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汽车多媒体信息娱乐系统硬件设计与研究

作　者: 钱晓邦
导　师: 石艺尉
学　校: 复旦大学
专　业: 电子与通信工程
关键词: 多媒体 信息娱乐 CAN 硬盘 GVIF FPGA
分类号: TP368.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


汽车多媒体信息娱乐系统集视听娱乐、导航、通信、安全功能为一体,已成为现代汽车不可缺少的一个重要组成部分。本课题基于一个具体的汽车多媒体信息娱乐系统的硬件设计项目,分析了用户的功能需求,参考了国内外相关技术方案,对汽车多媒体信息娱乐系统硬件设计中所遇到的各种问题进行了研究,提出了一体化的汽车多媒体信息娱乐系统硬件的解决方案,选用了汽车电子信息领域新型的技术和器件,完成了系统整体硬件的设计,调试和制作。该系统具有FM/AM收音机,DVD/VCD/CD/MP3播放,音源转录至硬盘,CD抓轨,电台收音时间平移,2D/3D GPS导航,红外无线耳机音频接收,红外遥控,倒车后视图像,语音识别,显示屏信息字符叠加显示,触摸屏,音频输入接口iPod/USB/SD/AUX等功能。整个系统包括三大部件：主机,前置显示屏,车顶音视系统。作为整个系统的主要部件的主机是本文的研究重点,其硬件采用了模块化的多嵌入式系统的设计,嵌入式MCU系统的核心芯片为32位汽车专用MCU:V850ES/SJ3,它具有多路A/D转换输入端口,双路CAN控制端口,多路12C通信端口,嵌入式DSP系统的核心芯片为SH77710,它可同时处理数字音频和视频数据和USB2.0的数据。整个系统将各具有相对独立功能的模块如AM/FM接收调谐器,音频功率放大器,音频／视频处理电路,硬盘,导航模块,DVD机芯以及车身接口电路整合在一起,以完成功能的综合性解决方案。整个系统融合了汽车电子的多种新技术,采用40G硬盘实现导航地图及音乐文件的大容量储存；用FPGA芯片实现ATAPI控制器的功能以完成数字音视频数据的高速处理,传送和切换；与车身的通信采用了基于CAN的GMLAN技术；主显示屏采用GVIF发送及接收技术解决了长距离视频信号传输的抗干扰问题；本课题深入研究了系统遇到的各种电磁干扰,运用了一系列有效的抗干扰措施,较好完成了系统的电磁兼容抗干扰设计。本课题设计的汽车多媒体信息娱乐系统硬件已通过了装车测试,目前进入小批量生产阶段。系统满足了用户的功能需求,性能稳定可靠、操作方便舒适。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-7
第一章 绪论  7-11
  1.1 汽车多媒体信息娱乐系统的发展历程  7
  1.2 汽车多媒体信息娱乐系统的研究现状  7-8
  1.3 系统整体方案的提出和目标  8-11
    1.3.1 汽车多媒体信息娱乐系统的分类  8-9
    1.3.2 系统整体方案的提出  9-10
    1.3.3 系统整体方案的目标  10-11
第二章 汽车多媒体信息娱乐系统的关键技术  11-14
  2.1 多媒体技术  11-12
  2.2 嵌入式系统技术  12-13
  2.3 电磁兼容抗干扰技术  13-14
第三章 汽车多媒体信息娱乐系统硬件总体设计  14-22
  3.1 系统总体功能需求分析  14-16
    3.1.1 主机需求分析  14-15
    3.1.2 前置显示屏需求分析  15
    3.1.3 车顶音视系统需求分析  15-16
  3.2 系统总体硬件框架设计  16-17
  3.3 处理器和DSP的选型  17-20
    3.3.1 V850ES/SJ3嵌入式MCU简介  18-19
    3.3.2 SH77710嵌入式DSP简介  19-20
  3.4 系统总体方案  20-22
    3.4.1 主机总体方案  20-21
    3.4.2 前置显示屏总体方案  21
    3.4.3 车顶音视系统总体方案  21-22
第四章 系统原理设计  22-50
  4.1 主机系统原理设计  22-24
  4.2 主机视频输入输出系统设计  24-25
    4.2.1 视频数字信号采集电路和OSD功能设计  24-25
  4.3 主机音频输入输出系统设计  25-31
    4.3.1 数字中频和音频信号处理电路设计  27-28
    4.3.2 AM/FM收音模块设计  28-30
    4.3.3 音频功放电路设计  30
    4.3.4 语音信号采集电路的设计  30-31
  4.4 导航板系统的设计  31-32
  4.5 ATAPI控制器设计  32-34
  4.6 硬盘和DVD光驱  34-35
  4.7 USB接口  35-36
  4.8 前置显示屏模块设计  36-41
    4.8.1 LCD背光驱动电路设计  36-37
    4.8.2 GVIF视频收发电路设计  37-39
    4.8.3 TFT液晶显示屏控制电路设计  39-40
    4.8.4 触摸屏电路设计  40-41
  4.9 车顶音视系统模块设计  41-44
    4.9.1 红外音频发射电路设计  42-43
    4.9.2 红外遥控接收电路和按键电路设计  43
    4.9.3 单色LCD显示电路设计  43-44
  4.10 系统电源设计  44-46
  4.11 系统检测电路和故障诊断电路  46-47
  4.12 CAN总线电路设计  47-50
第五章 系统抗干扰设计  50-60
  5.1 常见电磁干扰噪声  50
  5.2 抑制和消除电磁干扰的方法  50-58
  5.3 系统主要EMC测试项目  58-60
第六章 系统调试  60-61
第七章 结论与展望  61-62
  7.1 结论  61
  7.2 展望  61-62
参考文献  62-65
致谢  65-66

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 微型计算机 > 各种微型计算机 > 微处理机
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