電動(dòng)汽車中控臺(tái)控制電路設(shè)計(jì)概述

1、 PAGE 38氨 扮 愛(ài)天津電子信息職白業(yè)技術(shù)學(xué)院畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)按 課題名疤稱 把電動(dòng)汽車中控臺(tái)暗控制電路設(shè)計(jì)白 姓 案 名 班 板 安 翱 背 骯 學(xué) 啊 號(hào) 癌 俺 熬 稗 鞍 班 疤 級(jí) 擺 礙 白 澳 耙 隘 艾 專 斑 業(yè) 襖 挨 傲 案 按 哀 所 在氨 系 擺 班 凹 艾 拜 氨 巴 指導(dǎo)教凹師 按 敗 班 安 般 澳 完成日八期 叭 壩 2011.1把2.31 哀 敖 皚天津電子信息職笆業(yè)技術(shù)學(xué)院啊畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文扮）任務(wù)書搬課題名稱： 搬 皚電動(dòng)汽車中控臺(tái)敗控制電路設(shè)計(jì)哎 靶完成期限：20巴10年 10 八月31日至 2吧010年12 襖月31日敖姓 名 捌 靶 疤 絆 拔

2、指導(dǎo)教師鞍 敗 皚 靶專 業(yè) 胺 拜 奧 昂 瓣 爸 職般 稱案 工程師 絆 俺所在系 襖 襖 埃 邦 芭 爸 斑 系芭 主 任挨 按 敗 背接受任務(wù)日期八 哎2011.10奧.28昂 批準(zhǔn)日岸期辦 稗2011.10柏.31 懊一、原始依據(jù)（藹資料）：辦 礙 罷汽車儀表是駕駛艾員與汽車進(jìn)行信氨息交流的重要接愛(ài)口和界面，對(duì)汽敗車的行駛安全性跋和舒適性有很大佰影響，因而控臺(tái)班控制電路的設(shè)計(jì)皚非常重要。隨著鞍電子技術(shù)、計(jì)算啊機(jī)和通信技術(shù)等氨的發(fā)展，汽車儀半表越來(lái)越趨向數(shù)佰字化。與傳統(tǒng)汽靶車相比，電動(dòng)汽鞍車在所要顯示的氨信息方面有所保阿留但又有一定程敖度的區(qū)別。搬二、設(shè)計(jì)（論文隘）內(nèi)容和要求：扮設(shè)計(jì)內(nèi)

3、容：柏 敖文是以Free胺scale公司骯的MC9S12捌DG128單片矮機(jī)為基礎(chǔ)，進(jìn)行邦組合儀表系統(tǒng)控稗臺(tái)控制電路的設(shè)絆計(jì)，主要包括硬皚件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)擺計(jì)兩個(gè)方面，即扮進(jìn)行各典型電路扮模塊的設(shè)計(jì)和相捌關(guān)芯片驅(qū)動(dòng)程序般的編寫。它采用班步進(jìn)電機(jī)式指針奧儀表、LED和拌LCD顯示器顯熬示車速、電機(jī)轉(zhuǎn)矮速、里程信息以矮及電機(jī)電流、蓄八電池電壓、電流熬和荷電狀態(tài)等相頒關(guān)的信息，同時(shí)拌采用了汽車行業(yè)瓣標(biāo)準(zhǔn)的CAN 按通信接口掛接在盎CAN總線上，頒實(shí)現(xiàn)與車內(nèi)其它隘模塊的數(shù)據(jù)通信叭。本系統(tǒng)采用模柏塊化設(shè)計(jì)，簡(jiǎn)化百了外部電路、降懊低了成本，顯示皚的信息更加直觀般、可靠，且具有伴較高的精度。案 叭設(shè)計(jì)要求：阿

4、 1 學(xué)叭生要獨(dú)立完成一吧個(gè)軟件或較大軟俺件中的一個(gè)模塊芭2 要有足夠的按工作量罷3 要寫出軟件叭說(shuō)明書般4 能夠進(jìn)行計(jì)骯算機(jī)演示和給出般運(yùn)算結(jié)果。挨5 涉及到計(jì)算笆機(jī)硬件或電控裝靶置胺6 學(xué)生要獨(dú)立邦完成一個(gè)完整的懊實(shí)驗(yàn)耙7 要有完整的背測(cè)試結(jié)果和實(shí)驗(yàn)藹數(shù)據(jù)搬8 實(shí)驗(yàn)要有探八索性傲9 要寫出使用邦說(shuō)明書。唉三、建議查閱的氨技術(shù)資料：板1 王宜懷拌, 劉曉升 等扳. 嵌入式系統(tǒng)挨-使用HCS1啊2微控制器的設(shè)拔計(jì)與應(yīng)用M跋. 北京: 北澳京航空航天大學(xué)藹出版社, 20凹08.傲2 王佳,挨等. 基于CA俺N總線純電動(dòng)汽邦車整車控制器設(shè)熬計(jì)A. 北巴京理工大學(xué)出版襖社, 200傲7埃3 肖玲妮叭

5、,等著 Pro柏tel 200瓣4電路設(shè)計(jì)M按, 清華大學(xué)熬出版社 200暗6.搬4 張翔,皚楊建中, 等.八 純電動(dòng)汽車傲的組合儀表綜述敗J. 汽車版電器, 200熬8,(12):愛(ài)1-5.拔5 劉偉,艾 等. 基于S白T72F561巴的全數(shù)字式汽車扳組合儀表的設(shè)計(jì)佰J. 儀暗器儀表學(xué)報(bào), 氨2007, 2熬8(9): 1癌635-163愛(ài)9.扳6 董浩扳,王建,趙云波礙. 基才MC9巴S12HZ25拜6的總線式汽車骯數(shù)字儀表設(shè)計(jì)壩J. 電子把設(shè)計(jì)工程, 2疤010, 18版 (2): 8拔3-88.哀7 付曉愛(ài)光. 電動(dòng)汽壩車數(shù)字儀表的設(shè)襖計(jì)與實(shí)現(xiàn)D巴， 北京工業(yè)大辦學(xué)碩士學(xué)位論文傲，20

6、09.0奧5.斑8 李飛，阿姜木霖等。靶基于MC68H暗C908LJl翱2的汽車組合儀拔表設(shè)計(jì)湖骯北汽車工業(yè)學(xué)院昂學(xué)報(bào) 2008扒,22（4）.伴9 付勝波藹 基于CAN斑總線的汽車組合疤儀表研究D班 武漢理工大學(xué)奧碩士學(xué)位論文，爸2007.5.半10 吳敦邦福，陳劍等 純壩電動(dòng)車組合儀表澳設(shè)計(jì)P 中俺國(guó)科技論文在線敗 把2009.10礙（103）.鞍11 沈盎紅衛(wèi)，楊建生 柏基于CAN的汽按車組合儀表運(yùn)轉(zhuǎn)絆臺(tái)J 儀表白技術(shù)與傳感器 盎2004,11邦.礙12 戴松案新等 汽車組合暗儀表板控制系統(tǒng)按設(shè)計(jì)J 電霸子工程師 20把06，32（3襖）.埃13 劉鵬佰、康棟梁 基于扮STM32的汽邦車

7、儀表系統(tǒng)的設(shè)胺計(jì)P 埃中國(guó)科技論文在凹線 挨畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文頒）進(jìn)度計(jì)劃表胺序號(hào)耙起止日期案計(jì)劃完成內(nèi)容埃實(shí)際完成內(nèi)容襖檢查日期稗檢查人簽字扮1壩2011.10瓣.31到凹2011.11般.10跋控制電路總體設(shè)熬計(jì)壩完成拔控制電路總體設(shè)哎計(jì)稗2盎2011.11皚.10到傲2011.11安.20瓣系統(tǒng)電源設(shè)計(jì)板完成系統(tǒng)電源設(shè)艾計(jì)霸3澳2011.11頒.20到氨2011.11傲.30礙電路的硬件設(shè)計(jì)皚完成電路的硬件罷設(shè)計(jì)氨4哎2011.11辦.30到罷2011.12唉.10氨微型處理器選型巴完成微型處理器案選型骯5邦2011.12捌.10到拌2011.12班.20扮電路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)癌完成電路系統(tǒng)的柏設(shè)

8、計(jì)稗6吧2011.12翱.20到疤2011.12版.31吧子程序設(shè)計(jì)把完成子程序設(shè)計(jì)凹7奧2012.1.捌1翱到昂2012.1.疤8捌答辯百答辯暗系畢業(yè)設(shè)計(jì)（論隘文）領(lǐng)導(dǎo)小組審捌閱意見(jiàn)：愛(ài)系主任簽字：背年 月壩 日伴畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文擺）開(kāi)題報(bào)告絆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文叭）題目班電動(dòng)汽車中控臺(tái)巴控制電路設(shè)計(jì)稗學(xué)生姓名伴系別半應(yīng)用電子半專業(yè)、班級(jí)凹指導(dǎo)教師絆職稱拜工作單位艾指導(dǎo)教師凹職稱耙工作單位扳實(shí)踐地點(diǎn)壩交表日期八2011.10斑.31靶畢業(yè)設(shè)計(jì)百(凹論文)開(kāi)題報(bào)告白內(nèi)容要求： = 1 * GB3 佰扳課題的意義、現(xiàn)按狀及發(fā)展趨勢(shì)。 = 2 * GB3 耙吧課題的研究?jī)?nèi)容敗、研究方法、研扳究手段、研究步

9、俺驟。 = 3 * GB3 唉擺課題所需的參考?jí)螘康取０ёⅲ洪_(kāi)題報(bào)告占辦畢業(yè)設(shè)計(jì)傲(胺論文)總成績(jī)的癌10% 。稗 敗汽車儀表是駕駛盎員與汽車進(jìn)行信跋息交流的重要接藹口和界面，對(duì)汽襖車的行駛安全性辦和舒適性有很大扒影響，因而控臺(tái)叭控制電路的設(shè)計(jì)俺非常重要。隨著阿電子技術(shù)、計(jì)算俺機(jī)和通信技術(shù)等白的發(fā)展，汽車儀熬表越來(lái)越趨向數(shù)扳字化。與傳統(tǒng)汽稗車相比，電動(dòng)汽暗車在所要顯示的瓣信息方面有所保俺留但又有一定程罷度的區(qū)別。本文板是以Frees絆cale公司的按MC9S12D盎G128單片機(jī)氨為基礎(chǔ)，進(jìn)行組班合儀表系統(tǒng)控臺(tái)捌控制電路的設(shè)計(jì)骯，主要包括硬件罷設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)癌兩個(gè)方面，即進(jìn)拜行各典型電路模百

10、塊的設(shè)計(jì)和相關(guān)白芯片驅(qū)動(dòng)程序的傲編寫。它采用步凹進(jìn)電機(jī)式指針儀俺表、LED和L唉CD顯示器顯示埃車速、電機(jī)轉(zhuǎn)速盎、里程信息以及擺電機(jī)電流、蓄電懊池電壓、電流和隘荷電狀態(tài)等相關(guān)皚的信息，同時(shí)八采用了汽車行業(yè)哎標(biāo)準(zhǔn)的CAN 擺通信接口掛接在擺CAN總線上，拌實(shí)現(xiàn)與車內(nèi)其它胺模塊的數(shù)據(jù)通信胺。本系統(tǒng)采用模捌塊化設(shè)計(jì)，簡(jiǎn)化百了外部電路、降翱低了成本，顯示般的信息更加直觀扮、可靠，且具有頒較高的精度。由邦于技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和相傲關(guān)法規(guī)的不健全耙，局部功能有所澳限制。但是，作藹為新型汽車上的襖組合儀表系統(tǒng)，爸該設(shè)計(jì)展現(xiàn)了很跋好的應(yīng)用前景。捌指導(dǎo)教師審核意吧見(jiàn)：辦 爸 礙 簽字：吧 瓣 懊 邦 把 年 月 敖 日藹

11、系畢業(yè)設(shè)計(jì)（論案文）領(lǐng)導(dǎo)小組審擺閱意見(jiàn)：昂 拜 襖 叭 系主任簽拜字：澳 擺 絆 襖 胺 唉 凹 愛(ài) 把 八 年 月 白 日氨畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)柏（論 文）爸系別耙專業(yè)班級(jí)啊姓名叭班級(jí)學(xué)號(hào)翱畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文芭）題目：疤電動(dòng)汽車中控臺(tái)吧控制電路設(shè)計(jì)扮畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文邦）評(píng)語(yǔ)：礙 半指導(dǎo)教師簽字：頒 搬 百 扮 隘 愛(ài) 熬 半 胺 百 年 月 敗 日凹畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文挨）總評(píng)成績(jī)：八系主任簽字：柏年 月 敗 日扒天津電子信息職礙業(yè)技術(shù)學(xué)院教務(wù)唉處目 錄TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc295315848 摘要 PAGEREF _Toc295315848 h 1 HYPERLIN

12、K l _Toc295315850 班一瓣 引 安 言壩翱2 HYPERLINK l _Toc295315851 胺1 課題背景挨敖2 HYPERLINK l _Toc295315852 巴2 課題的目的吧、意義扮襖3 HYPERLINK l _Toc295315853 擺3 課題的國(guó)內(nèi)辦外研究現(xiàn)狀唉巴3 HYPERLINK l _Toc295315854 啊二罷 控制電百路的系統(tǒng)設(shè)計(jì)哎靶4 HYPERLINK l _Toc295315855 把1 組合儀表敗的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)柏啊4 HYPERLINK l _Toc295315856 疤2 系統(tǒng)的功能昂和要求鞍拌5 HYPERLINK l _To

13、c295315857 扳3 系統(tǒng)的硬件翱設(shè)計(jì)芭皚6 HYPERLINK l _Toc295315858 靶（絆1稗）阿 微處理器的選拜型阿八6 HYPERLINK l _Toc295315859 邦（胺2奧）阿 電源電路和掉礙電保護(hù)電路的設(shè)阿計(jì)挨俺6 HYPERLINK l _Toc295315860 熬（扒3扒）敖 礙輸入脈沖信號(hào)調(diào)癌理電路的設(shè)計(jì)隘稗8 HYPERLINK l _Toc295315861 佰（擺4愛(ài)）拌 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)骯模塊的設(shè)計(jì)捌半9 HYPERLINK l _Toc295315862 百（鞍5哎）阿 LED驅(qū)動(dòng)模佰塊的電路設(shè)計(jì)藹懊1骯1 HYPERLINK l _Toc29

14、5315863 擺（八6背）辦 LCD驅(qū)動(dòng)模懊塊的電路設(shè)計(jì)藹哀1搬2 HYPERLINK l _Toc295315864 埃（骯7邦）敖 CAN通信模八塊的電路設(shè)計(jì)安耙1隘4 HYPERLINK l _Toc295315865 懊（唉8芭）疤 故障診斷電路搬的設(shè)計(jì)壩 PAGEREF _Toc295315865 h 哎1盎6 HYPERLINK l _Toc295315866 拌4 系統(tǒng)的軟件擺設(shè)計(jì)柏案2吧0 HYPERLINK l _Toc295315867 笆（哎1按)唉 案 捌軟件開(kāi)發(fā)工具介跋紹伴暗2白0 HYPERLINK l _Toc295315868 熬（隘2半）岸 系統(tǒng)軟件的總藹體

15、設(shè)計(jì)思路佰傲2熬0 HYPERLINK l _Toc295315869 熬（奧3絆）襖 主程序的設(shè)計(jì)皚矮3盎1 HYPERLINK l _Toc295315870 搬（案4罷）伴 輸入脈沖捕捉爸程序的設(shè)計(jì)啊敖2愛(ài)3 HYPERLINK l _Toc295315871 俺（白5扮）辦 Flash擦案寫程序的設(shè)計(jì)熬叭2扳5 HYPERLINK l _Toc295315872 班（盎6班）傲 CAN通信程暗序的設(shè)計(jì)笆胺2稗6 HYPERLINK l _Toc295315872 胺（案7搬）靶 敖本章小結(jié)伴昂2扒8 HYPERLINK l _Toc295315873 矮三巴 哎 瓣結(jié) 束 語(yǔ)案氨2叭9

16、 HYPERLINK l _Toc295315874 扮四耙 致伴 謝跋哀2板9 HYPERLINK l _Toc295315875 骯五扮 參霸考文獻(xiàn)扒安3霸0奧電動(dòng)汽車中控臺(tái)邦控制電路的設(shè)計(jì)摘要案摘要擺：壩汽車儀表是駕駛拜員與汽車進(jìn)行信皚息交流的重要接胺口和界面，對(duì)汽隘車的行駛安全性芭和舒適性有很大懊影響，因而控臺(tái)吧控制電路的設(shè)計(jì)扳非常重要。隨著跋電子技術(shù)、計(jì)算辦機(jī)和通信技術(shù)等斑的發(fā)展，汽車儀叭表越來(lái)越趨向數(shù)斑字化。與傳統(tǒng)汽伴車相比，電動(dòng)汽辦車在所要顯示的胺信息方面有所保辦留但又有一定程瓣度的區(qū)別。本文按是以Frees百cale公司的艾MC9S12D巴G128單片機(jī)扳為基礎(chǔ)，進(jìn)行組吧合儀表

17、系統(tǒng)控臺(tái)跋控制電路的設(shè)計(jì)安，主要包括硬件百設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)艾兩個(gè)方面，即進(jìn)疤行各典型電路模巴塊的設(shè)計(jì)和相關(guān)搬芯片驅(qū)動(dòng)程序的耙編寫。它采用步瓣進(jìn)電機(jī)式指針儀艾表、LED和L辦CD顯示器顯示班車速、電機(jī)轉(zhuǎn)速絆、里程信息以及隘電機(jī)電流、蓄電愛(ài)池電壓、電流和啊荷電狀態(tài)等相關(guān)俺的信息，同時(shí)跋采用了汽車行業(yè)襖標(biāo)準(zhǔn)的CAN 佰通信接口掛接在絆CAN總線上，埃實(shí)現(xiàn)與車內(nèi)其它疤模塊的數(shù)據(jù)通信藹。本系統(tǒng)采用模板塊化設(shè)計(jì)，簡(jiǎn)化奧了外部電路、降半低了成本，顯示按的信息更加直觀瓣、可靠，且具有霸較高的精度。由斑于技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和相擺關(guān)法規(guī)的不健全扮，局部功能有所按限制。但是，作敖為新型汽車上的耙組合儀表系統(tǒng)，澳該設(shè)計(jì)展現(xiàn)了很敗

18、好的應(yīng)用前景。昂關(guān)鍵詞襖：擺汽車儀表；MC板9S12DG1熬28；硬件；軟懊件；控臺(tái)電路。芭一 引澳 言1 課題背景吧伴隨汽車工業(yè)的安日益發(fā)展，能源傲危機(jī)日益加劇，拔同時(shí)也帶來(lái)相關(guān)叭的環(huán)境問(wèn)題。這半使得電動(dòng)汽車成背為當(dāng)前新一代汽叭車（混合動(dòng)力汽班車、電動(dòng)汽車、擺新能源汽車）發(fā)安展的一個(gè)趨勢(shì)。襖作為現(xiàn)代汽車的拜關(guān)鍵零部件之一胺，汽車儀表反映耙了汽車行駛工況擺的相關(guān)內(nèi)外部信邦息，有利于保障頒汽車的行駛安全般性和舒適性。同奧時(shí)，由于新技術(shù)敖的不斷發(fā)展，汽挨車儀表廣泛采用頒電子、計(jì)算機(jī)與爸通信技術(shù)，使之安成為現(xiàn)代汽車的俺信息和控制中心拜，從而使得汽車笆組合儀表和相應(yīng)澳控制器的開(kāi)發(fā)設(shè)扳計(jì)顯得尤為重要伴。

19、斑 礙一般傳統(tǒng)的汽車敗組合儀表有：車半速里程表、轉(zhuǎn)速瓣表、機(jī)油壓力表翱、水溫表、燃油隘表、以及相關(guān)的把報(bào)警和指示儀表敖。電動(dòng)汽車案因?yàn)椴捎玫氖请姲葯C(jī)，沒(méi)有使用發(fā)頒動(dòng)機(jī)捌， 奧所以沒(méi)有發(fā)動(dòng)機(jī)百轉(zhuǎn)速表板、皚水溫表啊、拌燃油表翱， 矮但需要相應(yīng)地增岸加電機(jī)轉(zhuǎn)速表隘、瓣電流表扒、蓄電池白電壓表和剩余電氨量表這些與電動(dòng)哀汽車相關(guān)的信息扒表把。由于空間及其澳他因素的限制，八傳統(tǒng)的機(jī)電式模靶擬儀表只能給駕壩駛員提供必要的敖而又少量的信息俺，現(xiàn)代汽車儀表搬則要求所顯示的吧內(nèi)容和信息的種熬類越來(lái)越多、精扮度和可靠性也越笆來(lái)越高，因而汽耙車儀表的電子化暗和數(shù)字化成為必霸然的發(fā)展趨勢(shì)。擺90年代，國(guó)外搬制造商為了克

20、服笆電氣式儀表的原辦理誤差和工藝誤埃差，紛紛推廣采隘用電子式儀表，俺首先將傳感器的挨模擬信號(hào)數(shù)字化巴，如將驅(qū)動(dòng)車速藹里程表的軟軸或皚電機(jī)變換成霍爾艾傳感器，將機(jī)械翱傳動(dòng)或電量轉(zhuǎn)動(dòng)拔變成數(shù)字電信號(hào)芭傳輸。其次，將案磁感應(yīng)指示模塊胺變成數(shù)字顯示形百式，里程累計(jì)由按蝸桿傳動(dòng)變成由把步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)或辦直接數(shù)字化顯示俺。隨著信息技術(shù)爸的高度發(fā)展，汽背車儀表已從單個(gè)熬儀表電子化邁向敗集成化和系統(tǒng)化挨，這也使得汽車昂儀表的控臺(tái)控制哎電路成為可能和芭必須。半 奧同時(shí)，現(xiàn)在汽車敖的故障診斷、實(shí)背時(shí)通信、導(dǎo)航和艾定位等大量復(fù)雜叭信息服務(wù)開(kāi)始應(yīng)邦用于汽車上，各捌個(gè)系統(tǒng)之間工作斑的協(xié)調(diào)性、可靠盎性以及抗干擾性般，也需要

21、汽車能佰夠及時(shí)、高效、半合理的處理好相白關(guān)的信息，因而耙控制電路的正確跋合理設(shè)計(jì)對(duì)汽車阿儀表的功能發(fā)揮笆和未來(lái)發(fā)展有著芭重要作用。瓣2 課題的目的笆、意義背本課題的目的是斑：通過(guò)儀表與微案處理器、局域網(wǎng)頒通信技術(shù)等結(jié)合壩起來(lái)，取代原來(lái)搬的純機(jī)械式和模吧擬式儀表，綜合拔利用電子式、數(shù)襖字式儀表的特點(diǎn)挨，更直觀、方便藹的對(duì)汽車的相關(guān)熬信息進(jìn)行顯示，扳同時(shí)及時(shí)準(zhǔn)確、百可靠的獲得汽車笆的實(shí)時(shí)信息。對(duì)耙于可能發(fā)生的故白障和不利情況，拜采用CAN通信愛(ài)技術(shù)進(jìn)行相關(guān)模捌塊的信息交換共奧享，通過(guò)微處理版器對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)板行控制，并進(jìn)行罷相應(yīng)的處理；預(yù)扒留故障診斷接口埃，以便對(duì)汽車的愛(ài)可能故障實(shí)現(xiàn)實(shí)八時(shí)檢測(cè)，以確

22、保敗駕駛過(guò)程的安全扳性和舒適性。此扮外，汽車儀表的板不斷電子化、數(shù)暗字化，使得其所艾能顯示的信息更埃多，也有利于儀佰表的功耗、可靠礙性得到提高。辦該設(shè)計(jì)將是汽車半儀表的一個(gè)發(fā)展癌階段，也是未來(lái)胺汽車儀表走向全扳數(shù)字化的一個(gè)準(zhǔn)扒備階段。汽車儀懊表的顯示和相應(yīng)把控制系統(tǒng)技術(shù)將斑會(huì)日臻完善，具哀有高精度和高可拌靠性、小型化和哎輕量化的汽車數(shù)扳字化組合儀表將敖是未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)澳。敗3 課題的國(guó)內(nèi)稗外研究現(xiàn)狀唉國(guó)外的電動(dòng)汽車熬的發(fā)展歷史較長(zhǎng)耙，從1834年襖首輛電動(dòng)汽車誕敖生到1900年埃美國(guó)汽車市場(chǎng)上隘電動(dòng)汽車、內(nèi)燃奧機(jī)汽車和蒸汽機(jī)頒車的三分天下，佰國(guó)外的電動(dòng)汽車版有過(guò)大規(guī)模的生昂產(chǎn)和銷售歷史，昂組合儀

23、表和相關(guān)安的控制電路設(shè)計(jì)八也較成熟。 俺 扒汽車儀表發(fā)展，藹按其工作原理上爸取得的重大技術(shù)巴創(chuàng)新來(lái)分經(jīng)過(guò)了拜4代：第1代汽耙車儀表是基于機(jī)版械作用力而工作埃的機(jī)械式儀表，巴即機(jī)械心表；第壩2代汽車儀表的案工作原理基于電拜測(cè)原理，即通過(guò)案各類傳感器將被扮測(cè)的電量轉(zhuǎn)換成襖電信號(hào)加以測(cè)量皚，稱之為電氣式擺儀表；第3代為疤模擬電路電子式稗；第4代為步進(jìn)百電動(dòng)機(jī)式全數(shù)字盎汽車儀表。目前癌汽車儀表正在經(jīng)絆歷第3代向第4扮代轉(zhuǎn)型時(shí)期。般目前國(guó)際市場(chǎng)上安汽車電子儀表應(yīng)叭用主流有三種形靶式：第一種形式啊與國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上正吧大力推行的電子盎式汽車?yán)锍瘫砗桶烹娮邮桨l(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)八速表一樣，主要矮是對(duì)車速里程表哀、轉(zhuǎn)速表電子化

24、懊改造。第二種形背式是所有汽車儀瓣表機(jī)芯統(tǒng)一成一安種結(jié)構(gòu)的步進(jìn)電扒機(jī)，所有的傳感邦信號(hào)經(jīng)AD轉(zhuǎn)芭換后，由中央處埃理器CPU運(yùn)算懊處理后發(fā)布指令頒，使各步進(jìn)電機(jī)絆運(yùn)轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)儀表安指示功能，由于氨該過(guò)程是全數(shù)字芭化的，因而它不頒僅指示精度高，挨加上合適的軟件暗還能實(shí)現(xiàn)自診斷拜功能。第三種形拌式即是信息管理扒系統(tǒng)，也是國(guó)際氨汽車電子儀表的哀發(fā)展趨勢(shì)。瓣我國(guó)汽車儀表的骯發(fā)展隨汽車工業(yè)敖一道，自50年敖代創(chuàng)業(yè)起步。而藹我國(guó)對(duì)于電動(dòng)汽壩車的研發(fā)，則開(kāi)扒始于20世紀(jì)8鞍0年代，承擔(dān)的澳單位主要是高校哀和科研院所只有斑部分企業(yè)涉足這愛(ài)一領(lǐng)域，大部分般開(kāi)發(fā)的屬于功能跋樣車。目前，市柏場(chǎng)上雖有一部分爸電動(dòng)汽車上市

25、，哀但還需要市場(chǎng)和疤時(shí)間的檢驗(yàn)。因般此，國(guó)內(nèi)的電動(dòng)埃汽車組合儀表的凹開(kāi)發(fā)工作尚處于般起步階段，生產(chǎn)辦與發(fā)展速度緩慢霸，處于電子式和案數(shù)字式相結(jié)合的吧發(fā)展階段，正在暗逐步向全數(shù)字式把方向發(fā)展。頒 般二 控制電路笆的系統(tǒng)設(shè)計(jì)背1 組合儀表的柏總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)霸 懊汽車拜組合儀表通常由鞍以下幾部分組成扳：車速表、里程熬表、轉(zhuǎn)速表、水哀溫表、油量表、頒照明系統(tǒng)、報(bào)警跋指示系統(tǒng)等。本辦設(shè)計(jì)是基于電動(dòng)隘汽車，其絆組合儀表板上主擺要顯示的信息有癌：電機(jī)轉(zhuǎn)速、車班速、行駛的總里耙程和臨時(shí)里程、搬電機(jī)電流、蓄電巴池電壓、荷電狀靶態(tài)以及各種指示阿燈和報(bào)警信號(hào)。柏因而，汽車儀表扮系統(tǒng)由各種信號(hào)凹采集模塊、處理般與控制模

26、塊、驅(qū)凹動(dòng)電路、顯示模盎塊和電源模塊組胺成(各主要功能骯模塊的結(jié)構(gòu)框圖絆如圖2.1所示爸)。其中，采集把模塊負(fù)責(zé)采集電稗動(dòng)車行駛時(shí)所關(guān)敗心的各種工作狀芭態(tài)信息參數(shù)，即扮儀表要顯示的信埃息量；處理與控俺制模塊主要負(fù)責(zé)矮處理經(jīng)過(guò)整形的拔脈沖信號(hào)（車速皚、電機(jī)轉(zhuǎn)速）、捌各種模擬信號(hào)（俺蓄電池電壓、制岸動(dòng)和加速踏板位埃置）（對(duì)于內(nèi)部背沒(méi)有集成A/D頒轉(zhuǎn)換模塊的芯片隘，還要外加相應(yīng)疤的A/D轉(zhuǎn)換模叭塊）以及一些開(kāi)骯關(guān)量信號(hào)（如點(diǎn)跋火信號(hào)、換擋手挨柄位置信號(hào)、組笆合開(kāi)關(guān)信號(hào)等）耙送入到主控芯片唉中，由主控芯片八輸出相應(yīng)的控制芭信息驅(qū)動(dòng)對(duì)應(yīng)的啊電路；驅(qū)動(dòng)電路昂主要完成驅(qū)動(dòng)步傲進(jìn)電機(jī)顯示車速捌、電機(jī)轉(zhuǎn)速，驅(qū)巴

27、動(dòng)LED顯示總哀里程和臨時(shí)里程頒，驅(qū)動(dòng)LCD顯背示電機(jī)電流、蓄隘電池電壓、電流扳和荷電狀態(tài)；顯伴示模塊主要對(duì)采霸集的信息進(jìn)行顯案示；電源模塊則瓣為各模塊和控制襖電路的正常工作把提供電能。 該矮設(shè)計(jì)以Free霸scale公司拜的16位微控制奧器MC9S12搬DG128微主般控制器，通過(guò)各爸種傳感器對(duì)電機(jī)佰轉(zhuǎn)速、車速、制敗動(dòng)踏板和加速踏板板位置信號(hào)等進(jìn)挨行測(cè)量，通過(guò)相八關(guān)的信號(hào)處理電靶路將脈沖信號(hào)、絆模擬信號(hào)和開(kāi)關(guān)拔量信號(hào)送入MC翱9S12DG1八28中進(jìn)行計(jì)算昂和處理，輸出驅(qū)礙動(dòng)步進(jìn)電機(jī)、L笆ED和LCD，隘從而實(shí)現(xiàn)相關(guān)信俺息的藹實(shí)時(shí)顯示。盎 拌 懊圖 2.1 佰 純電動(dòng)車組版合儀表的系統(tǒng)結(jié)靶構(gòu)

28、圖岸2 系統(tǒng)的功能隘和要求扒該設(shè)計(jì)中的汽車澳組合儀表和相應(yīng)笆的控制電路，用翱于顯示和記錄汽爸車行駛過(guò)程中的礙各種狀態(tài)信息，叭具體應(yīng)當(dāng)實(shí)現(xiàn)的頒功能如下：霸 1）以CAN跋通信的方式獲取稗動(dòng)力電池管理系擺統(tǒng)的信息（電池斑的SOC、電池俺電壓和電流）和把電機(jī)電流等信息骯，并傳送給LC啊D屏進(jìn)行顯示；礙 2）用步進(jìn)電叭機(jī)帶動(dòng)表盤指針拌實(shí)時(shí)指示汽車行安駛過(guò)程中的電機(jī)藹轉(zhuǎn)速和車速兩路皚信號(hào)；扳 3）用數(shù)碼管把顯示汽車的總里胺程和臨時(shí)里程。拌其中，累計(jì)總里矮程具有記憶功能板，臨時(shí)里程可以艾被隨時(shí)清零。分皚別選用合適的數(shù)俺碼管位數(shù)來(lái)顯示伴累計(jì)總里程和臨唉時(shí)里程；版4）應(yīng)具有掉電壩保護(hù)功能，以便昂發(fā)生掉電時(shí)能夠

29、鞍及時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行岸存儲(chǔ)。電源掉電埃和上電時(shí)，表頭捌指針可以復(fù)位回版零；礙5）系統(tǒng)電源由版車載蓄電池提供搬12V電源；稗6）根據(jù)車內(nèi)照艾明情況，進(jìn)行儀皚表背光調(diào)節(jié)。同板時(shí)還要指示遠(yuǎn)光板、霧燈、轉(zhuǎn)向等氨信號(hào)。盎7）系統(tǒng)還要求凹有對(duì)電機(jī)的狀態(tài)敖進(jìn)行監(jiān)測(cè)，預(yù)留絆故障診斷接口對(duì)安汽車的故障進(jìn)行搬診斷處理：版8）系統(tǒng)要具有耙一定程度的抗干骯擾能力，因此在懊對(duì)系統(tǒng)的軟件和艾硬件方面進(jìn)行設(shè)拜計(jì)時(shí)應(yīng)當(dāng)充分考哀慮；辦9）系統(tǒng)要有良耙好的兼容性，標(biāo)盎定和檢測(cè)要方便傲。骯3 系統(tǒng)的硬件頒設(shè)計(jì)斑 扮（翱1）微處理器的巴選型芭在汽車電子控制半系統(tǒng)中，微處理暗器接收經(jīng)過(guò)輸入盎處理電路處理的扮信號(hào)，然后計(jì)算哎并控制所需的輸吧

30、出值，按照行駛辦狀況的要求適時(shí)矮地向執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)笆送控制信號(hào)。目捌前，在ECU中壩，所采用的微處哎理器多數(shù)是8位皚和16位的，只敖有極少數(shù)采用3百2 位的。出于哎安裝空間和儀表安板的簡(jiǎn)潔性考慮熬，微處理器的體百積應(yīng)當(dāng)盡量小：伴同時(shí)，對(duì)儀表的胺實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性爸的要求，微處理阿器要有一定的運(yùn)拔算速度和精度。搬本設(shè)計(jì)主要是應(yīng)擺用在電動(dòng)汽車上拜，屬于新型產(chǎn)品按的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用，拌因此對(duì)于汽車上般相關(guān)信息的采集版以及控制等性能靶要求較高，故擬隘采用Frees盎cale公司的捌16位微處理器邦MC9S12D胺G128。MC骯9S12DG1吧28是Free伴scale H暗CS12系列單氨片機(jī)，其主要參拜數(shù)和功能

31、模塊如挨下：128K的礙閃存、8K的挨、的爸、凹個(gè)通道位翱轉(zhuǎn)換器、懊控制器、伴兼容協(xié)議翱以及定時(shí)器/計(jì)跋數(shù)器通道和鍵盤稗中斷、和阿通信接口伴、輸入捕捉、輸跋出比較與扳。氨 芭（2）電源電路矮和掉電保護(hù)電路皚的設(shè)計(jì)罷系統(tǒng)的電源來(lái)自骯汽車上的電瓶，懊而汽車電瓶的電愛(ài)壓是+12V。安本系統(tǒng)需要兩路疤電源供電：12奧V電源和5V電搬源。12V主要皚用來(lái)為一般的各捌種信號(hào)指示燈和凹報(bào)警燈以及背光擺燈提供電源，5罷V電源主要對(duì)微矮處理器及一些外疤圍電路和功能芯班片（如LED數(shù)邦碼管顯示、LC背D液晶顯示、步骯進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片伴等）供電。因此唉，為了獲得所需安的+5V電源，半需要采用電源轉(zhuǎn)拔換芯片進(jìn)行電平艾轉(zhuǎn)

32、換得到。本設(shè)八計(jì)中，選用的電哀源轉(zhuǎn)換芯片為L(zhǎng)吧M2940，其邦輸入電壓的范圍靶為6.25V爸=VIN=2懊6V，輸出電壓靶的精度較高，誤疤差在5%以內(nèi)，艾穩(wěn)定性好。該芯奧片具有反向電源盎保護(hù)功能、限制哀內(nèi)部短路電流以爸及產(chǎn)品的增強(qiáng)型胺測(cè)試功能；電源芭電路的硬件電路斑圖如下圖2.2哀所示：輸出電壓頒為5V。此外，矮為了降低輸出電按壓的紋波和EM把I噪聲，電路也愛(ài)可附加相關(guān)的處絆理模塊，進(jìn)行濾藹波和抗干擾處理岸。笆 埃 圖 2.2 笆 電源八電路頒圖中的二極管D伴11的作用是防疤止輸入電壓接反癌，對(duì)電路起反向哀保護(hù)作用；穩(wěn)壓皚二極管對(duì)電路進(jìn)澳行過(guò)壓保護(hù)；電矮解電容對(duì)輸出的罷電壓進(jìn)行濾波。隘為了防止

33、系統(tǒng)在案正常工作時(shí)，由胺于電源和其他故襖障而導(dǎo)致電路突艾然斷電，使得系拜統(tǒng)來(lái)不及保存相巴關(guān)的數(shù)據(jù)而導(dǎo)致敖數(shù)據(jù)丟失。因此辦，需要附加掉電礙保護(hù)電路，使得昂掉電時(shí)能及時(shí)存半儲(chǔ)里程信息，同罷時(shí)車速表、轉(zhuǎn)速霸表的指針回零。霸為此，電源的輸懊入端必須接入較扮大容量的電容，哀可以使用一個(gè)1笆000uF的電巴解電容，也可以版使用兩個(gè)470皚uF的電解電容俺。本設(shè)計(jì)采用兩巴個(gè)470uF的班電解電容，電源耙斷開(kāi)時(shí)會(huì)在單片拔機(jī)的一個(gè)引腳產(chǎn)挨生一個(gè)外部中斷癌信號(hào)，大的電容罷可以維持單片機(jī)昂電源足夠長(zhǎng)的時(shí)捌間，使得單片機(jī)胺可以完成內(nèi)部數(shù)翱據(jù)的存儲(chǔ)和外部八中斷服務(wù)程序。疤本設(shè)計(jì)擬采用M耙C34064電艾壓監(jiān)控芯片，該絆

34、芯片的功能是：昂系統(tǒng)正常工作期笆間，當(dāng)電源電壓皚突然由高電壓下愛(ài)降到足夠低的電吧壓時(shí)，可產(chǎn)生一氨個(gè)復(fù)位信號(hào)，將哀此復(fù)位信號(hào)作為板外部中斷信號(hào)接扮入單片機(jī)引腳，阿觸發(fā)單片機(jī)的外版部中斷引腳產(chǎn)生八中斷，進(jìn)行轉(zhuǎn)入皚中斷服務(wù)程序進(jìn)白行相關(guān)的處理。邦它與單片機(jī)的接八口電路圖如下所百示：板 稗 圖 2安.3 MC3柏4064的電壓礙監(jiān)控電路工作圖骯由以上分析可知絆，掉電保護(hù)電路拜圖如下圖所示：胺 按 斑 絆 安 唉圖 2.4 岸 掉電保護(hù)電壩路鞍（3）輸入脈沖按信號(hào)調(diào)理電路的扮設(shè)計(jì)爸車速信號(hào)和轉(zhuǎn)速罷信號(hào)是通過(guò)傳感奧器從汽車電動(dòng)機(jī)盎和車輪相關(guān)位置白取出。多以非接罷觸方式獲取。如埃用霍爾、電渦流案等傳感器獲取

35、，骯本設(shè)計(jì)所對(duì)應(yīng)的板傳感器類型為霍擺爾傳感器，車輪伴每旋轉(zhuǎn)一周將會(huì)半產(chǎn)生一個(gè)脈沖。岸來(lái)自傳感器的脈襖沖信號(hào)輸入到單扒片機(jī)定時(shí)器模塊班的管腳，使用輸捌入捕捉功能，為敗改善波形，在輸柏入捕捉管腳外增礙加處理電路。包艾括車速脈沖信號(hào)盎和轉(zhuǎn)速脈沖信號(hào)擺處理。其調(diào)理電版路圖如圖2.3拌所示：矮 扮 扮 哀 艾圖 2.5 按 車速、電機(jī)邦轉(zhuǎn)速信號(hào)調(diào)理電靶路捌由圖可知，當(dāng)車皚速、電機(jī)轉(zhuǎn)速的扒輸入信號(hào)為低電艾平時(shí)，D29、盎D30兩個(gè)二極敖管導(dǎo)通，則單片版機(jī)接收到的為低敗電平；當(dāng)車速、吧電機(jī)轉(zhuǎn)速輸入信叭號(hào)為12V高電阿平時(shí)，此時(shí)D2礙9、D30兩個(gè)把二級(jí)管截止，此唉時(shí)單片機(jī)接收到熬的電平信號(hào)為電奧阻R23、R

36、2案6上的分壓，即襖：芭V=罷Vin * R案23/(R21疤+R22+R2安3)=12V 八* 47/(1安0+60+47跋)=4.82V八為高電平，從而鞍將車速及電機(jī)轉(zhuǎn)按速信號(hào)轉(zhuǎn)換成單俺片機(jī)所能識(shí)別的扳邏輯電平信號(hào)。板同時(shí)，此設(shè)計(jì)可把對(duì)干擾信號(hào)起到搬較好的抑制作用岸。案（4）步進(jìn)電機(jī)耙驅(qū)動(dòng)模塊的設(shè)計(jì)埃步進(jìn)電機(jī)是一個(gè)拌將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)凹換為角位移或線拌位移的機(jī)電式數(shù)安模轉(zhuǎn)換器，步進(jìn)靶電機(jī)的工作原理隘是建立在被勵(lì)磁笆的定子電磁鐵吸斑引可選轉(zhuǎn)的銜鐵愛(ài)產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩而旋轉(zhuǎn)耙，即靠磁鐵引力笆作用把電磁能轉(zhuǎn)白換成機(jī)械角位移耙f211。在非傲超載的情況下，凹電機(jī)的轉(zhuǎn)速、停凹止的位置只取決靶于脈沖信號(hào)的頻柏率和脈

37、沖數(shù)，而藹不受負(fù)載變化的敗影響，即給電機(jī)隘加一個(gè)脈沖信號(hào)八，電機(jī)則轉(zhuǎn)過(guò)一瓣個(gè)步距角。脈沖罷的個(gè)數(shù)決定了轉(zhuǎn)吧角的大小，而脈叭沖的頻率決定了霸電機(jī)的轉(zhuǎn)速。這佰一線性關(guān)系的存巴在，加上步迸電骯機(jī)只有周期性的斑誤差而無(wú)累積誤罷差等特點(diǎn)。使得扳在速度、位置等隘控制領(lǐng)域用步進(jìn)壩電機(jī)來(lái)控制變的板非常的簡(jiǎn)單。一爸般步進(jìn)電機(jī)可分按為二相、三相、叭四相和六相。霸該模塊以儀表指昂針的形式動(dòng)態(tài)地巴向駕駛員提供車骯輛運(yùn)行時(shí)的兩個(gè)敖重要參數(shù)：車速辦和電機(jī)轉(zhuǎn)速，使唉信息的顯示更加百直觀、具體。因礙此，該模塊能否版準(zhǔn)確穩(wěn)定地工作壩關(guān)系到汽車儀表擺盤的整體性能。伴本設(shè)計(jì)采用偉力巴驅(qū)動(dòng)技術(shù)有限公板司的VID66翱-06步進(jìn)電機(jī)搬

38、驅(qū)動(dòng)芯片和汽車昂儀表用步進(jìn)電機(jī)班VID29-0俺5。 VID叭66-06是一巴款專為驅(qū)動(dòng)步進(jìn)礙電機(jī)而設(shè)計(jì)的C凹MOS集成電路班，每個(gè)驅(qū)動(dòng)芯片辦可同時(shí)驅(qū)動(dòng)四路傲電機(jī)。在驅(qū)動(dòng)芯白片的頻率控制端懊輸入脈沖序列F皚(scx)，輸邦出端可以控制步澳進(jìn)電機(jī)的輸出軸爸以微步轉(zhuǎn)動(dòng)，每半個(gè)脈沖對(duì)應(yīng)電機(jī)拜輸出軸轉(zhuǎn)動(dòng)1/鞍12度，最大角柏速度可達(dá)600癌度/s。該產(chǎn)品澳適用于相位差為巴60 度的兩相昂永磁儀表步進(jìn)電耙機(jī)。其特點(diǎn)有：板以微步驅(qū)動(dòng)；簡(jiǎn)愛(ài)單易用，每個(gè)電拜機(jī)只需速度F(案scx)和方向拜（CW/CCW暗）兩個(gè)控制端；柏所有輸入腳都有鞍干擾過(guò)濾器；款邦工作電壓；低電白磁干擾輻射。 般 VID29-鞍05步進(jìn)電

39、機(jī)是阿偉力公司的VI佰D系列步進(jìn)電機(jī)班，其可以工作于阿5芭叭10V的脈沖下頒，最大消耗電流半為20mA，內(nèi)啊置減速比180百/1的齒輪系，叭輸出軸的步距角跋最小為112捌 度，最大角速白度為600度/搬s，其一個(gè)整步巴的步距角為18拔0 度，每一個(gè)班整步分為3個(gè)分阿步，其微步的工霸作方式將每一分懊步再細(xì)分成四步吧走完，即將電機(jī)案每相繞組的電流辦分為四個(gè)臺(tái)階投熬入或切斷。每一暗個(gè)微步的步距角芭為15度，繞組岸的電流波形為一壩正弦階梯波澳。搬可采用分步模式扒或微步模式驅(qū)動(dòng)埃。礙它具有如下優(yōu)勢(shì)壩：精密微步技術(shù)跋、旋轉(zhuǎn)平穩(wěn)精確拜、低功耗、寬工胺作電壓、動(dòng)靜扭拌力強(qiáng)勁、降噪抗芭震性能好和較好安的環(huán)境適應(yīng)

40、性。拜由于其布距角很艾小，因此可以將礙數(shù)字信號(hào)很準(zhǔn)確矮地轉(zhuǎn)為模擬的顯矮示輸出，但同時(shí)巴，微小的脈沖干安擾很容易引起儀笆表指針的抖動(dòng)，盎因而如何防抖使壩電機(jī)正常穩(wěn)定地班工作，成了此設(shè)愛(ài)計(jì)的一個(gè)難點(diǎn)。版為此，可以推薦敖采用兩點(diǎn)技術(shù)：邦 第一：把在信號(hào)的輸入端骯增加了防抖技術(shù)凹，并上挨22胺把F熬和頒0.1昂搬F隘的電容。班 第二：般在信號(hào)的輸出端啊增加防抖技術(shù)，敗在步進(jìn)電機(jī)的四扮個(gè)引腳并上四個(gè)百0.1襖吧F 唉的電容。皚從而可使信號(hào)的矮輸入端和輸出端案進(jìn)行濾波，防止阿外部干擾，保證傲信號(hào)能準(zhǔn)確穩(wěn)定扒的傳輸。案該步進(jìn)電機(jī)驅(qū)矮動(dòng)芯片的應(yīng)用原敗理圖如下所示：叭埃圖 2.6 氨 VID66-昂06的典型應(yīng)

41、用昂原理圖八 埃由于本設(shè)計(jì)中只芭采用兩路步進(jìn)電伴機(jī)，故只需選擇藹其中的兩個(gè)來(lái)顯唉示汽車的車速和哎電機(jī)轉(zhuǎn)速，本設(shè)按計(jì)擬采用A、C霸兩個(gè)端口驅(qū)動(dòng)步耙進(jìn)電機(jī)。百（5） LED奧驅(qū)動(dòng)模塊的電路跋設(shè)計(jì)柏 LED因其體壩積小、耗電量低哎、使用壽命長(zhǎng)、稗亮度高、熱量低啊和環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，挨被廣泛應(yīng)用于許拜多領(lǐng)域。并聯(lián)L案ED工作方式因背其在電源功率應(yīng)哎用方面效率較低伴，且其中任何一八個(gè)LED發(fā)生故笆障，都不會(huì)影響按其他LED的正疤常工作，所以可骯以獲得高穩(wěn)定性傲。本系統(tǒng)擬采用白8位8段LED藹數(shù)碼管來(lái)顯示汽百車行駛時(shí)的總里頒程和臨時(shí)里程信耙息。其中前五位伴顯示總里程信息靶，后三位顯示臨襖時(shí)里程信息。襖本設(shè)計(jì)采用

42、MA背X7219/7跋221 LED八顯示驅(qū)動(dòng)芯片驅(qū)搬動(dòng)數(shù)碼管進(jìn)行顯白示。MAX72凹21采用3線串氨口傳送數(shù)據(jù)，占搬用資源少且硬件拌簡(jiǎn)單，只需一個(gè)扒外部電阻既可以芭方便的調(diào)節(jié)LE柏D的亮度（本設(shè)熬計(jì)采用固定阻值笆電阻）；可以靈凹活地選擇顯示器熬的個(gè)數(shù)；用戶自百己可以根據(jù)情況百，選擇進(jìn)行譯碼扒顯示或不譯碼顯熬示；內(nèi)含硬件動(dòng)埃態(tài)掃描控制，可扮設(shè)置低功耗停機(jī)百方式。其工作原半理如下圖所示：按SEGA-SE昂GG和DP分別耙為L(zhǎng)ED七段驅(qū)扮動(dòng)器線和小數(shù)點(diǎn)藹線，供給顯示器襖源電流；DIG版0-DIG7為辦8位數(shù)字驅(qū)動(dòng)線百，輸出位選信號(hào)拔。DIN是串行鞍數(shù)據(jù)輸入端。在矮CLK的上升沿胺，一位數(shù)據(jù)被加扳載

43、到內(nèi)部16位胺移位寄存器中，爸CLK最高頻率襖可達(dá)10MHZ隘，在輸入時(shí)鐘的礙每個(gè)上升沿均有八一位數(shù)據(jù)由DI扳N端移入到內(nèi)部搬寄存器中；LO挨AD用來(lái)裝載數(shù)罷據(jù)，在LOAD俺的上升沿，16啊位串行數(shù)據(jù)被鎖伴存到數(shù)據(jù)或控制伴寄存器中，LO胺AD必須在第1疤6個(gè)時(shí)鐘上升沿耙的同時(shí)或之后，百在下一個(gè)時(shí)鐘上熬升沿之前變高，搬否則數(shù)據(jù)將會(huì)丟俺失。其應(yīng)用電路挨圖如下圖所示：皚 邦 擺圖 2.7 罷 MAX721盎9/7221的拌典型應(yīng)用電路笆 愛(ài)由驅(qū)動(dòng)芯片MA礙X7219/7爸221的應(yīng)用原捌理圖，設(shè)計(jì)的L疤ED驅(qū)動(dòng)電路圖稗如下圖所示： 靶 傲 翱圖 2.8 胺 LE頒D驅(qū)動(dòng)電路傲（6）LCD驅(qū)敗動(dòng)模塊的

44、電路設(shè)擺計(jì)拜 艾LCD 液晶顯爸示器是 Liq艾uid Cry哀stal Di翱splay 的般簡(jiǎn)稱，LCD 拔的構(gòu)造是在兩片拌平行的玻璃當(dāng)中胺放置液態(tài)的晶體柏，兩片玻璃中間啊有許多垂直和水靶平的細(xì)小電線，皚透過(guò)通電與否來(lái)隘控制桿狀水晶分傲子改變方向，將挨光線折射出來(lái)產(chǎn)芭生畫面。液晶是搬一種介于固體與胺液體之間，具有吧規(guī)則性分子排列跋的有機(jī)化合物。奧在不同電流電場(chǎng)澳作用下，液晶分扒子會(huì)做規(guī)則旋轉(zhuǎn)鞍90度排列，產(chǎn)瓣生透光度的差別巴，如此在電源O百N/OFF下產(chǎn)埃生明暗的區(qū)別，盎依此原理控制每扮個(gè)像素，便可構(gòu)吧成所需圖像。液挨晶因其低壓微功昂耗、顯示的信息扳量大、為被動(dòng)顯哎示型、易于彩色吧化等優(yōu)點(diǎn)

45、，而被按廣泛應(yīng)用作一種笆顯示工具。矮本設(shè)計(jì)中，利用隘液晶主要來(lái)顯示絆電機(jī)電流、蓄電扮池電壓、電流和哀荷電狀態(tài)信息。瓣由于顯示的信息絆量較少，故采用芭較小的LCD點(diǎn)藹陣式顯示屏（如盎要顯示其他的信跋息，可適當(dāng)增加埃點(diǎn)陣式LCD的佰行、列數(shù)）。昂綜合考慮，本設(shè)拜計(jì)擬采用HT1癌621B LC佰D驅(qū)動(dòng)器和相應(yīng)藹的LCD顯示屏吧。HT1621礙B是32x 4安點(diǎn)、內(nèi)存映像和半多功能的LCD伴驅(qū)動(dòng)器。HT1藹621B內(nèi)嵌2俺56KHzRC暗振蕩器、可外接稗32KHz晶片搬和256KHz岸頻率源輸入，內(nèi)拜嵌時(shí)基發(fā)生器和凹看門狗定時(shí)器、癌節(jié)電命令下可降疤低功耗。同時(shí)，百HT1621B艾的軟件配置特性矮、可以

46、配置成1哎/2或1/3的隘LCD驅(qū)動(dòng)器偏吧壓和2、3、和懊4個(gè)公共端口，俺這使它適用于多壩種LCD應(yīng)用場(chǎng)霸合，包括LCD捌模塊和顯示子系稗統(tǒng)。HT162柏1B的內(nèi)部結(jié)構(gòu)藹和引腳圖如下圖按所示：八 吧 埃 罷 圖 骯2.9 爸HT1621B擺的方框圖巴微處理器與HT八1621B驅(qū)動(dòng)稗芯片之間采用S邦PI串行通信技?jí)涡g(shù)，利用串行接瓣口技術(shù)簡(jiǎn)化了模般塊和微處理器間搬的布線，大大提佰高了模塊和儀表捌系統(tǒng)的線束和數(shù)胺據(jù)傳輸?shù)目煽啃詳?，同時(shí)降低了成佰本。此方案，對(duì)爸于液晶生產(chǎn)廠家班的設(shè)計(jì)和工藝有板一定的促進(jìn)。由背于采用接口技術(shù)搬，使得汽車組合敖儀表使用液晶面半板顯示的技術(shù)方懊案，克服了汽車襖儀表運(yùn)用液晶驅(qū)

47、瓣動(dòng)技術(shù)中遇到的唉布線困難、可靠傲性低和壽命低等柏一系列缺陷。串巴行通信技術(shù)（S罷PI）的合理應(yīng)捌用可以降低部件頒（整車）線束復(fù)捌雜度，提高可靠骯性和工藝性。由伴于采用了模塊化鞍技術(shù)、串行接口疤等技術(shù)和工藝，絆液晶模塊的綜合翱技術(shù)優(yōu)勢(shì)非常明按顯，可作為高檔骯的配置方案在汽背車行業(yè)內(nèi)得到一胺定程度的應(yīng)用。傲本設(shè)計(jì)該模塊的笆電路圖如下所示案：頒 芭 圖 2.10隘 LCD驅(qū)疤動(dòng)顯示電路壩（7） CAN鞍通信模塊的電路板設(shè)計(jì)案 叭CAN頒把Control癌ler Are扳a Netwo罷rk 襖巴是20 世紀(jì)B愛(ài)OSCH 公司爸開(kāi)發(fā)的解決現(xiàn)代矮汽車眾多的控制絆單元、測(cè)試儀器拌之間的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)敗交換而開(kāi)

48、發(fā)的一扮種串行數(shù)據(jù)通訊扳協(xié)議，是一種支翱持分布、實(shí)時(shí)控案制的串行通信總懊線網(wǎng)絡(luò)，其基礎(chǔ)哎是無(wú)破壞性仲裁耙機(jī)制，使得總線扳能以最高優(yōu)先權(quán)罷訪問(wèn)報(bào)文而沒(méi)有藹任何延時(shí)。其最背大傳輸速率可以阿達(dá)到lMbps礙(40m)澳。由于CAN 板總線卓越的特性礙、極高的可靠性吧和獨(dú)特的設(shè)計(jì)，按適合工業(yè)設(shè)備內(nèi)叭的模塊間數(shù)據(jù)互耙連。因此在機(jī)器盎人內(nèi)部各模塊（絆通信模塊、主控藹制模塊、運(yùn)動(dòng)控熬制模塊、導(dǎo)航模芭塊、環(huán)境監(jiān)測(cè)模皚塊等）之間設(shè)計(jì)盎采用CAN 總癌線通信。白CAN屬于總線翱形式串行通信網(wǎng)暗絡(luò)，采用了許多佰新技術(shù)及獨(dú)特的矮設(shè)計(jì)。CAN邦總線的數(shù)據(jù)通信礙具有高穩(wěn)定性、罷高靈活性、高可岸靠性的特點(diǎn)。一捌個(gè)由CAN總

49、線搬構(gòu)成的單一網(wǎng)絡(luò)八中，理論上可以佰掛無(wú)數(shù)個(gè)節(jié)點(diǎn)。頒實(shí)際應(yīng)用中，節(jié)懊點(diǎn)數(shù)目受網(wǎng)絡(luò)硬埃件的電器特性所皚限制。拔CAN 哀總線有很多特性案：哎 采用了骯雙線差分信號(hào)。背通信協(xié)議本身對(duì)般節(jié)點(diǎn)的數(shù)量沒(méi)有藹限制，而且總線八上節(jié)點(diǎn)的數(shù)量可擺以動(dòng)態(tài)改變。班 廣播發(fā)吧送報(bào)文的形式，扮即報(bào)文可以被所鞍有的節(jié)點(diǎn)同時(shí)接叭收。啊 多主站挨結(jié)構(gòu)，各節(jié)點(diǎn)平柏等，優(yōu)先權(quán)由報(bào)瓣文盎ID 昂所決定。癌 每個(gè)報(bào)芭文的內(nèi)容通過(guò)標(biāo)擺識(shí)符，標(biāo)識(shí)符在班網(wǎng)絡(luò)中是唯一的矮。伴 具有一稗套復(fù)雜的錯(cuò)誤檢骯測(cè)與錯(cuò)誤處理機(jī)藹制，如爸CRC背檢測(cè)、接口的抗矮電磁干擾、錯(cuò)誤哀報(bào)文的自動(dòng)重發(fā)凹、臨時(shí)錯(cuò)誤的恢矮復(fù)以及永久錯(cuò)誤翱的關(guān)閉。八 采用了挨雙絞線作為

50、總線翱介質(zhì)，傳輸速率翱可達(dá)奧1Mbps,把總線長(zhǎng)度靶=40 拔米。叭 采用了擺NRZ 俺與位填充的位編絆碼方式，減小了按報(bào)文的誤碼率。癌系統(tǒng)內(nèi) 絆CAN 凹總線結(jié)構(gòu)拓?fù)鋱D艾：暗 頒 岸 圖 2.11愛(ài) CAN總線邦結(jié)構(gòu)拓?fù)鋱D翱 皚 柏對(duì)于本設(shè)計(jì)，由挨于所選取的微處鞍理器MC9S1擺2DG128內(nèi)挨部集成了3個(gè)C藹AN模塊，符合愛(ài)CAN2.0A佰/B協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，百故外圍只需連接版CAN收發(fā)器即隘可。本設(shè)計(jì)擬采骯用高速CAN收唉發(fā)器MCP25叭51.MCP2艾551是一個(gè)可矮容錯(cuò)的高速CA巴N器件，可作為埃CAN協(xié)議控制稗器和物理總線接半口。MCP25頒51可為CAN傲協(xié)議控制器提供艾差分收發(fā)能力，

51、艾它完全符合IS安O-11898鞍標(biāo)準(zhǔn)，包括能滿拜足24V電壓要佰求。它的工作速把率高達(dá)1耙 Mbps.它哀還具有上電復(fù)位昂和電壓事件欠壓拜保護(hù)、自動(dòng)檢測(cè)襖TXD輸入端的埃接地錯(cuò)誤功能，鞍可連接的節(jié)點(diǎn)數(shù)拜高達(dá)112個(gè)，吧未上電的節(jié)點(diǎn)和叭欠壓保護(hù)不會(huì)影瓣響CAN總線，安采用差分總線、霸具有很強(qiáng)的抗噪柏特性。其內(nèi)部結(jié)擺構(gòu)框圖和測(cè)試電奧路如下所示：敖圖 2.12扒 MCP扮2551的內(nèi)部阿結(jié)構(gòu)框圖罷圖 2.13 吧 MCP25奧51的測(cè)試電路芭 由MC9S1艾2DG128和岸MCP2551斑的結(jié)構(gòu)和電氣特案性可知，CAN拔通信模塊的電路岸圖可按照下圖所挨示進(jìn)行設(shè)計(jì)：挨 耙 半 拌 鞍 艾 芭圖 2.

52、14 盎 CAN通信模八塊的電路拔（8）故障診斷版電路的設(shè)計(jì)扳 扳隨著電子技術(shù)的靶發(fā)展，大量電控柏單元在車輛上使扮用，這一方面使癌得汽車的使用性版能有所提高，另胺一方面也使得檢叭測(cè)和維護(hù)越來(lái)越澳復(fù)雜。若不能及版時(shí)有效的檢測(cè)出壩汽車上的故障，背汽車的性能將會(huì)八惡化，使用壽命癌將會(huì)降低，同時(shí)襖對(duì)行駛的安全性柏和舒適性帶來(lái)一拔定的影響。車輛爸故障診斷就是順爸應(yīng)這種形式的要半求出現(xiàn)的，診斷扒設(shè)備一般通過(guò)專扮用診斷接口與車安輛總線進(jìn)行數(shù)據(jù)鞍交換。診斷設(shè)備伴由第三方開(kāi)發(fā)，疤并符合SAE標(biāo)骯準(zhǔn)規(guī)定，診斷口板主要完成診斷設(shè)板備與車輛ECU昂通訊信號(hào)轉(zhuǎn)換。熬由于車輛使用環(huán)百境的特殊性，通埃常ECU的標(biāo)準(zhǔn)跋串行通

53、訊口不能捌滿足使用要求。骯為此，本設(shè)計(jì)擬疤在電控ECU的吧基礎(chǔ)上，在電控板系統(tǒng)診斷平臺(tái)上頒，對(duì)汽車進(jìn)行故扒障診斷。根據(jù)S拔AE規(guī)定的OB白D標(biāo)準(zhǔn)，車輛行版業(yè)使用K、L線瓣制進(jìn)行診斷或標(biāo)拜定。通過(guò)K線對(duì)愛(ài)某個(gè)控制單元進(jìn)啊行查詢，通過(guò)K巴線、測(cè)試儀和控稗制單元可進(jìn)行數(shù)拔據(jù)交換，即通過(guò)絆K線數(shù)據(jù)被雙向扮傳送。最近生產(chǎn)半的車上都裝有K奧線。而L線則是案用來(lái)對(duì)控制單元伴進(jìn)行查詢的導(dǎo)線暗，此線在目前生傲產(chǎn)的車輛中已不邦存在。同時(shí)，由擺于串口的普及，拜K線實(shí)現(xiàn)起來(lái)更哀容易。而邏輯電艾平的改變，只需拜要轉(zhuǎn)換電路。因巴此，本系統(tǒng)采用敗K線的通信方式柏。由于K線只是癌一根線，PC機(jī)辦與控制單元都要扒向?qū)Ψ桨l(fā)出信息

54、艾，故為半雙工串壩行通訊。愛(ài)K線通訊主要有拌以下特點(diǎn)：白1）工作電壓范柏圍伴8 V按靶18 V;愛(ài)2）使用環(huán)境溫八度為皚- 40 班霸擺125 般把;伴3）與單片機(jī)頒CMOS 半電平無(wú)縫連接鞍;挨4）具有對(duì)地線哎短路保護(hù)敖;版5）最大傳輸速扒率超過(guò)哀50 K;拔6）支持大電流敖;耙7）抗扒8. 0 kV埃 懊靜電保護(hù)懊;挨8）工作時(shí)電源霸電壓無(wú)電流輸出唉。昂9）雙方采用半唉雙工異步串行通叭訊白為了保證準(zhǔn)確、頒可靠數(shù)據(jù)通信，辦ECU和K線必拌須都有正確的電柏平，由于K線電佰平和常用的串口傲電平不一致。因霸此，必須設(shè)計(jì)專俺門的K線接口電拌路，以滿足車輛礙K線診斷的要求伴，常用的MC3傲3290與M

55、C白U的接口電路如斑下圖所示：熬 癌 皚 圖 板2.15 稗電控單元與K線芭接口電路佰一般情況下，采礙用上圖MC33拔290接口芯片俺對(duì)汽車進(jìn)行進(jìn)行半故障診斷。本設(shè)絆計(jì)借鑒了MC3傲3290的接口隘電路，采用TL板E6258接口靶芯片對(duì)汽車進(jìn)行半故障診斷。單線壩收發(fā)器TLE6唉258在協(xié)議控八制器和物理總線擺之間起到接口的扳作用，它特別適半合在汽車LIN安系統(tǒng)中驅(qū)動(dòng)總線暗，而且它可以被愛(ài)用在標(biāo)準(zhǔn)的IS版O9141系統(tǒng)矮當(dāng)中。T辦l安E6258提供唉一種等待模式，把它可以降低電流矮消耗；一個(gè)由總罷線信息所引起的叭喚醒狀態(tài)將使R懊xD引腳輸出低佰電平，直到設(shè)備埃轉(zhuǎn)換到正常工作按模式。TLE6搬25

56、8-2是專愛(ài)門為承受汽車使暗用時(shí)的惡劣條件藹而設(shè)計(jì)的。它具疤有以下特點(diǎn)：氨1）單線收發(fā)器罷，適用于LIN凹協(xié)議；埃2）與LIN協(xié)按議1.2,1.絆3和2.0兼容伴；斑3）與ISO9凹141功能相兼稗容；壩4）數(shù)據(jù)傳送速吧率可以達(dá)到20芭K；般5）在等待模式伴下，有很低的電邦流消耗；靶6）來(lái)自總線的艾喚醒功能；八7）對(duì)地和電源案的短路保護(hù)；佰8）過(guò)溫保護(hù)功壩能。矮其進(jìn)行故障診斷皚的原理圖如圖2把.16所示：暗 骯 拔 八 襖 斑 霸 扳圖 2.16 罷 故障診斷原礙理電路骯由上述可得，故哎障診斷電路如下吧所示：拔 邦 皚 扒 般 擺圖 2.17 敗 故障診斷電白路鞍4 系統(tǒng)的軟件安設(shè)計(jì)藹（1）

57、軟件開(kāi)扒發(fā)工具介紹霸本設(shè)計(jì)采用的是拔Freesca八le公司的Co半deWarri芭or軟件，Co瓣deWarri案or Deve礙lopment熬 Studio鞍（開(kāi)發(fā)工作室）板是完整的用于編埃程應(yīng)用中硬件b拜ring-up藹的集成開(kāi)發(fā)環(huán)境凹。 采用Cod挨eWarrio靶r IDE，開(kāi)拜發(fā)人員可以得益阿于采用各種處理版器和平臺(tái)（從M般otorola百到TI到Int耙el）間的通用般功能性。斑CodeWar襖rior包括構(gòu)澳建平臺(tái)和應(yīng)用所按必需的所有主要百工具 - ID班E、編譯器、調(diào)辦試器、編輯器、爸鏈接器、匯編程耙序等，滿足大多稗數(shù)嵌入式開(kāi)發(fā)項(xiàng)瓣目的工具需要。襖另外，Code稗Warri

58、or藹 IDE支持開(kāi)哎發(fā)人員插入他們靶所喜愛(ài)的工具。皚它是一個(gè)單一的耙開(kāi)發(fā)環(huán)境，在每岸一個(gè)所支持的平耙臺(tái)上，性能及使斑用均是相同的。搬在CodeWa哎rrior I佰DE開(kāi)發(fā)平臺(tái)下吧進(jìn)行微處理器的案選型和相關(guān)接口跋的定義（本設(shè)計(jì)氨采用HCS12斑系列CPU），巴經(jīng)過(guò)編譯和鏈接啊后，即可生成項(xiàng)辦目文件，從而進(jìn)盎行軟件程序的編皚寫，最終生成可敗執(zhí)行文件。然后邦使用BDM和P熬&E來(lái)下載程序爸，把編譯好的程版序下載到單片機(jī)挨里調(diào)試運(yùn)行，檢矮驗(yàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果并進(jìn)伴行論證。班（2） 系統(tǒng)軟跋件的總體設(shè)計(jì)思啊路伴系統(tǒng)程序有主程白序和子程序。主爸程序顯示整個(gè)系敖統(tǒng)的算法流程；熬子程序負(fù)責(zé)各個(gè)爸功能模塊的顯示伴和驅(qū)

59、動(dòng)。程序的版設(shè)計(jì)應(yīng)按照軟件絆工程的相關(guān)規(guī)則敗和步驟來(lái)實(shí)現(xiàn)的瓣，采用結(jié)構(gòu)化、哎模塊化的程序設(shè)哎計(jì)方法，對(duì)整體骯功能進(jìn)行劃分，般確定主從程序的半模塊組成以及這吧些模塊之間的聯(lián)辦系，明確各個(gè)模巴塊的功能、處理奧過(guò)程和數(shù)據(jù)流等拜。芭本設(shè)計(jì)中軟件部板分的應(yīng)實(shí)現(xiàn)的主叭要功能有：車速半、電機(jī)轉(zhuǎn)速脈沖霸信號(hào)的采集，駕扒駛踏板、制動(dòng)踏艾板位置和背光調(diào)俺節(jié)等模擬信號(hào)的埃采集，檔位、電搬機(jī)故障、門開(kāi)報(bào)暗警等開(kāi)關(guān)信號(hào)的藹采集和處理，步按進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，L八ED的驅(qū)動(dòng)顯示伴和LCD的驅(qū)動(dòng)扳顯示等。所用到笆的單片機(jī)模塊有斑：A/D轉(zhuǎn)換模懊塊、ECT模塊愛(ài)、PWM模塊、盎模塊、定哀時(shí)器/計(jì)數(shù)器模熬塊、SPI模塊搬和通信模鞍塊等

60、。般微處理器的相關(guān)擺模塊和引腳在主般程序文件生成時(shí)敗，就已經(jīng)由軟件柏初始化了，包含把在 PE_lo吧w_level骯_init()按；中，因此只需岸要將微處理器和鞍一些外圍驅(qū)動(dòng)芯八片的初始化放在藹main函數(shù)的凹for循環(huán)之前板進(jìn)行。對(duì)各驅(qū)動(dòng)罷芯片的子程序，拜如里程信息的讀百取、發(fā)送和顯示氨；SPI發(fā)送臨阿時(shí)里程信息和L俺CD顯示信息；笆SCI查詢、收吧發(fā)汽車的故障信傲息；A/D轉(zhuǎn)換稗，輸入輸出口的隘控制；總里程信板息的Flash隘擦寫程序；車速把信息的捕獲、步巴進(jìn)電機(jī)的步進(jìn)的版脈沖計(jì)數(shù)、CA拌N通信的定時(shí)發(fā)昂送以及掉電時(shí)總芭里程信息及時(shí)存爸儲(chǔ)，則采用中斷哎處理程序來(lái)實(shí)現(xiàn)跋，分別在相應(yīng)的傲中斷