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CPLD 在汽車制動(dòng)性能檢測(cè)系統(tǒng)中的應(yīng)用
CPLD APPLICATION IN THE DETECTING SYSTEM OF AUTOMOTIVE BRAKING PERFORMANCE
汽車制動(dòng)性是汽車主動(dòng)安全的主要性能之一，是汽車行駛安全的重要保
障。因此，汽車的制動(dòng)性能的檢測(cè)研究為其制動(dòng)性能試驗(yàn)研究和生產(chǎn)檢測(cè)提供
了條件，為提高制動(dòng)性能提供了指導(dǎo)。因此研制具有現(xiàn)代先進(jìn)水平的汽車制動(dòng)
性測(cè)控系統(tǒng)，對(duì)汽車制動(dòng)性的檢測(cè)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
由汽車在制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)上測(cè)試制動(dòng)性的原理以及制動(dòng)性參量檢測(cè)的技術(shù)指
標(biāo)可知，實(shí)時(shí)性、測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、控制的可靠性和強(qiáng)抗干擾能力是系統(tǒng)設(shè)
計(jì)的關(guān)鍵。根據(jù)汽車制動(dòng)力測(cè)量精度的要求和整個(gè)系統(tǒng)的控制邏輯提出了采用
單片機(jī)和CPLD 雙控制器的總體方案，并根據(jù)所要實(shí)現(xiàn)的功能設(shè)計(jì)了軟件。而
濾波和抗干擾是任何智能儀器系統(tǒng)都必須考慮的問題，在本設(shè)計(jì)中提出了
CPLD 在濾波和抗干擾中的應(yīng)用，提出對(duì)測(cè)控系統(tǒng)外部干擾的措施，并根據(jù)誤
差理論提出幾種數(shù)字濾波方法進(jìn)行比較，用CPLD 完成FIR 算法，應(yīng)用于本系
統(tǒng)中。
最后根據(jù)分析結(jié)論對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理并進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)。經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試
和試驗(yàn)，證明本文的汽車制動(dòng)性能測(cè)控系統(tǒng)已實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)要求，檢測(cè)性能符合
國家有關(guān)規(guī)定和實(shí)際使用要求。
關(guān)鍵詞：汽車制動(dòng)性 測(cè)控檢測(cè)系統(tǒng) 抗干擾 CPLD 數(shù)字濾波 FIR
1.2 汽車制動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)............................................................................................... 2
1.2.1 汽車制動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)開發(fā)的意義................................................................... 2
1.2.2 制動(dòng)力檢測(cè)指標(biāo)體系.................................................................................... 2
1.3 CPLD 的發(fā)展及應(yīng)用........................................................................................... 4
1.3.1 CPLD 的發(fā)展概況........................................................................................ 4
1.3.2 CPLD 在信號(hào)處理中的作用和優(yōu)勢(shì)............................................................ 5
1.4 本文的主要研究?jī)?nèi)容.......................................................................................... 6
第二章 汽車制動(dòng)性能檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)................................................................... 8
2.1 汽車制動(dòng)性能檢測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和原理及方案..................................................... 8
2.1.1 制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)工作原理.................................................................................... 8
2.1.2 汽車制動(dòng)性能檢測(cè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)....................................................................... 9
2.1.3 設(shè)計(jì)方案...................................................................................................... 10
2.2 輸入模塊的設(shè)計(jì)................................................................................................. 12
2.2.1 傳感器信號(hào)處理電路................................................................................. 12
2.2.2 A/D 轉(zhuǎn)換接口電路的設(shè)計(jì).......................................................................... 18
2.3 CPLD 內(nèi)部模塊的設(shè)計(jì)..................................................................................... 19
2.3.1 CPLD 芯片介紹........................................................................................... 19
2.3.2 CPLD 實(shí)現(xiàn)的功能模塊.............................................................................. 22
2.4 接口模塊的設(shè)計(jì)................................................................................................. 25
2.4.1CPLD 與單片機(jī)雙向串行通信原理........................................................... 25
2.4.2 雙控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)原理............................................................................. 30
2.5 輸出模塊的設(shè)計(jì)................................................................................................. 31
2.6 汽車制動(dòng)性測(cè)控系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)........................................................................ 32
第三章 系統(tǒng)抗干擾設(shè)計(jì)............................................................................................ 34
3.1 濾波和抗干擾概述............................................................................................. 34
3.2 CPLD 在按鍵消抖抗干擾應(yīng)用......................................................................... 35
3.3 測(cè)控系統(tǒng)外部干擾及其措施............................................................................ 37
3.3.1 屏蔽和隔離.................................................................................................. 37
3.3.2 正確接地...................................................................................................... 37
3.3.3 加去耦電容.................................................................................................. 38
3.4 軟件抗干擾......................................................................................................... 38
3.4.1 測(cè)控系統(tǒng)軟件失控原因............................................................................. 38
3.4.2 軟件抗干擾對(duì)策.......................................................................................... 39
第四章 數(shù)據(jù)處理方法的研究.................................................................................... 41
4.1 概述..................................................................................................................... 41
4.1.1 過失誤差的剔除.......................................................................................... 41
4.1.2 隨機(jī)誤差的消除.......................................................................................... 41
4.1.3 系統(tǒng)誤差的消除.......................................................................................... 43
4.2 曲線擬合............................................................................................................. 43
4.2.1 最小二乘原理.............................................................................................. 43
4.2.2 一元線性回歸.............................................................................................. 43
4.2.3 因變量具有誤差時(shí)線性回歸方程的確定................................................. 44
4.3 標(biāo)度變換............................................................................................................. 45
4.3.1 線性參數(shù)標(biāo)度變換...................................................................................... 46
4.3.2 非線性參數(shù)標(biāo)度變換.................................................................................. 46
4.4 利用CPLD 設(shè)計(jì)FIR 數(shù)字濾波器................................................................... 47
4.4.1 FIR 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介............................................................................................... 47
4.4.2 設(shè)計(jì)方案和模塊組成.................................................................................. 48
4.4.3 設(shè)計(jì)輸入...................................................................................................... 51
第五章 系統(tǒng)調(diào)試及數(shù)據(jù)分析.................................................................................... 52
5.1 制動(dòng)過程分析..................................................................................................... 52
5.2 系統(tǒng)調(diào)試............................................................................................................. 52
5.3 系統(tǒng)標(biāo)定............................................................................................................. 55
5.3.1 標(biāo)定實(shí)驗(yàn)...................................................................................................... 55
5.3.2 制動(dòng)臺(tái)數(shù)據(jù)處理......................................................................................... 57
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