汽车线控转向系统是一种全新概念的转向系统,取消了转向盘和转向车轮之间的机械连接,其角传递和力传递都是通过传感器和控制器进行的,相互之间可以独立进行互不影响。针对线控转向系统的特点,本文应用按磁场定向控制的永磁同步电机作为该系统的执行电机,并由宏晶科技公司的STC12C5410AD单片机进行控制,设计开发了线控转向系统的ECU。全文详细阐述了该系统的工作原理,即当驾驶员方向盘转动时,转矩、转角传感器将测量到的转矩信号和转角信号传递给ECU,同时,ECU检测永磁同步电机的转子的位置角、定子的三相电流和当前的车速等信号,并根据这些输入信号,通过既定的控制策略产生目标电流,然后实现对永磁同步电动机的按磁场定向控制,以进行目的转向。硬件电路根据本文系统的整体规划设计和接口定义,从外到内分为三层:外层为控制器外围电路,包含电池、永磁同步电机、方向盘转矩转角传感器、旋转变压器、通信电路、车速信号电路等;中间为控制器ECU,内层为核心MCU。同时针对控制器的特点,ECU硬件设计分为三个模块:MCU模块、信号调理模块和电机驱动输出模块。本文详细分析了各个模块和电路设计、主要器件的选择依据;并且进行了SBW系统的软件程序设计,主要包括初始化程序设计、主程序设计、A/D转换程序设计、PWM程序设计和串口通信程序设计等。最后通过Keil与Proteus的联合仿真验证了本文硬件及软件设计的合理性。