CN107644563A - 基于图形化编程的汽车电子综合训练平台 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于图形化编程的汽车电控系统综合训练平台，包括硬件平台和软件系统两个部分。硬件部分包括一个ECU主板，一个编程仿真器、若干传感器模块、若干执行器模块。软件部分包括一个图形化编程平台；匹配ECU主板、传感器、执行器硬件电路的驱动程序。其特征在于：可对ECU进行图形化编程；利用软件生成C语言程序供调试；可进行软硬件模块的灵活组合，来模拟不同类型的汽车电控系统；可模拟呈现一套电控系统的基本功能；可直观了解汽车传感器的信号处理过程；可对汽车电控系统进行故障模拟训练。本发明通过图形化编程工具降低学生在进行汽车电子产品模拟开发训练时的编程难度，并能够直观展示ECU上信号的处理过程。

Description

基于图形化编程的汽车电子综合训练平台

技术领域

本发明专利涉及一种汽车电控系统教学训练平台，尤其是一套教学训练设备，可广泛应用于汽车电子及相关课程的教学训练中。

背景技术

现有汽车电子教学训练平台通常采用硬件模拟的方式，即学生根据训练内容，使用带有统一插头的导线在实验台架上将所需模块连接起来，模拟实车启动系统，观察实验现象，测量电压、电流信号。此种使用硬件模拟的方式存在着缺陷，由于学生无法接触MCU内部的控制程序，教学训练仍停留在拼接模拟，测量观察的层次，只能对汽车电子系统有一个简单的感性认识，不能深入理解汽车电子系统的控制逻辑。这对学生知识能力的提升带来了较大的阻碍。

另外，随着汽车产业的快速发展，汽车电气化、自动化、智能化的程度越来越高，汽车电子系统的控制逻辑越来越复杂，系统的编程的重要性逐渐凸显出来，以往的教学训练方式已无法适应社会对学生的要求，并最终影响人才培养质量的提升。

发明内容

为了克服现有教学模式中学生不能深入理解汽车电子系统的控制逻辑，教学训练层次较低，知识能力难以提升等缺陷，本发明专利提供了一种采用图形化编程技术的教学训练新模式，即学生根据硬件平台，使用图形化编程语言编写所程序，然后编译连接，最后烧写调试。此图形化编程语言利用封装技术将大量的信息封装到图形元素当中，学生只需要通过点击、拖拽鼠标就能将对象放置到虚拟世界当中完成编程，可以减轻学生编写程序不必要的负担，避免了语法错误给学生带来的困扰。

本发明专利解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于图形化编程的汽车电控系统综合训练平台，包括软件平台和硬件平台。软件平台中包含一个PC机运行环境、一个ECU驱动程序模块、若干个传感器程序模块、若干个执行器程序模块，各程序模块留有丰富的接口，可供学生灵活连接；硬件平台中包含一个ECU主板、一个编程仿真器、若干传感器电路、若干执行器电路，各驱动电路模块留有标准接口，可供学生轻松组合。

上述的图形化编程的汽车电控系统综合训练平台，所述软件平台中的程序模块均根据硬件平台中的电路模块开发而来，二者一一对应，相互协调工作。

本发明专利与现有技术相比，其优点是：

（1）提出了一种新型的汽车电控系统教学研究构想，为汽车电控系统的教学训练提供了一种新模式；

（2）学生可深入理解汽车电子系统的控制逻辑，提升知识能力水平；

（3）解决了C语言、汇编语言等文本式编程语言编程复杂程度大，工作量大等问题，提高了编程效率；

（4）弥补了汽车相关专业学生在编程方面的短板，避免了语法错误给学生带来的困扰；

（5）建立了全面的模块数据库结构，能够方便地进行软硬件模块的组合，灵活地组成不同类型的电控系统。

附图说明

图1为本发明专利的构成框图。

图2为本发明专利图形化编程平台的构成框图。

图3为本发明专利的操作模式框图。

具体实施方式

【实施例1】

图1所示为基于图形化编程的汽车电子综合训练平台的构成框图,包括图形化编程平台、仿真器、硬件平台和硬件设备。其中图形化编程平台包括ECU主板驱动程序、若干传感器程序模块、若干执行器程序模块以及封装于图形元中的基础程序结构模块。硬件平台包括一个MCU、若干传感器接口电路和若干执行器驱动电路。硬件设备包括一个设备台架、若干传感器模块、若干执行器模块以及标准接口的连接导线。

【实施例2】

图2所示为本发明专利的图形化编程平台的构成框图,包括一个ECU主板驱动程序封装元、若干传感器程序模块封装元、若干执行器程序模块封装元以及若干个封装于图形元中的基础程序结构模块。

【实施例3】

图3所示为本发明专利的操作模式框图,学生使用鼠标点击、拖拽已封装的图形元，将其放置到虚拟世界中来进行编程。与此同时把硬件平台中的各个模块以相同的连接方案用导线连接起来。编译调试可以分为两种方式，第一种方式是利用图形化编程平台先生成C语言源程序，再使用MCU适用的编程环境进行编译连接，最后生成机器语言下载到硬件平台中进行测试，如果功能不正常，返回编程环境对C语言源程序进行修改，直至测试成功。

第二种方式是利用图形化编程平台直接生成机器语言，然后下载到硬件平台中，在实物中进行测试，如果功能不正常，返回第一种方式对C语言源程序进行修改，直至调试成功。

Claims (6)

1.一种基于图形化编程的汽车电子综合训练平台，包括图形化编程平台、仿真器、开放式ECU平台和汽车电控系统所需传感器和执行器，其中图形化编程平台包括ECU主板驱动程序、若干传感器程序模块、若干执行器程序模块以及封装于图形元中的基础程序结构模块；开放式ECU平台包括一个MCU、若干传感器接口电路和若干执行器驱动电路；汽车电控系统所需传感器和执行器包括一个设备台架、若干传感器模块、若干执行器模块以及标准接口的连接导线；其特征在于：可对开放式ECU平台进行图形化编程。

2.根据权利要求1所述的基于图形化编程的汽车电子综合训练平台，其特征在于可生成C语言源程序，在MCU所适用的开发环境中进行调试。

3.根据权利要求1所述的基于图形化编程的汽车电子综合训练平台，其特征在于可进行软硬件模块的灵活组合，来模拟不同类型的汽车电控系统，如发动机电控系统、底盘电控系统、车身电控系统等。

4.根据权利要求1所述的基于图形化编程的汽车电子综合训练平台，其特征在于可客观呈现一套电控系统的整体功能。

5.根据权利要求1所述的基于图形化编程的汽车电子综合训练平台，其特征在于可逐级测量信号，对比观察从传感器到MCU引脚的信号变化。

6.根据权利要求1所述的基于图形化编程的汽车电子综合训练平台，其特征在于可对汽车电控系统进行故障模拟训练。