汽车防抱死制动系统试验仪的软件设计【含CAD高清图纸 说明书】【LB3】
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汽车防抱死制动系统试验仪的软件设计【含CAD高清图纸
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本科学生毕业设计汽车防抱死制动系统试验仪的软件设计 系部名称： 汽车工程系 专业班级： 车辆工程 B05-18班 学生姓名： 杨 旭 指导教师： 付百学 职 称： 教 授 黑 龙 江 工 程 学 院二九年六月The Graduation Design for Bachelors DegreeDesign on the Tester Software of Antilock Braking System Candidate：Yang XuSpecialty：Vehicle EngineeringClass：B05-18Supervisor：Professor. Fu BaixueHeilongjiang Institute of Technology2009-06Harbin黑龙江工程学院本科生毕业设计摘 要 汽车防抱死制动系统是提高车辆制动性能和行车安全的重要装置，主要功能是在汽车制动时防止车轮因抱死而使车辆失去方向，从而提高车辆行驶的安全性。随着我国汽车保有量的不断增加，车辆行驶的安全性也越来越受人们的观注，加之科学技术的飞速发展，开发及合理使用高性能的汽车防抱死制动系统已经成为一项重要的课题。本文通过介绍与分析ABS的结构与工作原理、试验仪的功能要求，确定了试验仪的总体方案，为构建出试验仪进行了软件模块的设计，给出了系统的抗干扰措施，完成了软件系统的调试工作，并给与仿真。关键词：防抱死制动系统；软件；设计；调试；仿真ABSTRACTAutomobile anti-lock braking system is to improve braking performance and the importance of traffic safety devices, the main function is to brake the car when locked to prevent the wheels of the vehicle due to loss of direction, so as to enhance the safety of vehicles. With the cars in increasing the safety of vehicles has also increased peoples concept of equity, combined with the rapid development of science and technology, development and rational use of high-performance anti-lock braking system of vehicles has become a important topic. In this paper, through the presentation and analysis of the ABS structure and working principle, the functional requirements of the tester, the tester to determine the overall program, in order to build a tester for a software module design, given the anti-jamming measures of the system to complete the debug the software system and give simulation.Key words: anti-lock braking system; software; design; debug; simulationII目 录摘要IAbstractII第1章 绪论11.1 汽车防抱死制动系统试验仪的国内外研究现状11.2 研究的目的及意义21.3 本文研究的主要内容2第2章 总体方案设计42.1 设计思想42.1.1 设计步骤42.1.2 实现功能和创新点42.2 确定ABS类型42.2.1 ABS的分类42.2.2 选择ABS类型52.3 汽车防抱死制动系统的组成和工作原理62.3.1 汽车防抱死制动系统组成62.3.2 汽车防抱死系统工作原理72.4 总体方案确定92.4.1 ABS试验仪组成及工作原理92.4.2 仿真实验板总体布置92.5 本章小结10第3章 软件系统的设计113.1 软件设计的编程语言113.1.1 开发环境的选择113.1.2 编程语言的选择113.1.3 编程语言的介绍123.2 编程环境123.3 软件系统的主程序143.4 ABS控制系统软件模块设计173.4.1 系统初始化模块173.4.2 系统启动自检模块173.4.3 ABS主控制模块183.4.4 数据采集中断服务程序183.4.5 故障诊断模块183.4.6 参考车速计算模块183.5 软件系统抗干扰技术193.5.1 自检程序193.5.2 冗余技术193.5.3 软件陷阱技术193.5.4 软件“看门狗”技术203.6 本章小结21第4章 硬件选择与系统开发应用224.1 控制系统组成及原理224.2 ABS电路硬件设计234.2.1 单片机的选择234.2.2 二极管的功能原理及接口电路274.2.3 控制开关的设计及其接口电路284.2.4 电源的选择及其电路294.2.5 驱动芯片的选择314.3 软件程序运行和调试324.3.1 调试过程324.3.2 调试中出现的问题324.4 软件的仿真演示334.4.1 仿真面板334.4.2 降压演示344.4.3 升压演示344.4.4 保压演示354.4.5 电路演示354.4.6 油电联合演示364.5 本章小结38结论39参考文献40致谢41附录43第1章 绪 论1.1 汽车防抱死制动系统试验仪的国内外研究现状从ABS系统从出现至今，其发展取得了很大的突破。目前国内、外使用的汽车制动防抱死仿真实验装置数量不多，而且功能并不全面。现今使用的汽车制动防抱死系统试验软件可以分为两类：一类是以国外进口设备为代表的汽车制动防抱死仿真实验装置。它主要是利用一个电子控制系统控制电动机的通断电来模拟汽车制动时ABS系统所控制的车轮速度的变化，其显示系统也仅仅是显示制动过程中轮速的变化，不能较真实的反映汽车的制动防抱死过程1。而且该装置无真实的制动防抱死系统，无法展示ABS系统的结构及工作原理，不具有真实感，更无故障仿真处理功能。第二类是我国部分院校自行研制的汽车制动防抱死仿真试验装置，其主要特点如下：1、以电机为动力源，靠皮带驱动车轮旋转该种结构在进行制动仿真实验时，皮带与车轮间存在强烈的打滑现象，皮带磨损较快，而且会产生噪声。同时，该结构不便于调速甚至不能调速，无法展现不同车速下ABS系统的工作情况，更无法反映汽车在不同附着系数路面上制动效果的差异。2、以转速表显示制动时车轮转动速度的变化其显示功能较差，效果不很明显。要真正反映ABS系统的工作情况，制动仿真实验装置还必须能够如实地展现ABS系统的工作过程，并以曲线的形式显示制动时滑移率等参数的变化。3、故障诊断的仿真功能尚不完善，不能便捷地进行故障的仿真设置与清除故障仿真设置与清除是该仿真系统的一个重要组成部分，不能进行故障仿真将严重影响该装置的实用性。4、ABS系统教学手段单一，主要采用口头教学方式如果利用二维或三维动画形象直观地展示ABS系统的结构及工作原理，将有助于我国广大汽车使用者及汽车维修人员对ABS知识的掌握，极大地提高教学效率，有助于汽车的合理使用与合理维修。由此可见，目前所使用的汽车制动防抱死仿真实验装置还相当不完善，对汽车制动防抱死装置进行仿真研究，研制适应我国国情的、功能更加完备的汽车制动防抱死仿真实验装置是非常必要的2。1.2 研究的目的及意义ABS（Anti-locked Braking System）防抱死制动系统，它是一种具有防滑、防锁死等优点的汽车安全控制系统，现代汽车上大量安装防抱死制动系统，ABS既有普通制动系统的制动功能，又能防止车轮锁死，使汽车在制动状态下仍能转向，保证汽车的制动方向稳定性，防止产生侧滑和跑偏，是目前汽车上最先进、制动效果最佳的制动装置3。随着汽车工业的飞速发展，我国汽车保有量不断增加(截止到2008年末我国民用汽车保有量约为6467万辆，比上年末增长13.5%，其中私人汽车保有量4173万辆，增长18.1%)，汽车数量迅猛增加的同时，车速也变得越来越快，汽车工业的高速发展，给人们的工作和生活带来了极大的方便。ABS系统的作用是自动地控制作用于车轮上的制动力矩的大小，将制动时车轮的滑移率控制在15%20%的范围内，从而使车轮与地面之间始终保持在峰值附着系数附近进行制动，以缩短制动距离。与此同时，ABS系统可有效地避免车轮被制动抱死时出现的甩尾及横向侧滑现象，使汽车的方向稳定性及转向操纵性得到明显提高3。随着ABS系统的逐渐普及，合理地使用和维修汽车制动防抱死装置已成为广大汽车用户及汽车维修人员必须面对的问题。ABS系统的技术含量较高，结构较为复杂，学习难度较大。如果设计用单片机控制的汽车ABS试验仪装置，通过现在新型单片机的强大的数据处理与控制功能，实时显示制动时制动压力的变化及车轮转动减速度、滑移率和车速等参数的变化，同时进行ABS仿真装置故障的设置与排除，将极大地提高汽车ABS装置的学习效率。利用该试验仪可以形象直观地展现汽车ABS系统的结构及油电路的工作过程，将有助于我国广大汽车使用者及汽车维修人员对ABS知识的掌握，有助于汽车的合理使用与合理维修。用单片机控制的汽车防抱死试验仪是对现行车辆的防抱死制动系统的模拟系统。研究与开发ABS试验仪，能够显性地展现车载ABS的工作状况，将其工作原理与控制方法再现，对于准确了解和掌握ABS的工作原理、使人们正确使用ABS系统提高车辆安全性方面具有重要意义。1.3 本文研究的主要内容在对课题进行了认真全面地分析，对中等轿车ABS系统进行全面分析比较的基础上，根据我国汽车工业的发展现状，确定以应用较为普遍的四通道、四传感器ABS系统作为研究对象，根据四通道、四传感器ABS系统的结构及工作原理，在对国内、外现有汽车制动防抱死仿真实验装置进行充分分析论证的基础上，确定设计的具体研究内容如下：1、总体方案的确定介绍ABS系统的组成和基本原理，根据汽车防抱死制动系统的功能及ABS实验仪的组成，轮速传感器、主控单片机及通讯设备的硬件系统，确定出总体方案。2、软件模块的设计软件部分配合硬件电路，共同完成ABS试验仪的智能模拟，采用C语言模块化编程，实现单片机的控制，主要包括初始化模块、启动自检模块、主控制轮速可调模块、数据采集中断模块、故障诊断模块、参考车速计算模块。数据采用SCI串行通讯在上位机上进行数据和图像的显示。3、软件的抗干扰软件的抗干扰技术包括自检程序、冗余技术、陷阱技术、软件“看门狗”技术。文中采用了“看门狗4”技术对程序的可靠性加以完备，防止程序出现跑飞的现象。4、软件系统的测试与调试首先完成软件的模块化测试，而后通过与硬件系统的混合调试，完善软件系统对ABS试验仪系统的软件支持。5、软件的实物仿真软件的实物仿真采用单片机控制，由上位机以及发光二极管共同控制。第2章 总体方案设计2.1 设计思想2.1.1 设计步骤ABS试验仪设计涉及到电子、材料，而且涉及到单片机的编程。为了完成ABS试验仪的设计，实现更多的功能，将按照以下几步去做：（1）确定整体思想及要实现的功能；（2）确定软件的编写方法及模块的整合；（3）油路和电路的设计和布置要合理；（4）故障的设置及诊断要准确；（5）滑移率控制系统设计；（6）LED选择要准确，设计要合理。2.1.2 实现功能和创新点1、 实现功能（1）能进行ABS元件识别；（2）能进行ABS工作原理实验；（3）能进行故障设置；（4）能进行ABS故障诊断实验；（5）能同步显示滑移率和车轮转速。2、创新点（1）控制面板的合理布置，能反应油路、电路二者关联工作状态；（2）数字模块显示器适时显示工作状况及滑移率；（3）LED灯显示车轮转速的工作状态；（4）故障模拟与实时检测。2.2 确定ABS类型2.2.1 ABS的分类根据ABS制动管路布置方式的不同进行分类，可分成单通道、双通道、三通道或四通道的两轮系统和四轮系统5。1、两轮系统两轮系统仅对后轮提供防抱死制动性能，对前轮不提供防抱死制动性能。两轮系统常见于轻型货车。两轮ABS系统可以是单通道系统或双通道系统。在单通道系统中，同时调节左、右两侧后车轮的制动器，控制滑移。单通道系统依靠放在中央的ABS转速传感器的输入信号。该转速传感器通常位于差速器齿圈上、变速器上或分动箱上。双通道两轮ABS系统相互独立地调节每个后轮的液压力。在每个车轮上都装有轮速传感器，根据转速传感器传来的速度信号来控制压力调节。2、对角分路式系统这种系统用两个转速传感器的读数调整所有四个车轮的车轮转速。一个传感器输入控制右前轮，另一个传感器输入控制左前轮。对应后轮的制动压力同时由其位于对角线上的前轮控制着。例如，右后轮与左前轮接受同一传输指令，左后轮与右前轮接受同一指令。这种系统比两轮系统要好，因为它可提供制动时的转向控制。3、前/后轮分路式系统这种系统具有三通道回路。对每个前轮有单独的液压回路，对后轮有一条液压回路。4、全轮（四轮）系统全轮系统是最有效的ABS系统，它是四路系统，每个车轮都有转速传感器监控。ABS电子控制单元以连续的信息保证每个车轮接受正确的制动力来保持防抱死控制和转向控制。全轮系统是最有效的ABS系统，它是四路系统，每个车轮都有转速传感器监控。ABS电子控制单元以连续的信息保证每个车轮接受正确的制动力来保持防抱死控制和转向控制。2.2.2 选择ABS类型根据ABS类型和特点本设计选用MK20-I型ABS为研究对象。该系统采用3通道4传感器控制方式，即两前轮独立控制，两后轮按低选原则控制（在2个后轮中，以保证附着系数较小的车轮不发生抱死为原则来调节制动压力）。MK20-I型ABS具有以下优点6：（1）体积小、质量轻；（2）安全系数高；（3）对所有ABS零部件都能持续监测；（4）操作容易，具有自我诊断功能。2.3 汽车防抱死制动系统的组成和工作原理2.3.1 汽车防抱死制动系统组成一般来说，带有ABS的汽车防抱死制动系统由基本制动系统和制动力调节系统两部分组成，如图2.1所示。前者是制动主缸、制动轮缸和制动管路等构成的普通制动系统，用来实现汽车的常规制动，而后者是由传感器、ABS控制器、执行器等组成的压力调节控制系统，在制动过程中用来确保车轮始终不抱死，车轮滑动率处于合理范围内7。图2.1ABS系统组成图1、轮速传感器汽车的每一个车轮上都装有车轮速度传感器，它的作用是将转速变换为电信号送给电子控制单元ECU。轮速传感器的结构为极轴与永磁体相连，且安装于传感器转盘的上方，因此磁体的磁通延伸到传感器转盘上，并与它构成磁路。当传感器转子转动时，齿顶与齿隙轮流交替，此时磁通迅速变化，磁力线切割传感线圈，于是在线圈中产生了感应电压，该感应电压呈交流正弦波变化，其变化频率与传感器转盘的齿数和车轮的轮速成正比。若传感器转子齿数为一固定的值，则交流正弦波的变化频率只与车轮的转速成正比。因此可以通过交流正弦波的变化频率来确定车轮的转速，并由线圈末端通过电缆传输送至ABS电子控制单元ECU。轮速传感器是ABS系统的关键部分，从传感器传出信号的准确性直接影响ABS的性能8。2、ABS控制器ABS的电子控制单元ECU的主要任务是接收各车轮传感器送来的信号，进行比较、分析和判别，然后通过精确计算得出制动时车轮的转速和车速。在制动过程中，尽管车轮的转速下降，但其减速度的大小还随着汽车制动时的车速以及所行驶的路况(诸如干沥青路、湿滑或覆盖有冰的路面等等)的变化而变化。换句话说，电子控制单元ECU通过制动过程中车轮转速的变化来判断车轮与道路表面之间的滑移状况，然后控制ABS执行器使之产生最合适的制动液压，传递给各车轮制动分泵，以此来控制各车轮的转速。ABS电子控制单元ECU还包括初始检测功能、故障排除功能，速度传感器检测功能和失效保障功能9。3、执行器ABS执行器又称为制动压力调节器，由电磁阀、储液器和回液泵电动机组成，安装在制动总泵(主缸)与车轮制动分泵(轮缸)之间，主要功用是根据ECU的控制指令，自动调节制动分泵(轮缸)的制动压力10。电磁阀是制动压力调节器的主要部件，通过电磁阀动作便可控制制动压力“升高”、“保持”和“降低”。2.3.2 汽车防抱死系统工作原理防抱死制动系统的目的是防止汽车车轮在制动过程中抱死，避免失去可操纵性（前轮抱死)和失去稳定性(后轮抱死)的现象，并使制动力保持在最大值范围，达到最佳的制动效果。通常，人们会认为只有在车轮抱死情况下，制动距离才最短。实际上，刹车在车轮即将抱死而又未抱死的临界状态下刹车距离才最短。应用ABS技术，实质上就是把传统的制动过程转变成瞬态控制过程，其基本原理在于附着系数和滑移率的关系上。当制动摩擦力矩足够大时，制动将能使车轮速度减小，这时车轮与路面发生相对移动。路面作用于轮胎的制动力等于轮胎与路面间的附着力。附着力大小等于路面对轮胎垂直反作用力与路面附着系数的乘积。车轮纯滚动时s=0，车轮抱死时s=100%。从附着系数与滑移率关系曲线图2.2可知。制动开始时，附着系数随着滑移率急剧增大，直至滑移率为15%20%左右达峰值，随着滑移率继续增大，附着系数反而减小，直到车轮抱死。对于四轮可以进行独立调节的ABS系统，（图2.3所示为其单轮模型）一般紧急制动时滚动阻力只有紧急制动力的几十分之一，因此不计滚动阻力的影响，只考虑轮缸压力Pi(t)产生的制动力矩Mbi和地面制动力（附着力）Fbi对车轮系统的作用11。假设单车轮系统的转动惯量为Ji，其角速度为wi，车轮半径为R，整车质量为M，车速为v，则S00.60.8图2.2附着系数与滑移率关系曲线 （2.1） （2.2）通常车轮制动力矩Mbi与轮缸压力Pi(t)成正比，假设制动力矩系数为Ki，则 （2.3） （2.4）可见车轮地面制动力Fbi由轮缸压力Pi(t)和车轮角减速度决定。调压模式有增压、保压和减压3种12。对于整个ABS系统，由于其调压开关特性、油管、轮缸和系统的结构性能确定，在只有数十毫秒的调压周期内，可利用二阶多项式的制动轮缸压力函数Pi(t)，等效调压过程中压力产生的制动效果，则 （2.5）为综合制动压力调节过程各因素的影响，可以利用试验方法，得到每种调压方式的轮缸压力实际的时间历程统计数据，然后按能量法进行拟合，求出每阶系数，得到不同调压模式下的制动轮缸的等效压力函数Pi(t)。滑移率Si反映车轮与道路的接触状态，可以由滑移率的定义式求得。制动时车速为V，轮速为Vwi为车轮角速度wi和半径的乘积，则 （2.6）图2.3制动过程单轮受力模型从ABS系统装备的车轮转速传感器，可以获得各轮轮速Vwi，由公式（2.2）、（2.3）、（2.4）可求整车制动减速度，并由公式（2.7）计算出从制动初速V0开始的任何时刻车速，则 （2.7）由公式（2.6）就可以确定各车轮制动过程的滑移率Si。2.4 总体方案确定2.4.1 ABS试验仪组成及工作原理ABS试验仪主要由ECU、车轮轮速传感器、显示器、制动主缸、液压泵、LED、出油阀和进油阀等组成。当ABS电教板工作时，模拟控制面板上就同步显示其工作过程。其工作原理如下：当接通开关电路，ECU收到工况信息，LED将随机显示出此过程的轮速，并将信号传回ECU，经过ECU处理调出此工况二极管闪烁的程序，使二极管按此程序闪烁。与此同时，ECU将信号传到电动机，控制电动机的转速和正反转来调节，踏板、制动钳、出油阀、进油阀等机械部分的运动13。2.4.2 仿真实验板总体布置根据设计要求选择3通道4传感器布置方式，两前轮独立控制，两后轮一同控制。总体布置如图2.4所示。1-ABS ECU；2-储液泵；3-液压泵；4-制动主缸及踏板；5-指示灯；6-LED；7-车轮传感器； 8-显示器；9-进油阀；10-诊断开关；11-控制开关；12-出油阀图2.4总体布置图2.5 本章小结本章主要阐述了汽车防抱死制动系统试验仪设计思想和它实现的功能以及创新点，确定了ABS类型，介绍了ABS系统的组成和工作原理，试验仪系统的功能要求，确定了试验仪系统的总体方案，对轮速传感器信号采集电路、轮速可调节器电路、ABS电控系统电路的组成作了总体介绍，对系统所用传感器的结构、工作原理进行了说明介绍，同时设计出汽车防抱死制动系统电教板总体布置图。第3章 软件系统的设计3.1 软件设计的编程语言3.1.1 开发环境的选择根据ABS试验仪控制系统设计的基础不同，开发环境可分为以下两种：（1）裸机环境：在基于裸机的编程环境下，开发者面临的是一个完全空白的单片机芯片及其相关的周边硬件电路，系统运行的所有程序都必须由开发者来设计。（2）操作系统环境：在基于操作系统的编程环境下，开发者面临的是一个具有“实时多任务操作系统”内核的单片机。在操作系统基础上进行程序设计时，只须完成系统各项任务的程序设计，而任务的管理和调度等基本操作由操作系统内核来完成。从以上可以看出，基于操作系统的编程环境可以高效率的进行软件开发，但这需要付出一定的代价：操作系统内核一般要花钱购买，并占有用系统资源。采用操作系统内核的最佳场合是实时性要求高、任务比较多的系统14。在低、中档电子产品中，系统资源较为紧张，成本要求苛刻，通常不采用操作系统内核。很多采用廉价单片机开发的小型电子产品功能单纯，程序量不大，完全没有采用操作系统的必要。在一般的智能仪器中，系统任务数目不多，通常不采用操作系统也能很好地完成任务。结合本系统的设计要求，采用裸机环境来开发软件系统。3.1.2 编程语言的选择目前单片机软件的开发主要采用汇编语言和C语言，或者采用汇编语言与C语言混合编程。采用汇编语言编程必须对单片机的内部资源和外围电路非常熟悉，尤其是对指令系统的使用必须非常熟练，故对程序开发者的要求是比较高的。用汇编语言开发是较为辛苦，因为程序量大，各个方面均需要考虑，一切问题都需要由程序设计者安排，其实时性和可靠性完全取决于程序设计人员的水平。采用汇编语言程序主要适用于功能比较简单的中小型应用系统15。采用C语言编程时，只需对单片机的内部结构基本了解，对外围电路比较熟悉，而对指令系统则不必非常熟悉。用C语言开发软件相对比较轻松，很多细节问题无需考虑，编译软件会替设计者安排好。因此，C语言在单片机开发中的应用越来越广，使用者越来越多。当开发环境为基于操作系统编程时，编程语言通常采用C语言。所以，考虑到使用汇编语言和C语言的优缺点，本设计采用C语言编程16。3.1.3 编程语言的介绍单片机控制程序主要采用C语言进行编写。C语言高级语言，是一种通用的计算机程序设计语言，它既可以用来编写通用计算机的系统程序，也可以用来编写一般的应用程序，由于它具有直接操作计算机硬件的功能，所以非常适合用来编写单片机程序，与其他的计算机高级程序设计语言相比，它具有以下的特点：1、语言规模小，使用简单在现有的计算机设计程序中，C语言的规模是最小的，ANSIC标准的C语言一共只有32个关键字，9种控制语句，然而它的书写形式却比较灵活，表达方式简洁，使用简单的方法就可以构造出相当复杂的数据类型和程序结构。2、可以直接操作计算机硬件C语言能够直接访问单片机的物理空间地址，亦可直接访问片内或片外存储器，还可以进行各种位操作。3、表达能力强，表达方式灵活C语言有丰富的数据结构类型，可以采用整型、实型、字符型、数组类型、指针类型、结构类型、联合类型、枚举类型等多种数据类型来实现各种复杂数据结构的运算。利用C语言提供的多种运算符，我们可以组成各种表达式，还可以采用多种方法来获得表达式的值，从而使程序设计具有更大的灵活性。4、可移植性由于单片机的结构不同，所以不同类型的单片机就要用不同的汇编语言来编写程序，而C语言则不同，它是通过汇编来得到可执行代码的，所以不同的机器上有80%的代码是公用的，一般只要对程序稍加修改，甚至不加修改就可以方便地把代码移植到另一种单片机中17。3.2 编程环境Wave6000是一款功能强大的优秀的单片机程序编辑、调试、仿真中文Windows软件。该软件可以配合硬件进行单片机的硬件仿真，也可以单独进行单片机的软件仿真。利用该软件进行单片机软件的编辑调试和模拟仿真，结合一台写码器，就可进行低投入的单片机的开发工作。Wave6000可以作为AT89S52单片机的开发工具，安装好软件后，打开窗口，点击文件，选新建文件，如图3.1和图3.2所示。Wave6000带有集成的调试器，可以再程序主窗口中打开一个窗口来进行调试工作。使用调试器的方法是，从工程菜单中选择全速执行或者单步执行，来调试文件中是否有错误语句，如图3.3所示。图3.1选择-新建文件图3.2建立工程文件图3.3软件程序的调试3.3 软件系统的主程序当路面状态等的变化，使制动力的控制一旦进入不稳定区时，车轮就很容易进入锁死状态。所以需要迅速减压，以降低制动力防止车轮锁死；反之，当制动力不足时，此时需要迅速增加控制油压，以提高制动力，保证制动控制区始终落在最佳的控制区。图3.4表示ABS控制流程图。ECU通过车轮速度演算车轮的加速度，并设定模拟车体的运动速度演算车轮的加速度，并设定模拟车体的运动速度和滑依率的基准值。然后根据车轮的运动状况，判定是否制动状态，当车轮进入制动控制状态时，根据实际制动要求判定控制油压模型，进行制动油压的控制。如果不是制动状态时，检查系统机能是否正常，如果正常，就返回控制程序的初始状态，否则，当系统出现不正常现象时，点亮警告灯后关闭ECU电源，结束本控制程序。开始输入车轮速度演算车轮加速度设定模拟车体速度Vs滑移率基准值St的设定油压控制模型判定制动状态？液压控制单元指令检查机能警示灯点亮ECU电源OFF结束NYNY正常？图3.4ABS控制流程图本设计中控制流程在ABS控制流程的基础上加了故障诊断等。使试验仪功能更加强大。ABS试验仪控制流程如图3.5所示。主程序开始模拟单步/连续电动机工作INT0升 降 保正常行驶二极管闪烁LED工作滑移率演示跳出中断工作电路演示跳出中断是否有故障跳出中断单步/连续INT0是否100101连续单步禁止INT0开INT1INT1故障诊断图3.5ABS试验仪流程图3.4 ABS控制系统软件模块设计3.4.1 系统初始化模块系统初始化模块在系统上电复位时对系统进行初始化。初始化内容包括内部的时钟、各端口设置、串行通讯接口、模拟和数字通道、看门狗定时器、系统变量等，以保证单片机正常运行。main()InitFunctionsInit ( )Init CANEnable InterruptsFunctionsCan.hInitValTableInitPLLInitSCIInitPortAInitPortBInitPortKInitPortTInitPortJInit.hInitPortHInitADInitECTInitRTimerInitTimerTCNTInitEEPROMInitFlashInitValMotInitCOP图3.6ABS系统初始化3.4.2 系统启动自检模块为了使系统安全运行，系统在复位和初始化完毕后要进行自检，对系统的关键软、硬件部分进行静态检测，以判断系统的软、硬件工作是否正常18。在系统自检期间，故障警示灯将会自动点亮，如果电子控制装置发现系统中存在故障，电子控制装置将会以故障代码的形式存储故障情况，故障警示灯会持续点亮，执行机构复位至常规状态；如果未发现系统中存在故障，在自检过程结束后，故障警示灯在1.5s后会自动熄灭，表示系统处于正常运行状态。3.4.3 ABS主控制模块主控制模块为ABS系统的控制主程序，主控制模块自身做无限的循环，连续调用故障诊断模块、数据处理模块、参考车速计算模块、路面识别模块，实时进行车辆运动状态和外界环境的判断。3.4.4 数据采集中断服务程序数据采集模块由定时中断服务程序完成。系统采用数据采集和主控制程序分离的结构型式。由于ABS电磁阀动作响应时间通常不小于7ms，再加上制动系统的机械滞后，传统的数据采集和控制周期通常不能低于电磁阀动作响应时间。为了使数据处理更为方便和准确，提高数据采样频率是一种有效的手段之一，因此用了3ms周期的定时中断数据采集程序19。为了满足ABS控制系统的需要，采集的数据主要包括：四个车轮转速信号，蓄能器压力信号(预留)。考虑到数据采集模块属于实时模块，对实时性要求较高，所以在设计软件时，尽可能的利用硬件资源，减少占用时间。3.4.5 故障诊断模块故障诊断模块在系统运行的过程中实时检测执行机构各电磁阀和电机的故障反馈端，车轮、轮速信号。轮速的检测采用下式： （3.1）式中：lf左前轮转动角速度，rad/s；rf右前轮转动角速度，rad/s；lr左后轮转动角速度，rad/s；rr右后轮转动角速度，rad/s。1为设定好的阀值。式（3.1）满足时认为轮速传感器工作正常；式（3.1）不满足时，再通过对同轴车轮转速差和同侧前后轮转速差的分析比较，就可以识别出发生故障的车轮轮速传感器，电控单元以故障代码的形式存储故障情况20。3.4.6 参考车速计算模块参考车速计算模块用来计算车身速度。由于成本等方面的原因，一般车辆上是不安装车身速度传感器的，ABS系统控制的目标就是将车轮的纵向滑动率（滑移率或滑转率）控制在合理的范围内，见式（3.2）。 (3.2)式中：v 计算的参考车速，km/h；wI 各车轮转动角速度，rad/s；SAi 对应车轮的滑转率和滑移率；r 车轮半径，mm。3.5 软件系统抗干扰技术软件系统抗干扰技术包括自检程序、冗余技术、陷阱技术、软件“看门狗”技术。3.5.1 自检程序对微控制器内的特定部位或某些内存单元状态标志，在开机后，运行中断循环测试，以保证系统中存储，传输以及运算的可靠性。3.5.2 冗余技术微控制器是最容易受干扰的是内部程序计数器PC的值。当受强电干扰时PC的状态被破坏，使CPU误将一些操作数当成操作码来执行，导致程序从一个区域跳转到另一个区域，程序在地址空间“乱飞”或陷入“死循环”，引起程序混乱。为使“乱飞”的程序在程序区迅速纳入正轨，在关键地方插入些个字节指令NOP，或将有效指令重写，称为指令冗余。当微控制器断电，会造成RAM数据丢失。当CPU受到干扰而造成程序跑飞时，可能会破坏RAM中的数据。所以，将系统中重要参数进行备份保留，当系统复位后，立即利用备份RAM对重要参数区进行自检和恢复，这就是数据冗余21。1、指令冗余 NOP的使用在双字节指令和三字节指令之后插入两条NOP指令，可保证其后的指令不被拆散。为了不降低程序的运行效率，不能加入太多的NOP指令，加入NOP指令是有一定原则的：在跳转指令或多字节指令之前插入：在比较重要的指令前插入，保证“乱飞”程序迅速纳入轨道，使程序正确执行。2、数据冗余在数据冗余中，可把RAM分为两部分：运行存储器和备分存储器。当需读取数据时，采用三中取二的表决原则，保证数据的正确性。对备份数据的建立应注意以下原则：各备份数据间应相互远离出分散设置，减小备份数据同时被破坏的概率；各备份数据应远离堆栈区，避免由堆栈操作错误造成数据被冲毁的可能：备份少于两份。3.5.3 软件陷阱技术采用指令冗余使跑飞的程序恢复正常是有条件的，如果“乱飞”的程序落到非程序区，这时指令冗余便无能为力。我们可在非程序区里设置拦截措施，当程序进入陷阱，强迫程序进入一个指定的地址，执行一段专门对出错进行处理的程序，若出错程序的口地址为ERR，软件陷阱由下面三条指令组成：(NOP、NOP、LJMP ERR)。3.5.4 软件“看门狗”技术当程序弹飞到一个临时构成的“死循环”时，指令冗余和软件陷阱技术都无能为力，这时可以采用人工复位的方法使系统恢复正常。实际上，可以设计一种模仿人工监测的“程序运行监视器”，俗称“看门狗”。它不断监视程序循环运行时间，若发现时间超过己知的循环设定时间，则认为系统陷入“死循环”。然后强迫程序返回0000H入口，在入口处安排段出错处理程序，使系统纳入正轨。#include #include static int waittime = 0;static long absoluteTime = 0;#pragma CODE_SEG _NEAR_SEG NON_BANKEDinterrupt void COP_ISR(void) /DisableInterrupts; waittime+; if(waittime=200) waittime=0; PORTB = waittime; #pragma CODE_SEG DEFAULTstatic void COPInit(void) COPCTL = 0X07;void main(void) DDRB = 0xFF; PORTB =0X0F; COPInit(); /EnableInterrupts; while(1) ARMCOP = 0X55; ARMCOP = 0XAA; /在程序中，如果没有上边这2行，看门狗会自动使系统复位 /如果添加了这2行，看门狗不能使系统复位 PORTB = 0x00; for(absoluteTime=0;absoluteTime10000;absoluteTime+); PORTB = 0xFF; for(absoluteTime=0;absoluteTime10000;absoluteTime+); 3.6 本章小结本章主要进行了ABS试验仪系统软件设计，使用C语言在CodeWarrior环境下进行编写软件及控制模块，选择了以单片机为系统的控制核心，借助微机对数据进行显示。PC机部分采用VB语言编程，选择MSCOMM控件接收单片机发送过来的数据，该控件采用事件驱动方式工作，当有数据进入PC的数据缓冲区后，即触发Oncomm事件进行相关的数据处理。最后给出了软件的抗干拢设计，采用了COP“看门狗”程序可以有效地防止程序进行死循环和出现程序跑飞现象。第4章 硬件选择与系统开发应用4.1 控制系统组成及原理本试验仪控制系统组成图如图4.1所示。汽车防抱死制动电子控制示教系统实时监控与检测模拟仿真硬件与教学系统ABS系统运行监控、检测轮速传感器运行监控、检测警告灯运行监控、检测ABS执行器运行监控、检测ABS系统运行实时仿真ABS执行器运行实时仿真ABS系统实时仿真ABS硬件系统示教板ABS故障诊断系统图4.1ABS电教板控制系统组成图控制系统原理如图4.2所示。开关量微处理器电动机LED二极管显示器图4.2ABS电教板控制系统原理图通过开关量输入信号，把相应开关量输入到微处理器内部，经过微处理器内部运算调用相关的子程序来实现各开关量的控制。从而实现控制电动机的正反转、LED动态显示轮速和二极管点亮顺序以及滑移率在显示器上的显示。4.2 ABS电路硬件设计ABS电路硬件包括单片机、发光二极管、控制开关、电源。4.2.1 单片机的选择当今单片机品种繁多，产品性能各异。首先要理解两个概念：集中指令集（CISC）和精简指令集（RISC）。采用CISC结构的单片机数据线和指令线分时复用，它的指令丰富，功能较强，但取指令和取数据不能同时进行，速度受限，价格也高。采用RISC结构的单片机数据线和指令线分离，这种结构的单片机取指令包含更多的处理信息，执行效率更高，速度也更快。同时，这种单片机指令多为单字节，程序存储器的空间利用率大大提高，有利于实现超小型化设计。一般来说，对于控制方式较简单的家电，可以采用RISC型单片机；对于控制关系较复杂的场合，如通信产品，工业控制系统，应采用CISC单片机。所以，根据功能需要和性价比以及匹配关系，在这里选择CISC型的单片机，它主要包括Intel系列、Motorola系列、Atmel系列的AT89系列等。除此之外，在实际应用中还可根据如下原则来选择单片机：（1）了解单片机对应用系统的适用性。所谓对应用系统的适用性，就是能否用一个单片机对系统的控制，或需要增加几个附加的集成电路才能实现对系统的控制。从这一方面应主要考虑以下问题：单片机是否含有所需的I/O端口数目；单片机是否含有所需的外围端口部件；单片机的CPU是否有合适的吞吐量；单片机的极限性能是否满足要求。（2）了解单片机的可购买性。从这一方面应主要考虑以下问题：单片机是否可直接购买到；单片机是否有足够的供应量；单片机是否仍在生产之中；单片机是否在改进之中。（3）了解单片机的可开发性。从这一方面应主要考虑以下问题：编译软件；程序写入工具；调试工具；技术支持；语言体系与熟悉程度。根据上面的要求对单片机进行选择，就可选择出最适用于应用系统的单片机，从而保证应用系统最高的可靠性、最优的价格性能比、最长的使用寿命和最好的升级换代性。所以这里初选89C52单片机作为系统的控制芯片。1、 89S52单片机的基本组成 外部事件记数输入图4.3所示为89S52带闪存（Flash ROM）单片机的基本结构框图。P0 P1 P2 P3 控制串行通信振荡器和时序OSC程序存储器8KB FlashROM 89S52CPU数 据 存 储 器256字节RAM/SFR216位定时器/计数器可编程全双工串行口可编程I/O64KB总线扩展控制器内中断外中断 地址数据 图4.389S52单片机结构框图在一小块芯片上，集成了一个微型计算机的各个组成部分，即89C52单片机芯片内包括：（1）一个8位的89S52微处理器（CPU）；（2）片内256字节数据存储器RAM/SFR，用以存放可以读/写的数据，如运算的中间结果、最终结果以及欲显示的数据等；（3）片内8KB程序存储器Flash ROM，用以存放程序、一些原始数据和表格；（4）4个8位并行I/O端口P0-P3，每个端口既可以用作输入，也可以用作输出；（5）两个16位的定时器/记数器，每个定时器/记数器都可以设置成记数或定时的结果实现计算机控制；（6）具有5个中断源、3个中断优先级的中断控制系统；（7）一个全双工UART（通用异步接收发送器）的串行I/O口，用于实现单片机之间或单片机与PC机之间的串行通信；（8）片内振荡器和时钟产生电路，但石英晶体和微调电容需要外接，最高允许振荡频率为24MHZ；（9）89S52单片机与8051相比，具有节电工作方式，即休闲方式及掉电方式。以上各个部分通过片内8位数据总线（DBUS）相连接。另外89S52是用静态逻辑来设计的，其工作频率可下降到0HZ，并提供两种可用软件来选择的省电方式空闲方式和掉电方式。在空闲方式中，CPU停止工作，而RAM、定时器/记数器、并行口和中断系统都继续工作。此时的电流可降到大约为正常工作方式的15%。在掉电方式中，片内振荡器停止工作，由于时钟被“冻结”，使一切功能都暂停，故只保存片内RAM中的内容，直到下一次硬件复位为止。这种方式下的电流可降到15以下，最小可降到0.6以下。89S52是一种低功耗/低电压、高性能的8位单片机。它采用了CMOS工艺和高密度非易失性存储器（NURAM）技术，而且其输出引脚和指令系统都与MCS-51兼容；片内的Flash ROM允许在系统内改编程序或用常规的非易失性存储器编程器来编程。因此89S52是一种功能强、灵活性高，且价格合理的单片机，可方便地应用在各种控制领域。单片机是典型的嵌入式系统，从体系结构到指令系统都是按照嵌入式应用特点专门设计的，能最好地满足面对控制对象、应用系统的嵌入、现场的可靠运行以及非凡的控制品质要求。因此，单片机是发展最快、品种最多、数量最大的嵌入式系统。89S52的单片机具有兼容的低功耗、高性能8位的特点，特别是其内部增加的闪速可电改写的存储器Flash ROM给单片机的开发及应用带来了很大的方便，且芯片的价格非常便宜，因此，近年来得到了极其广泛的应用。根据以上原因本文采用了89S52单片机19。2、 外围电路的设计（1）时钟电路的设计。计算机工作时，是在统一的时钟脉冲控制下一拍一拍地进行的，这个脉冲是单片机控制器中的时序电路发出的。单片机的时序就是CPU在执行指令时所需控制信号的时间顺序。为了保证各部件间的同步工作，单片机内部电路应在唯一的时钟信号控制下严格地按时序进行工作。要给CPU提供时序需要相关的硬件电路，即振荡器和时钟电路。89S52单片机内部有一个高增益反相放大器，用于构成振荡器，但要形成时钟，外部还需要附加电路。89S52的时钟产生方式有两种：内部时钟方式和外部时钟方式。在该控制系统中，采用了内部时钟方式。内部时钟方式，是利用芯片内部的振荡器，然后在引脚XTAL1和XTAL2两端跨接晶体或陶瓷谐振器，就构成了稳定的自激振荡器，其发出的脉冲直接送入内部时钟电路。外接晶振时，C1和C2值通常选择为30pF左右：外接陶瓷谐振器时C1和C2约为47pF。C1和C2对频率有微调作用，晶振或陶瓷谐振器的频率范围可在0MHZ24MHZ/33HZ之间选择。为了减少寄生电容，更好地保证晶振器稳定可靠地工作，振荡器和电容应尽可能安装得与单片机芯片靠近。内部时钟设计电路如图4.4所示。图4.4时钟电路（2）复位电路的设计。复位是单片机的初始化操作，单片机在启动运行时，都需要先复位，它的作用是使CPU和系统中其他部件都处于一个确定的初始状态，并从这个状态开始工作。例如复位后，PC初始化为0，于是单片机自动从0单元开始执行程序。因而复位是一个很重要的操作方式。单片机本身一般是不能自动进行复位的（在热启动时本身带有看门狗复位电路的单片机除外），必须配合相应的外部电路才能实现。单片机的整个复位电路包括芯片内、外两部分，外部电路产生的复位信号通过复位引脚RET进入片内一个斯密特触发器（抑制噪声作用）再与片内复位电路连接。复位电路每个机器周期对斯密特触发器的输出采样一次。当RST引脚端保持两个机器周期（24个时钟周期）以上的高电平时，89S52进入复位状态。单片机的外部复位电路有上电自动复位和按健手动复位两种。上电复位利用电容器充电来实现，上电瞬间，RC电路充电，RST引脚端出现正脉冲，只要RST引脚端保持10ms以上高电平，就能使单片机有效地复位。按键手动复位又分为：按键电平复位和按键脉冲复位。按键电平复位，相当于恢复键后复位端通过电阻与VCC电源接通；按键脉冲复位，利用RC微分电路产生正脉冲。在实际的应用系统中，有些外围芯片也需要复位，如果这些复位端的复位电平要求与单片机的复位要求一致，则可以与之连接。复位电路关系到一个系统能否可靠地工作。对要求不是很高的场合，由阻、容元件和门电路组成的复位电路是一种廉价而简单的选择，一般均能良好的工作。而对于应用现场干扰大、电压波动大的工作环境，常常要求系统在任何异常情况下都能自动复位回复工作，这样的系统选用专用复位监控芯片作为系统的复位产生器是比较理想的。考虑到教学的环境现场干扰比较小，最终确定的外部复位电路如图4.5所示。图4.5复位电路在不复位状态下，1是高电平，2输出低电平给单片机芯片的RST，单片机工作。当按键按下S1，1成为低电平，并由电阻、电容和门电路保证1为低电平的持续时间至少10ms，2输出高电平RET，实现复位。4.2.2 二极管的功能原理及接口电路发光二极管简称LED，采用砷化镓、镓铝砷、和磷化镓等材料制成，其内部结构为一个PN结，具有单向导电性。发光二极管（LED）是用半导体材料制作的正向偏置的PN结二极管。其发光机理是当在PN结两端注入正向电流时，注入的非平衡载流子（电子空穴对）在扩散过程中复合发光，这种发射过程主要对应光的自发发射过程。按光输出的位置不同，发光二极管可分为面发射型和边发射型。我们最常用的LED是InGaAsP/InP双异质结边发光二极管。发光二极管的发光原理同样可以用PN结的能带结构来解释。制作半导体发光二极管的材料是重掺杂的，热平衡状态下的N区有很多迁移率很高的电子，P区有较多的迁移率较低的空穴。由于PN结阻挡层的限制，在常态下，二者不能发生自然复合。而当给PN结加以正向电压时，沟区导带中的电子则可逃过PN结的势垒进入到P区一侧。于是在PN结附近稍偏于P区一边的地方，处于高能态的电子与空穴相遇时，便产生发光复合。这种发光复合所发出的光属于自发辐射。发光二极管具有可靠性较高，室温下连续工作时间长、光功率电流线性度好等显著优点，而且由于此项技术已经发展得比较成熟，所以其价格非常便宜。因此在一些简易的光纤传感器的设计中，如果LED能够胜任，选用它作为光源即可大大降低整个传感器的成本。然而LED的发光机理决定了它存在着很多的不足，如输出功率小、发射角大、谱线宽、响应速度低等。因此，在一些需要功率高、调制速率快、单色性好的光源的传感器设计中，就不得不以提高成本为代价，选用其它更高性能的光源。由于不同材料的禁带宽度不同，所以由不同材料制成的发光二极管可发出不同波长的光。另外，有些材料由于组分和掺杂不同，例如，有的具有很复杂的能带结构，相应的还有间接跃迁辐射等，因此有各种各样的发光二极管。管的选择常用的发光二极管应用电路有四种，即直流驱动电路、交流驱动电路、脉冲驱动电路、变色发光驱动电路。使用LED作指示电路时，应该串接限流电阻，该电阻的阻值大小应根据不同的使用电压和LED所需工作电流来选择。由于单片机接口不够，所以需要扩充口，在单片机与二极管中间由驱动芯片ULN2003连接。单片机在接到信号并发出命令传到译码器，经过限流电阻R传到发光二极管，令它发光。4.2.3 控制开关的设计及其接口电路1、 控制开关的布置在ABS试验仪仿真中，选用了1个电源开关、7个控制开关，2个诊断开关，分别为常压演示、升压演示、保压演示、降压演示、滑移率演示、工作电路演示、油路电路联合演示。布置形式如图4.6所示。降压演示升压演示保压演示复位工作电路演示油路电路联合演示滑移率显示诊断一诊断二图4.6控制开关布置图2、 控制开关与单片机接口电路控制开关与单片机接口电路如图4.7所示。图4.7控制开关与单片机接口的电路4.2.4 电源的选择及其电路1、 电源的选择为了保证系统正常工作，在电子线路和自动控制装置中，需要电压稳定的直流电源，所以要求电源具有良好的输出质量，还要在性能上做到效率高、噪声低、高次谐波低、既节能又不干扰环境。这里就需要IC电源变换芯片，这种芯片是将非稳定直流电压转换成稳定直流电压的集成稳压器。目前广泛采用各种半导体直流电源。目前市场上有许多可输出312V电压的可调整电源供选用。在本系统中对电压高低、输出质量、电流大小以及动态指标有着特殊的要求。流量传感器和单片机供电都需要+5V电压，单独设计制作每个电源，不仅成本高，而且用起来比较麻烦，随着稳压电源的集成化发展，即将多个电源集中制作在一块绝缘基片上，结构上比较紧凑，减化了电路的结构，同时也减少了电路板的体积、质量、引出线和焊接点的数目，为PCB制板提供了方便。在本系统的电源设计中，为了防止交流电源电压的波动和负载变化对直流电源的影响，采用具有体积小、可靠性高、使用灵活、价格低廉的集成稳压器。目前集成稳压器的种类繁多，功能也各不相同。初选3端稳压芯片。3端稳压芯片：3端稳压器仅有输入端、输出端和公共端3个引脚。芯片内部设有防止过流、过热保护及调整安全保护电路，其所需的外接元件少，使用方便可靠，作为稳压电源广泛应用于各种电子设备中。按输出电压是否可调，3端稳压器分为固定输出电压稳压器和输出电压可调式稳压器两种。3端固定电压稳压器又可分为：3端固定正电压稳压器和3端固定负电压稳压器两种。常用的3端固定正电压稳压器有LM7800系列、LM78L00系列及LM78M00系列，通称7800系列稳压器。本系统选择LM7805芯片。其参数如表4.1所示。表4.1LM7805参数列表参数名称/单位符号7805输出电压/VVo5（10.05）输入电压/VVi10电压调整率（最大值）/MVSv50电流调整率（最大值）/MASi80静态工作电流/MAIq6输出噪声电压（典型值）/AVno40最小输入电压（典型值）/VVimin7.5最大输入电压/VVimax35最大输出电流/AIomaxLM7805的外部引脚如图4.8所示。78051IN2GND3OUT图4.8LM7805的外部引脚图2、电源的电路电源的电路如图4.9所示。图4.9电源电路4.2.5 驱动芯片的选择ULN2003是高耐压、大电流、内部由七个硅NPN达林顿管组成的驱动芯片。经常在以下电路中使用，作为：显示驱动；继电器驱动；照明灯驱动；电磁阀驱动；伺服电机、步进电机驱动等电路中。 500mA的电流可以满足本次试验仪的要求，足以用来驱动继电器，因此选择ULN2003做为ABS试验仪实物仿真的驱动芯片。ULN2003的每一对达林顿都串联一个2.7K的基极电阻，在5V的工作电压下它能与TTL和CMOS电路直接相连，可以直接处理原先需要标准逻辑缓冲器来处理的数据。ULN2003工作电压高，工作电流大，灌电流可达500mA，并且能够在关态时承受50V的电压，输出还可以在高负载电流并行运行。ULN2003A在各种控制电路中常用它作为驱动继电器的芯片，其芯片内部做了一个消线圈反电动势的二极管。ULN2003的输出端允许通过IC电流200mA，饱和压降VCE约1V左右，耐压BVCEO约为36V。输出电流大，故可以直接驱动继电器或固体继电器(SSR)等外接控制器件，也可直接驱动低压灯泡。ULN2003可以驱动7个继电器，具有高电压输出特性，并带有共阴极的续流二极管使器件可用于开关型感性负载。每对达林顿管的额定集电极电流是500mA，达林顿对管还可并联使用以达到更高的输出电流能力。 ULN2003A中每对达林顿管的基极都串联有一个2.7k的电阻，可直接与TTL或5V CMOS器件连接。ULN2003可以并联使用，在相应的OC输出管脚上串联几个欧姆的均流电阻后再并联使用，防止阵列电流不平衡。4.3 软件程序运行和调试4.3.1 调试过程软件的调试应先按模块分别调试，然后再链接起来进行总调试。各个模块调试应该遵循“先难后易”和“先简后繁”的原则。调试的通常方法是编制一些小的调试程序，分别对相应各硬件单元电路的功能进行检查，而整机硬件功能必须在硬件和软件设计完成之后才进行。为了加快调试进程，可以利用开发系统来进行调试。具体的调试是采用仿真器，仿真器的组成及连接都需要参与调试工作。它主要由仿真器、仿真头以及通讯电缆。它的功能是检验在计算机上编写的程序运行是否正常，有没有语法错误，比较预设数据，从而察看运行结果是否与设计要求相符。4.3.2 调试中出现的问题（1）在调试显示程序的过程中，软件程序通过，结果正确的情况下，连接硬件电路调试时，发现由发光二级管组成的显示块，不能显示正确的结果。重新运行软件时，确定程序没有问题。之后检查硬件电路，利用万用表检查电路是否畅通，检查到发光二级管时，发现接入二级管管脚之间的电路均无问题，好像没有信号输入，于是判断二极管可能烧坏了，换上新的二极管后再对程序进行调试，这时二极管显示数据正常。（2）在调试键盘时，以前用的一台仿真器，八段码显示器采用共阳极接法，由于为输出需要高电平，但是在连接用试验板电路调试时，显示器全不亮，好像没有信号输入，反复检查硬件电路也没有发现问题，再仔细察看程序，发现程序中的位选通信号为高电平。而实际的硬件显示电路设计是采用共阴极接法，即位选通信号需送入低电平才有效，将程序中的位选通高电平改为低电平后，键盘扫描程序输出正确。（3）在进行程序调试时，有时发现软件运行程序结果正常，而硬件发光管却不显示，在确保发光管正常发光的情况下，检查硬件电路的连接，是否出了问题，在检查仿真头输出是否正常时，采用编一个简单的P1口的四位送低电平，高四位送高电平的方法。在用万用表检测输出结果不正确后，认真阅读使用说明书后，根据说明书中的常见错误，检查电路的连接。发现仿真器与主机的连接处有松动的地方，拧紧后调试运行程序，结果正确。可见在调试程序的过程中应细心检查。（4）软件调试过程中，程序的命令书写或语法错误，也是造成程序运行错误的一个方面。如在编制一个子程序时，结尾没有用RET指令；在有字母表示的地址单元前应加数字零，输入的时候就容易丢掉字符，致使地址不对，如OEFFFH写成EFFFH等错误。（5）流量传感器有两个输出接线，在使用时，因为没有说明书，误以为使用其中任意一个都可以，在反复的测量中，始终采集不到信号，检查硬件电路、软件程序均没发现问题时，再重新考虑传感器的使用方法，怀疑是否是使用不当，于是试着作为一个回路，在测出两个输出线的不同电压后，将其接入电路回路中，再测试采集信号，此时发现做法是正确的。可见在试验过程中，应仔细认真、反复试验，确保得出正确的测量结果。4.4 软件的仿真演示4.4.1 仿真面板 ABS试验仪油路、电路以及联合演示的仿真实物板，如图4.11。图4.11仿真面板4.4.2 降压演示 ABS试验仪的降压演示过程：在电源开关开启后，按下降压演示按钮，图中所画红线灯应全部亮起。图中红绿的公共线用绿线代替，如图4.12。图4.12降压演示4.4.3 升压演示ABS试验仪的升压演示过程：在电源开关开启后，按下升压演示按钮，图中所画绿线灯应全部亮起，如图4.13。图4.13升压演示4.4.4 保压演示ABS试验仪的保压演示过程：在电源开关开启后，按下保压演示按钮，图中所画黄线灯应全部亮起，如图4.14。图4.14保压演示4.4.5 电路演示ABS试验仪的电路演示过程：在电源开关开启后，按下电路演示按钮，图中所画蓝线灯应全部亮起，如图4.15。图4.15电路演示4.4.6 油电联合演示1、降压ABS试验仪的油电联合降压演示过程：在电源开关开启后，按住油电路联合演示功能键，接着按下降压演示按钮，图中所画红线以及蓝线灯应全部亮起，如图4.16。图4.16油电联合降压演示2、升压ABS试验仪的油电联合升压演示过程：在电源开关开启后，按住油电路联合演示功能键，接着按下升压压演示按钮，图中所画绿线以及蓝线灯应全部亮起，如图4.17。图4.17油电联合升压演示3、保压ABS试验仪的油电联合保压演示过程：在电源开关开启后，按住油电路联合演示功能键，接着按下保压压演示按钮，图中所画绿线以及黄线灯应全部亮起，如图4.18。图4.18油电联合保压演示4.5 本章小结首先介绍了汽车防抱死制动系统试验仪仿真装置的的硬件部分设计过程，之后详细介绍了二极管、控制开关、单片机的接口电路与继电器驱动芯片的设计，在此基础上设计了油路、电路以及油电路联合的演示，并设计实现了试验仪仿真软件故障设置与诊断功能。设计完成后在实物模拟仿真演示板上进行了软件的仿真，以验证程序的可靠性。结 论本设计通过对国内外ABS试验仪发展的现状和问题进行了解和研究，介绍了ABS试验仪的研究现状及选题的目的和意义，ABS的系统构成及工作原理，而后给出了ABS防抱死制动系统试验仪硬件组成部分的主要电路结构。完成了系统初始化、自检、ABS主动控制、数据采集中断、故障诊断、参考车速计算、以及SCI串行通讯软件模块的设计，并给出相应的程序流程图和代码。车速信号输入、单片机与PC双机通信硬件电路设计，设计方案利用光电式轮速传感器，该速度传感器输出信号为一规则方波，送入单片机的输入捕获端，实现对车轮速度的采集，数据经过ABS控制系统处理，计算出车速、减速度、滑移率等重要参数并做出相应动作对车轮进行合理控制，最后通过串口将数据发送给PC机在VB应用程序中显示出来。文章中阐述了ABS控制系统软件各功能模块的实现思路和方法，依据程序流程对软件进行编制，给出了设计系统结构原理图。完成了以下内容：(1) ABS试验仪油路和电路的原理电路；(2) ABS试验仪系统的软件模块设计；(3) 软件“看门狗”程序；(4) 对软件进行调试；(5) 对调试后的软件进行实物仿真。 试验和结果表明：ABS试验仪油路、电路以及联合演示电路设计正确合理可行，软件设计采用的方法正确、有效，系统运行稳定可靠，能够能够准确的达到试验仪的要求。参考文献1周志立，徐斌，卫尧.汽车ABS原理与结构M.北京：机械工业出版社，2005.4：3-15.2覃国周.现代汽车教学实验台的研究J.汽车电器，2004：32-40.3冯建华，赵亮等.单片机应用系统设计与产品开发M.北京：人民邮电出版社，2004：22-434陈其志，汪祥本.制动防抱死系统ABS的现状与发展J.城市公共交通，2004，(3)：8-9.5臧杰.汽车构造M.机械工业出版社，2005.10：36-516曹华.汽车ABS仿真检测平台的研究D.广州广东工业大学，2005：57-637常明顺汽车ABS性能检测系统的研究D.吉林：吉林大学(硕士学位论文)，2005：10-12.8汪知望，方锡邦，陈燕.汽车ABS轮速传感器及其信号处理J.汽车科技2006(7)：28-32.9程军等.汽车防抱死制动系统的理论与实践M.北京理工大学出版社，1999.23-34.10付百学.汽车电子控制技术M.机械工业出版社，2003：63-97.11余志生.汽车理论M.机械工业出版社，2006，(05)：89-128.12张新.汽车液压防抱死制动系统(ABS)的理论与实践M.长沙：中南大学出版社，2005.13刘建房.汽车ABS动态试验台的开发设计J.重庆大学学报，2006：37-64.14齐治昌.软件工程M.高等教育出版社，2004：78-93.15马忠梅等.单片机的C语言应用程序设计M.北京航空航天大学出版社，2003：37-46.16程 军.单片机应用实践与C语言开发M.北京航空航天大学出版社，2002：15-37.17闫玉德.MCS-51单片机原理与应用M.机械工业出版社，2004：63-97.18刘晓燕.智能仪器仪表技术与开发应用M.北京化工出版社，2004：56-78.19施毅基于计算机测控的汽车ABS台架试验系统的研制J.公路交通科技，2006：102-135.20霍晓丽，刘三军.单片机测控系统的软件抗干扰技术分析和设计J.焦作大学学报，2005.7：113-132.21邹振春.MCS-51系列单片机原理及接口技术（第2版）M.机械工程出版社，2006.22ABS components,Technical Training JournalJ.2005:33-35.23Rudolf LiMpert,Analysis and Design of AutoMotive Brake SystemsJ.The US Army Materiel DevelopMent and Readiness Command,1999:22-35.24Daisheng,Zhang Haibo,Zheng Jun,Sun Qirui,Wang Qianhong wen Andong Yin Zhengmin Yang,Simulation Study for Anti-lock braking System of a Light BusJ.July,2004:78-97.25Ren-Guangwang,Zhao-Duliu,Zhi-Quanqi,Yue-Fengmal,Hai_fengcui,MultipleModel Adaptive Control Of Anti-lock Brake System Via Backstepping Approach.Proceeding of the American Control Conference.AnchorageJ.AK May8-10.2002:122-124.26Jun.S. Development of Fuzzy Logic Anti-Lock Braking System for Light BusM.200327M.Gavas,M.lzciler b,Deep drawing with anti-lock braking system.Mechanism and Machine TheoryJ.2004,(2):22.28M.Gavas.M lzciler.Deep drawing with anti-lock beaking systemJ.Mechanism and Machine TheoryJ.2006,Vol 41(12):1467-1476.29R. Jeffery. Fuzzy Learning Control for Antislid Braking System. IEEE Transactions on Control System TechnologyJ.2003:76-77.30J. M. Cho. Design and Imp Lamentation of HILS System for ECU of Commercial Vehicles. IEEE International SymposiumJ.2004:56-57.31Terry D DaySydney G RobertsA Simulation Model for Vehicle Braking Systems Fitted with ABSJ.Accident Reconstt-uctionJ.2006:12-13.32Mark Akey.Development of Fuzzy Logic ABS Control for Commercial J.The Public Access Computer Systems Review,2003,13（6）:45-46.33Steven F.Barrett Daniel J.PackEmbedded. Systems Design and Applications with the 68HC12 and HCS12M.4th ed.New York:McGraw Hill,2007:47-49.34 hunting Mi,Hui Lin,Yi Zhang.Itcratiw.Learning Control of Antilock Braking of Electric and Hybrid VehiclesJ.2005IEEE:486-494.35DanHolt.Brake-by-wireJ.Service Tech Magazine,January 2002:89-90.致 谢在论文完成之际，我首先忠心的感谢我的导师付百学教授。本设计是在付百学教授悉心指导和热情关怀下完成的。从设计的选题到研究，从资料的收集到构思，从思路的形成到设计，一步一步的进展，一点一点的收获都倾注着老师的大量心血。付老师为人谦虚诚恳，做事严谨认真，治学一丝不苟，付老师严谨的治学态度和精益求精的务实学风使我终身受益。在设计期间他给了我很多宝贵的资料和意见，而且在大学四年中从各个方面都给予我无微不至的关心和帮助。从他那严谨的治学态度、活跃的学术思想、具有创造性的思维方式令我终生难忘。本设计自始至终都参入付老师的教诲和心血，在此，我表示衷心的感谢，并致以崇高的敬意！感谢汽车工程系所有老师们对我的关心和帮助，有了你们的指引，在你们培养下我的大学生活丰富而充实。同时也感谢我的同学和朋友们。附 录附录A：仿真软件电路图附录B：Anti-lock Braking System1.the basic concepts of Automobile anti-lock braking systemAutomobile anti-lock braking system that is English ANTILOCK BRAKING SYSTEM, abbreviation of ABS. The use of electronically controlled anti-lock braking systems, brake in the car during the motion of the wheel for rapid, accurate and effective control, so that the wheel as much as possible the situation in the best campaign. Braking in the car so the wheels are attached to the vertical coefficient of the peak, while it also maintained a relatively high lateral adhesion coefficient, so that the car has a good anti-skid braking ability and the shortest distance in order to improve the safety of vehicles.2. ABS classification ABS has two main categories: two systems and four-wheel system.2.1 Two-wheels System Early cars and trucks now use the two wheel rear axle fitted with ABS structure. Thisis the double system.Sedan front-wheel vertical load to bear a larger braking, due to the role of inertial force, front load further increased, the rear of the vertical load will reduce the overall weight of the car 20% -30%. Rear vertical load is very small, the availability of adhesion (the ground braking force) small, easily ahead of the rear wheels locked. When the rear axle of the truck loaded with a large vertical load, often 60% -70%, of course, when the rear axle in the brake to provide the adhesion, after the brakes big brake more often. However, empty trucks, the rear axle vertical load dropped significantly, the rear axle braking torque becomes too large, the brake is locked when the rear wheels to improve the cars driving stability when braking.Two rounds of the advantages of the system is relatively simple structure, low prices.Introduce the following two rounds of the election system, the principle of the low.Two rounds of the two wheel brake system is the sharing of a control circuit and a solenoid valve, that is, the so-called single-channel of. System based on two wheels, the adhesion to the smaller wheel anti-lock selected pressure limit the role of the principle known as the principle of low-election. For example, the revolver in the dry concrete pavement, the right wheel on the ice and snow; revolver adhesion, and adhesion of a small right round. According to the principle of low-election, when the right wheel has locked trend, ABS should work to prevent the right wheel locked, of course, at this time will not be locked revolver. If the adhesion of the revolver big pressure to determine the limits of anti-lock, then the right wheel will have already locked (This is known as high-selection principle). Thus, according to the principle of low-election two ABS systems work to ensure that the two wheels are not locked, and larger left lateral adhesion of reserves, increased ability to prevent the rear axle sideslip, improve the system driving stability when moving. Of course, this also reduces the revolver after the braking torque to reduce the rear of the ground may provide braking force. But the car, the rear of the system would have less power, so the total braking force of the ground impact.2.2 four-wheel systemBetter of course, four-wheel ABS system. This can be done short braking distance, ability to maintain steering and to prevent the sharp reversal of the rear axle vehicle sideslip. Hyundai cars for four-wheel system.After two rounds of four-wheel system with two rounds of systems, arrival and also the principle of single-channel work. But the first two rounds is an independent work, each of which has its control circuit, solenoid valve and speed sensor, the so-called dual-track. This car is a whole channel ABS installed, and if the revolver in the dry concrete surface, round in the snow and ice on the right side made full use of revolvers in the dry concrete surface adhesion, the trend began when locked, ABS anti-lock from the role of death; right round snow and ice in the full use of the adhesion, the trend began to emerge when locked, ABS anti-lock function since. That is, each in the full use of its adhesion under conditions of anti-lock function, the total vehicle braking force big ground. However, the front left and right wheel braking force of the ground is not the same.Front axle left and right wheel braking force does not match the ground, will not be a big problem, since vehicles fitted with ABS front suspension design has taken into account the braking force that the ground is not the same and try to eliminate the adverse effects of their . In addition, the driver can also grasp the steering wheel to eliminate such an effect. 3. Antilock braking systems basic componentsUsually by the ABS wheel speed sensors, brake pressure regulator device, electronic control devices and components ABS warning light in different ABS system, brake pressure regulator device of the structure and working principle are often different, the electronic control devices internal structure and control logic may also vary.3.1 Wheel speed sensor In order to detect wheel speed, in the before and after the wheels are about to install a wheel speed sensor. This method is known as the sensor layout layout. In front-wheel drive car, you can use 3 sensors, that is the first installation of the front differential to a wheel sensor, and then about the installation of a rear wheel speed sensor. Pulse generator gear mounted on the wheel, the gear have a pulse signal generator and the pulses is directly proportional to wheel speed. Sensor signals are exported to more than the electronic control device. 3.2 brake pressure regulator device Cars braking system is generally divided into three independent hydraulic system, that is, the left front, right front and rear wheel around. Brake pressure regulator device in accordance with the electronic control device for computer instruction, through the booster to maintain oil pressure, voltage regulator to regulate the system of the three four wheel hydraulic brakes. Brake pressure regulator device with the exclusive use of electric pump, if necessary to raise the oil pressure, hydraulic drive motor to increase. 3.3 Electronic Control Device Based on the signals sent by the wheel sensors, the use of electronic control device of a computer, a good judge in accordance with predetermined procedures of calculating the braking force of the wheels. According to calculations, if you need to increase the braking force, it opens into the oil solenoid valve, if you need to lift the brake oil spills on the open solenoid valve.-4 Anti-lock braking system processIn the ABS, each wheel on the placement of a speed sensor, wheel speed on the electronic control signal input device. Electronic control devices in accordance with the wheel sensor input to signal the movement of each wheel to monitor and determine the status and the formation of the corresponding control command. Brake pressure regulator device mainly by the pressure regulator solenoid valve assembly, the electric pump and reservoir assembly, etc. to form an independent whole, through the brake pipe and brake master cylinder and wheel brake cylinder connected to the braking pressure conditioning by the electronic control device for control of the brake wheel cylinder brake pressure regulator.ABS process work can be divided into conventional brake, brake pressure, brake pressure and brake pressure to reduce phases. Stage in the conventional brake, ABS does not intervene in the braking pressure control, pressure regulator solenoid valve assembly of the solenoid valve into the fluid and not power is turned on, all the hydraulic and electric solenoid valve is not closed, operation of electric power or pump, brake master cylinder to the brake wheel cylinder brake lines are in the communication state, and the brake wheel cylinder to the brake receiver are in a closed pipe, the brake wheel cylinder brake pressure with the brake master cylinder output pressure change, at this time of the braking process and the conventional braking system is identical to the braking process. In the braking process, the electronic control device in accordance with the wheel speed sensor input to determine the wheel speed signal tends to have the wheels locked when, ABS anti-lock braking pressure to enter the adjustment process. For example, the electronic control devices tends to judge the right front wheel locked, the electronic control device on the right front wheel brake control pressure solenoid valve into the fluid power, so that the right way forward into the liquid solenoid valve closed, brake master cylinder output of the system liquid is no longer moving into the front wheel brake cylinder, this time, the fluid front solenoid valve and electricity has not yet closed, front wheel brake cylinder of the brake fluid will not flow out of the front brake cylinder wheel brake pressure to maintain some, while others did not become locked wheels with the brake pressure will be the brake cylinder wheel brake master cylinder output pressure increases, if the front wheel brake cylinder to maintain a certain pressure on the brake, the electronic control devices still tend to determine the right front wheel locked, the electronic control device makes front fluid power solenoid valve and turn it open, front wheel brake cylinder in the brake fluid will be some in the open state after the liquid solenoid valve receiver back to front wheel brake cylinder pressure to rapidly reduce the braking, the right front wheel locked the trend will start to eliminate, with the right front wheel locked the trend has not completely died out, the electronic control device to make the right move on the liquid solenoid valve and solenoid valve are fluid power, so that the solenoid valve into the fluid into the open, using liquid solenoid valve into the closed state, but also the functioning of electric power pump, sent to the brake wheel cylinder brake fluid from the system Dynamic output master cylinder brake fluid pumps and electric power running to the brake wheel cylinder brake fluid pumping, the output from the brake master cylinder of brake fluid and electrical operation of pump power to the brake wheel cylinder brake fluid pumping, output from the brake master cylinder of brake fluid and electric pump pumping the brake fluid in the open have been the right way forward into the front solenoid valve hydraulic brake wheel cylinders, front brake so the brake wheel cylinder pressure rapidly increased, front began to slow down turning round. ABS wheel locked by the brake tends to cycle to experience pressure to maintain - reduced - increasing process, and will tend to slide the wheels locked at the peak rate of adhesion coefficient in the vicinity of the sliding rate until reduced to very low vehicle speed or brake master cylinder output pressure is no longer so when the wheels become locked, the brake pressure regulator up to the frequency of cycle 3 20HZ. In the corresponding ABS braking in each round each cylinder into a pair of hydraulic fluid and a solenoid valve, electronic control devices can be controlled separately, so the brake cylinder wheel brake pressure can be independently adjusted so that the four not locked wheel braking phenomenon occurred.Although the structure of various forms of ABS and is not exactly the same, but they tend to locked wheels of the brake pressure regulating adaptive cycle to be controlled to prevent the occurrence of brake wheels locked, and , all kinds of ABS in the following areas is the same.(1)ABS vehicles only after more than a certain speed (such as 5km / h or 8km / h), the process will tend to brake the wheels locked for anti-lock brake pressure regulator. When the vehicle speed by braking down to a certain time, ABS anti-lock brakes will automatically suspend the pressure regulation, since motor vehicles equipped with ABS braking process and conventional braking system of the braking process of the same, the wheels were braking locked on the car brake locked. This is because the speed is very low in the car, the wheels were locked on the car brake brake performance has been very small, and parking brake make the car as soon as possible, should be locked so that the wheel brake.(2)In the braking process, only when the wheels become locked when the control, ABS tends to be locked to the wheel anti-lock brake pressure regulation; in the control of the wheel has not yet become locked when the braking process and the conventional braking system is identical to the braking process.(3)ABS has self-diagnosis function, able to work the system to monitor the impact of the system if the normal work of the existence of the fault will automatically shut down when the ABS, and ABS warning light lit, issued a warning signal to the driving of motor vehicles The braking system can still be the same as the conventional brake system for braking. 5.ABS Characteristics1.In the low road adhesion coefficient of braking should be a dead pedal brake pedal attachment coefficient in the high road, ABS almost no work. Only road in the snow or rain, it can work. At this point the road adhesion coefficient is relatively small, in this road, the driver riding dynamic brake pedal a little too much action, braking force on the tire and road surface is likely to exceed the adhesion between. Of course, in the event of an emergency, the driver is often the emergency brake is a foot brake pedal to die, then, even if the road re-attachment system, and braking force will be more than the adhesion.Driving vehicles fitted with ABS, the brake pedal must be dead when the brake pedal. Otherwise, due to lack of braking force so that ABS can not work. If a very skilled driver driving skills, then the right when braking operation, ABS is also on the point of no use. ABS braking is not automatic, so when driving such a vehicle, brake pedal should be the death of a brake pedal.2.Can brake in the shortest possible stopping distance in the snow and ice on the roads, such as smooth, if there is no ABS, no matter how careful the system will always seem too much power, so that the tire locked, so that vehicle braking distance is too long. Similarly, in this road, if the car has ABS, can automatically make automobile tires and road surfaces, the adhesion between the maximum, enabling shorter braking distance. 3.Braking the vehicle with high directional stabilityThe greatest advantage of ABS in this, the death of a foot brake pedal, the vehicle can still control the car steering wheel in the direction of, in turn, the brake it will not affect the steering of motor vehicles. Adhesion coefficient in different sides of the road, if there is no ABS, then, in the adhesion coefficient on the small side of the road, tires easily locked so that rotation occurred. Loaded the car with the ABS, automatically entering due to the slow control program options, and can maintain the stability of vehicle direction. ABS car can get the most braking force, to maximize the use of between tire and road surface adhesion. But do not mistakenly believe that with the ABS, the brake on the car is no problem anymore, and even mistakenly believe that both the smooth surface, such as ice and snow or dry pavement, the vehicle braking distance is the same. Surface is the same.制动防抱死系统简介1、汽车制动防抱死系统的基本概念汽车制动防抱死系统即英文ANTILOCK BRAKING SYSTEM，缩写ABS。 采用电子控制式制动防抱死系统，可在汽车制动过程中，对车轮的运动状态进行迅速、准确而又有效的控制，使车轮尽可能地处于最佳运动状况。即在汽车制动时使车轮的纵向处于附着系数的峰值，同时使其侧向也保持着较高的附着系数，从而使汽车具有良好的防侧滑能力和最短的制动距离，以提高车辆行驶的安全性。 2、制动防抱死系统的分类ABS有两大类：两轮系统和四轮系统。2.1 两轮系统早期的轿车和现在的货车多采用后轴两个车轮装用ABS的结构。这就是双轮系统。轿车前轮承受的垂直载荷较大，制动时，由于惯性力的作用，前轮载荷进一步加大，后轮的垂直载荷会减少到轿车总重的20%30%。后轮垂直载荷很小，可提供的附着力（地面制动力）小，所以后轮容易提前抱死。货车满载时后轴的垂直载荷很大，常达到60%70%，当然在制动时后轴能提供的附着力，后制动器常较前制动器大。但是货车空载时，后轴垂直载荷大幅度下降，后轴制动力矩就显得过大了，制动时后轮抱死现象，提高汽车制动时的行驶稳定性。 两轮系统的优点是结构比较简单，价格较低。下面介绍一下两轮系统的低选原则。两轮系统的两个车轮制动器是共用一条控制油路和一个电磁阀的，即所谓“单通道”的。系统根据两个车轮中，附着力较小的车轮来选定极限压力进行防抱死作用的原则称为低选原则。例如，左轮在干混凝土路面上，右轮在冰雪上；左轮的附着力大，右轮的附着力很小。根据低选原则，当右轮有抱死趋势时，ABS就应起作用，以防止右轮抱死，此时左轮当然更不会抱死。若根据附着力大的左轮来确定极限压力进行防抱死，则右轮必早已抱死（这称为高选原则）。因此，根据低选原则工作的ABS两轮系统，可以确保两个车轮都不抱死，而
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