом режиме.

Основная цель анализа - выбрать наименее дорогой микроконтроллер (чтобы снизить общую стоимость системы), но в то же время удовлетворяющий спецификации системы, т.е. требованиям по производительности, надежности, условиям применения и т.д. Общая стоимость системы включает все: инженерные исследования и разработку, производство (комплектующие и труд), гарантийный ремонт, дальнейшее усовершенствование, обслуживание, совместимость, простоту в обращении и т.д.Для реализации поставленной в данной работе задачи достаточно восьмиразрядного МК со стандартным набором функций. Система Адаптации не производит вычислений и обработки больших массивов данных, а следовательно, мощный микроконтроллер не требуется.Основные критерии выбора микроконтроллера представлены ниже в порядке значимости: Пригодностьдля прикладной системы. Система адаптации может быть реализована на однокристальном микроконтроллере без применения специализированных компонентов. Количество основных портов ввода – 6. Требуется наличие RAM, ROM, портов вывода на ЖКИ. Ядро процессора должно обеспечивать необходимую производительность, т.е. вычислительную мощность, позволяющую обрабатывать системные запросы в течение всего срока службы автомобиля. Доступность. В настоящее время ряд микроконтроллеров постоянно обновляется, исчезают старые устройства и появляются новые серии. Необходимо учитывать изменение данного сегмента рынка и обеспечить жизнеспособность проекта.Поддержка разработчика. Техническая поддержка :ассемблеры, компиляторы, средства отладки, внутрисхемные эмуляторы, отладочные мониторы, отладчики программ в исходных текстах. Информационная поддержка. Доступность информационных ресурсов по микроконтроллерам: примеры применения, сообщения об ошибках, утилиты, в том числе "бесплатные" ассемблеры, примеры исходных текстов, поддержка проектов у поставщика. Надежность фирмы производителя. На основании сделанных выводов выбираем микропроцессор 8-bit ATtiny28L со следующими характеристиками:- RISC-архитектура;- Высокая производительность и низкое энергопотребление;- 90 Мощных Инструкций, большинство из которых исполняется за один машинный цикл;- 32 x 8 рабочих регистров;- Энергонезависимая Память Программ;- 2К байт Flash памяти программ;- Выносливость: 1000 Циклов Записи/Стирания;- Программный замок для защиты данных программы;- Вход Прерывания и Выхода из спящего режима;- Один 8-разрядный Таймер/счетчик с отдельным предделителем;- Встроенный аналоговый компаратор;- Программируемый сторожевой таймер с встроенным генератором;- Встроенный драйвер LED с программируемой модуляцией;Схема расположения выводов процессора показана на рисунке 1.Рисунок 2 – Схема выводов микроконтроллера4 Программная реализация системыОсновное тело программы:Блок описания исходных данных:.module main.c.area data(ram, con, rel)_RunTab::.blkb 1.area idata.byte 0.area data(ram, con, rel).dbfile E:\V2.0\main.c.dbsym e RunTab _RunTab c_prog_set::.blkb 2.area idata.word 1000.area data(ram, con, rel).dbfile E:\V2.0\main.c.dbsym e mAh_set _mAh_set i_speed::.blkb 1.area idata.byte 10.area data(ram, con, rel).dbfile E:\V2.0\main.c.dbsym e speed _speed c.area vector(rom, abs).org 8rjmp _timer2_ovf_isr.area data(ram, con, rel).dbfile E:\V2.0\main.c.area text(rom, con, rel).dbfile E:\ V2.0\main.c.dbfunc e timer2_ovf_isr _timer2_ovf_isr fV.even_timer2_ovf_isr::rcall push_lset.dbline -1.dbline 48Блок описания вложенных подпрограмм; //*********************************************************; #include <iom8v.h>; #include <macros.h>; #include "discharge.h"; #include "eeprom.h"; #include "LCD_1602.h"; unsigned char keyboard;; unsigned char RunTab=0;; unsigned char RunTab_old;; ; unsigned int sc_key,sc_bt1,sc_bt_ctrl,; sc_discharge,sc_eeprom,sc_lcd_write,; sc_bt1_record,sc_key_delay,sc_bt1_v_temp;; ; // discharge; unsigned char BT1_state;; unsigned int BT1_V;; unsigned int BT1_I;; unsigned int BT1_T;; unsigned int BT1_V_num;; unsigned int BT1_V_num_temp;; unsigned int bt1_v_temp;; unsigned int bt1_v_temp_1;; ; unsigned int BT1_I_SET;; unsigned int PWM;; unsigned long BT1_mAh;; unsigned long BT1_time;; unsigned int mAh;; unsigned int D882_P;; ; unsigned int mAh_set=1000;; unsigned char speed=10;; unsigned int BT1_P;; //Временная задержка-прерывание 8ms; #pragma interrupt_handler timer2_ovf_isr:5; void timer2_ovf_isr(void); {.dbline 49; TCNT2 = 0x06;//ЦШЧ°јЖК±Цµ0xFF=32us 0x00=8.192msldi R24,6out 0x24,R24.dbline 50; timer();//КµК±К±ЦУrcall _timer.dbline 54; /*----------------------------------; Переключатель-ключ программ; -----------------------------------*/; void system(void); { .dbline 64; if((sc_key_delay==0)&&(keyboard!=0)){sc_key_delay=50;}lds R2,_sc_key_delaylds R3,_sc_key_delay+1tst R2brne L3tst R3brne L3X0:lds R2,_keysettst R2breq L3.dbline 64.dbline 64ldi R24,50ldi R25,0sts _sc_key_delay+1,R25sts _sc_key_delay,R24.dbline 64L3:.dbline 65; if(sc_key_delay==1){keyboard=0;}lds R24,_sc_key_delaylds R25,_sc_key_delay+1cpi R24,1ldi R30,0cpc R25,R30brne L5.dbline 65.dbline 65clr R2sts _keyboard,R2.dbline 65L5:.dbline 66; if(sc_key==0)lds R2,_sc_keylds R3,_sc_key+1tst R2brne L7tst R3brne L7X1:.dbline 67; {keyset=key(keyboard);sc_key=16;}//delay*8ms.dbline 67lds R16,_keyboardrcall _keysts _keyboard,R16.dbline 67ldi R24,16ldi R25,0sts _sc_key+1,R25sts _sc_key,R24.dbline 67L7:.dbline 69; ; if(sc_lcd_write==0)lds R2,_sc_lcd_writelds R3,_sc_lcd_write+1tst R2brne L9tst R3brne L9X2:.dbline 70; {.dbline 71; desktop1();desktop2();desktop3();desktop4();rcall _desktop1.dbline 71rcall _desktop2.dbline 71rcall _desktop3.dbline 71rcall _desktop4.dbline 72; Capacitance_setting();discharge_speed();rcall _Capacitance_setting.dbline 72rcall _discharge_speed.dbline 73; record_setting();welcome();rcall _record_setting.dbline 73rcall _welcome.dbline 74; LCD_write_new();rcall _LCD_write_new.dbline 75; sc_lcd_write=32;ldi R24,32ldi R25,0sts _sc_lcd_write+1,R25sts _sc_lcd_write,R24.dbline 76; }L9:.dbline 77; if(BT1_I_SET)lds R2,_BT1_I_SETlds R3,_BT1_I_SET+1tst R2brne X3tst R3brne X10rjmp L11X10:X3:.dbline 78; {.dbline 79; if(sc_bt1==0)lds R2,_sc_bt1lds R3,_sc_bt1+1tst R2brne L13tst R3brne L13X4:.dbline 80; {BT1_mAh+=BT1_I;sc_bt1=450;}//ИЭБїНіјЖ,Гї3.6ГлјЖТ»ґО.dbline 80lds R2,_BT1_Ilds R3,_BT1_I+1clr R4clr R5lds R8,_BT1_mAh+2lds R9,_BT1_mAh+2+1lds R6,_BT1_mAhlds R7,_BT1_mAh+1add R6,R2adc R7,R3adc R8,R4adc R9,R5sts _BT1_mAh+1,R7sts _BT1_mAh,R6sts _BT1_mAh+2+1,R9sts _BT1_mAh+2,R8.dbline 80ldi R24,450ldi R25,1sts _sc_bt1+1,R25sts _sc_bt1,R24.dbline 80L13:.dbline 81; if(sc_discharge==0)lds R2,_sc_dischargelds R3,_sc_discharge+1tst R2brne L15tst R3brne L15X5:.dbline 82; {BT1_time++;sc_discharge=125;}//·ЕµзК±јдНіјЖ.dbline 82ldi R20,1ldi R21,0ldi R22,0ldi R23,0lds R4,_BT1_time+2lds R5,_BT1_time+2+1lds R2,_BT1_timelds R3,_BT1_time+1add R2,R20adc R3,R21adc R4,R22adc R5,R23sts _BT1_time+1,R3sts _BT1_time,R2sts _BT1_time+2+1,R5sts _BT1_time+2,R4.dbline 82ldi R24,125ldi R25,0sts _sc_discharge+1,R25sts _sc_discharge,R24.dbline 82L15:.dbline 83; if(sc_eeprom==0) lds R2,_sc_eepromlds R3,_sc_eeprom+1tst R2brne L17tst R3brne L17X6:.dbline 84; {.dbline 85; if(BT1_V<2000)lds R24,_BT1_Vlds R25,_BT1_V+1cpi R24,208ldi R30,7cpc R25,R30brsh L19.dbline 86; {discharge_stop();} .dbline 86rcall _discharge_stop.dbline 86L19:.dbline 87; EEPROM_WRITE(0x01F0,BT1_mAh);ldi R24,4ldi R25,0std y+1,R25std y+0,R24ldi R18,<_BT1_mAhldi R19,>_BT1_mAhldi R16,496ldi R17,1rcall _EEPROMWriteBytes.dbline 88; EEPROM_WRITE(0x01F4,BT1_time);ldi R24,4ldi R25,0std y+1,R25std y+0,R24ldi R18,<_BT1_timeldi R19,>_BT1_timeldi R16,500ldi R17,1rcall _EEPROMWriteBytes.dbline 89; sc_eeprom=1250;ldi R24,1250ldi R25,4sts _sc_eeprom+1,R25sts _sc_eeprom,R24.dbline 90; }L17:.dbline 91; if(sc_bt_ctrl==0)lds R2,_sc_bt_ctrllds R3,_sc_bt_ctrl+1tst R2brne L21tst R3brne L21X7:.dbline 92; {.dbline 93; BT1_I_Ctrl();rcall _BT1_I_Ctrl.dbline 94; if((BT1_I>BT1_I_SET+5)||(BT1_I<BT1_I_SET-5))lds R24,_BT1_I_SETlds R25,_BT1_I_SET+1adiw R24,5lds R2,_BT1_Ilds R3,_BT1_I+1cp R24,R2cpc R25,R3brlo L25lds R24,_BT1_I_SETlds R25,_BT1_I_SET+1sbiw R24,5cp R2,R24cpc R3,R25brsh L23L25:.dbline 95; sc_bt_ctrl=2;ldi R24,2ldi R25,0sts _sc_bt_ctrl+1,R25sts _sc_bt_ctrl,R24rjmp L24L23:.dbline 96; else sc_bt_ctrl=48;ldi R24,48ldi R25,0sts _sc_bt_ctrl+1,R25sts _sc_bt_ctrl,R24L24:.dbline 97; }L21:.dbline 98; }L11:.dbline 99; if(sc_bt1_v_temp==0)lds R2,_sc_bt1_v_templds R3,_sc_bt1_v_temp+1tst R2brne L26tst R3brne L26X8:.dbline 100; {bt1_v_temp+=BT1_V;sc_bt1_v_temp=500;}.dbline 100lds R2,_BT1_Vlds R3,_BT1_V+1lds R4,_bt1_v_templds R5,_bt1_v_temp+1add R4,R2adc R5,R3sts _bt1_v_temp+1,R5sts _bt1_v_temp,R4.dbline 100ldi R24,500ldi R25,1sts _sc_bt1_v_temp+1,R25sts _sc_bt1_v_temp,R24.dbline 100L26:.dbline 101lds R2,_sc_bt1_recordlds R3,_sc_bt1_record+1tst R2brne L28tst R3brne L28X9:.dbline 102.dbline 102rcall _bt1_v_record.dbline 102ldi R24,7500ldi R25,29sts _sc_bt1_record+1,R25sts _sc_bt1_record,R24.dbline 102L28:.dbline -2L2:adiw R28,2rcall pop_gset2.dbline 0 ; func endret.dbend.dbfunc e taskmgr _taskmgr fV.even_taskmgr::.dbline 0 ; func endret.dbend.dbfunc e system_clock _system_clock fV.even_system_clock::.dbline 0 ; func endret.dbend.dbfunc e bt1_v_record _bt1_v_record fV.even_bt1_v_record::.dbline 0 ; func endret.dbend.dbfunc e main _main fV.even_main::.dbline 0 ; func endret.dbend.dbfunc e welcome _welcome fV.even_welcome::.dbline 0 ; func endret.dbend.dbfunc e discharge_stop _discharge_stop fV.even_discharge_stop::.dbline 0 ; func endret.dbend.dbfunc e discharge_init _discharge_init fV.even_discharge_init::.dbline 0 ; func endret.dbend.dbfunc e Capacitance_setting _Capacitance_setting fV.even_Capacitance_setting::.dbline 0 ; func endret.dbend.dbfunc e discharge_speed _discharge_speed fV.even_discharge_speed::.dbline 0 ; func endret.dbend.dbfunc e record_setting _record_setting fV.even_record_setting::.dbline 0 ; func endret.dbend.dbfunc e discharge _discharge fV.even_discharge::.dbline 0 ; func endret.dbend.dbfunc e desktop2 _desktop2 fV.even_desktop2::.dbline 0 ; func endret.dbend.dbfunc e desktop1 _desktop1 fV.even_desktop1::.dbline 0 ; func endret.dbend.dbfunc e desktop3 _desktop3 fV.even_desktop3::.dbline 0 ; func endret.dbend.dbfunc e desktop4 _desktop4 fV.even_desktop4::.dbline 0 ; func endret.dbend.dbfunc e BT1_I_Ctrl _BT1_I_Ctrl fV.even_BT1_I_Ctrl::.dbline 0 ; func endret.dbend.dbfunc e timer _timer fV.even_timer::.dbline 0 ; func endret.dbend.area bss(ram, con, rel).dbfile E:\V2.0\main.c_BT1_P::.blkb 2.dbsym e BT1_P _BT1_P i_D882_P::.blkb 2.dbsym e D882_P _D882_P i_mAh::.blkb 2.dbsym e mAh _mAh i_BT1_time::.blkb 4.dbsym e BT1_time _BT1_time l_BT1_mAh::.blkb 4.dbsym e BT1_mAh _BT1_mAh l_PWM::.blkb 2.dbsym e PWM _PWM i_BT1_I_SET::.blkb 2.dbsym e BT1_I_SET _BT1_I_SET i_bt1_v_temp_1::.blkb 2.dbsym e bt1_v_temp_1 _bt1_v_temp_1 i_bt1_v_temp::.blkb 2.dbsym e bt1_v_temp _bt1_v_temp i_BT1_V_num_temp::.blkb 2.dbsym e BT1_V_num_temp _BT1_V_num_temp i_BT1_V_num::.blkb 2.dbsym e BT1_V_num _BT1_V_num i_BT1_T::.blkb 2.dbsym e BT1_T _BT1_T i_BT1_I::.blkb 2.dbsym e BT1_I _BT1_I i_BT1_V::.blkb 2.dbsym e BT1_V _BT1_V i_BT1_state::.blkb 1.dbsym e BT1_state _BT1_state c_sc_bt1_v_temp::.blkb 2.dbsym e sc_bt1_v_temp _sc_bt1_v_temp i_sc_key_delay::.blkb 2.dbsym e sc_key_delay _sc_key_delay i_sc_bt1_record::.blkb 2.dbsym e sc_bt1_record _sc_bt1_record i_sc_lcd_write::.blkb 2.dbsym e sc_lcd_write _sc_lcd_write i_sc_eeprom::.blkb 2.dbsym e sc_eeprom _sc_eeprom i_sc_discharge::.blkb 2.dbsym e sc_discharge _sc_discharge i_sc_bt_ctrl::.blkb 2.dbsym e sc_bt_ctrl _sc_bt_ctrl i_sc_bt1::.blkb 2.dbsym e sc_bt1 _sc_bt1 i_sc_key::.blkb 2.dbsym e sc_key _sc_key i_RunTab_old::.blkb 1.dbsym e RunTab_old _RunTab_old c_keyboard::.blkb 1.dbsym e keyboard _keyboard c.area lit(rom, con, rel)Это блок байтовых данных для сообщений дисплея:Трава, гравий, снег (ТГС)Грязь, колея (ГК)Песок (П)Камни, малый ход (КМХ)Автоматический (А)L129:.byte 'Г,'О,'Т,'О,'В,0L128:.byte 'К,'О,'Н,'Е,'Ц,0L116:.byte 'Т,'Г,'С 0L115:.byte 'Г,'К,0L94:.byte 'П,0L93:.byte 'А,0L92:.byte 'К,'М,'Х,0L91:.byte 'В,'Ы,'К,'Л,0L71:.byte 'D,'i,'s,'c,'h,'a,'r,'g,'e,'r,32,'x,'p,0L70:.byte 'W,'e,'l,'c,'o,'m,'e,0Подпрограмма дисплея;--------------------------------------------------------; подпрограмма написания символов и вывода курсора;--------------------------------------------------------.SYMBOLS ;это название подпрограммы на языке программирования;--------------------------------------------------------; определение выходного порта, назначение рабочих регистров;---------------------------------------------------------------------------------------------------RS REG P3.0E REG P3.4RES REG P3.2CS1 REG P3.3CS2 REG P3.5R_W REG P3.7STP REG P2.0S_S REG P2.