專利名稱：用于機動車的電子里程表的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種汽車儀表，具體涉及一種用于機動車的電子里程表。
技術背景汽車儀表是為駕駛員提供所需的汽車運行參數、故障、里程等信息，是每 一輛汽車必不可少的部件。目前使用的汽車電子儀表采用單片微型計算機控制 步進電枳4幾芯，具有體極小、功能強、安全可靠、實用性強等特點。可根據安 裝空間的要求靈活設計。由于采用微型單片計算機來控制，可以充分利用計算 機軟件的靈活性，實現儀表的各種特殊功能，滿足各種輸入信號處理的要求， 使得電子儀表的適用性和實用性大大的加強。汽車儀表中的里程表主要用于指 示汽車的行駛速度和行駛過的里程數。在目前所使用的單片控制的里程表電路 中，不能隔離外部供電高壓電源和低壓信號，容易使外部高壓燒壞后極低壓電 路。單片機控制的里程表其控制電路結構復雜，生產成本較高。在儀表出廠前的參數調試時，需要用一臺電腦連接里程表的RS232串口進行儀表參數設置，調試過程中調試人員的勞動強度較大，并且調試過程復雜。發明內容本實用新型的目的是提供一種用于機動車的電子里程表，它可以用于測量 汽車里程，同時顯示汽車運行的時速，現場調試車速及里程參數方便、簡單， 可以隔離外部供電高壓電源和低壓信號，防止外部高壓燒壞后極低壓電路，成 本低的優點。本實用新型的目的是這樣來實現的顯示汽車里程數據的LCD顯示器與微 控制器的汽車里程數據輸出端連接，步進電機通過電機驅動裝置與微控制器的 汽車速度數據輸出端連接，微控制器的參數鍵入端與鍵盤接口電路連接，用于 設置汽車里程表及車速表參數，具有高壓隔離電路的輸入信號處理器接收來自 于汽車的速度信號，并將該速度信號處理后提供給與之連接的微控制器，具有 或門電路的電源處理器接收來自于汽車電源的電信號，處理威穩定的電壓信號 后提供給與之連接的微控制器以及車速傳感器電源電路，所述具有或門電路的 電源處理器中只含有一塊芯片，微控制器還通過具有與門電路的失壓檢測裝置 與汽車電源連接。由于采用了上述方案，微控制器的參數鍵入端與鍵盤接口電路連接，用于 設置汽車里程表及車速表參數，當在現場調試車速及里程參數時，將一小鍵盤 與鍵盤接口電路的接口連接后，就可對里程表及車速表參數進行設置，因此， 有調試車速及里程參數方便、簡單的優點。具有或門電路的電源處理器與微控 制器以及車速傳感器電源電路連接，通過電源處理器中的或門電路對輸入的電 信號進行處理后，可防止汽車電源接反燒壞后極低壓電路，隔離兩路電源在不 同電位下因并聯燒壞汽車前端供電模塊。并且電源處理器中只含有一塊芯片， 以降低現有里程表中采用兩塊芯片的生產成本。具有與門電路的失壓檢測電路 分別與微控制器連接，為微控制器失壓后保證完成數據保存，失壓檢測電路通 過其中的與門電路，同樣具有可以隔離外部供電高壓電源和低壓信號處理電路， 防止外部高壓燒壞后極低壓電路。
圖1為本實用新型所述汽車電子里程表的方框圖； 圖2為本實用新型所述汽車電子里程表的電路原理圖；具體實施方式
參見圖1及圖2,汽車電源由常備電源VBAT以及點火電源VBAT1組成。具 有或門電路的電源處理器1由或門電路、限流濾波電路以及穩壓電路組成。其 中或門電路由兩只共陰極的二極管D27、 D28組成，二極管D27陽極與常備電源 VBAT連接，二極管D28陽極與點火電源VBAT1連接，并在共陰極端引出一路電 源VCCX。如果汽車兩路電源中的其中一路與或門電路反接后，由兩路與電源連 接的二極管將正常輸入的電源電壓進行鉗制，并將反接端的電源隔離開來，因 此，對后極低壓電路起到保護作用。限流濾波電路由電容C5與電解電容C6并 聯后與電阻R3串聯構成，限流濾波電路通過電阻R3限制電源供電電流，同時 由電容C5、電解電容C6濾除高次諧波，使具有或門電路的電源處理器具備承受 (500V、 26000 ps)高壓脈沖的性能，以及電瞬變傳導的抗擾性符合ISO 7637。
電阻R3的另一端與二極管D27、 D28陰極連接。穩壓器IC1、電阻R6、 R12、 R4、 電容C8以及電解電容C4組成穩壓電路，其中穩壓器IC1采用LM317LH芯片， 其3腳與電阻R3連接，常備電源與點火電源經過電源處理器限流濾波以及穩壓 后，輸出穩定的電源電壓V2，并由穩壓芯片IC1的2腳將該電壓輸出。電阻R1 與發光二極管D3、 D4、 D5、 D6順序連接后，與電阻R2與發光二極管D7、 D8、 D9、 D10順序連接后的支路并聯，共同構成里程表的背光指示燈電路，其中R1、 R2為各自所在支路起分壓限流作用。背光指示燈電路一端與D27、 D28的陰極端 連接，另一端通過二極管D1與連接器JP1連接。連接器JP1的2腳及3腳分別 與點火電源VBAT1、常備電源VBAT連接，其4腳及8腳與信號地連接。微控制器4連接。失壓檢測電路2由電源信號取樣電路、與門電路以及芯片U3 組成，二極管D14與電阻R22、 R26順序連接，二極管D13與電阻R23、 R27順 序連接組成兩路電源信號的取樣電路;其中二極管D14陽極與常備電源VBAT連 接，二極管D13陽極與點火電源VBAT1連接。電阻R21 —端與共陽極的二極管 D16、 D17連接組成與門電路；二極管D16陰極連接在電阻R22與R26之間，二 極管D17陰極連接在電阻R23與R27之間，二極管D16、 D17同時完成外部供電 高壓電源和低壓信號處理電路的隔離，防止外部(170v~-350v)高壓燒壞低壓 電路。電阻R21另一端與電源V2連接。芯片U3的型號為IMP809L，其3腳連接 與門電路，2腳通過電阻R25與微控制器的31腳連接，1腳與信號地連接；芯 片U3采用IMP809L芯片。在儀表工作時，如果常備電源或點火電源的其中一路 電壓低或無電壓時，芯片U3被觸發，芯片U3將產生一微控制器外部非屏蔽中 斷信號，觸發微控制器運行中斷處理程序，完成里程及其他關鍵數據的保存。 具有高壓隔離電路的輸入信號處理器3主要由隔離高壓的二極管D2、限幅濾 波電路、信號放大電路組成。二極管D2的陽極通過信號放大電路中的偏置電阻 R5與電源V2連接，其陰極與連接器JP1的5腳連接，用于接收來自于汽車速度 脈沖信號。信號放大電路中含有三極管Ql，通過電阻RIO、 Rll串聯在三極管Q1 基極與二極管D2陽極之間、電阻R15與C11并聯在三極管Q1基極與地之間，以 及三極管Ql的集電極通過電阻R9與電源V2連接，構成信號放大電路，該信號放
大電路的集電極通過電阻R14與微控制器4的57腳連接，將汽車速度脈沖信號輸 入到微控制器內。二極管D1連接在地與電阻R14之間。在信號放大電路中，電阻 RIO、 Rll、 R15以及電容C11、 C10又構成4言號的限幅濾波電路，以調整信號的波 形，并濾出諧波的干擾。通過調節RIO、 Rll、 R15、 Cll、 C10的Wt值，可調整 放大器的輸出波形，滿足微控制器4采樣的需要，同時滿足對不同傳感器的脈沖 采樣需求。車速信號經微控制器處理后，分為兩路輸送， 一路送電機驅動裝置6， 由該驅動裝置驅動步進電機7帶動車速表指針指示出車速；另一路送到LCD顯示 器，由該顯示器將行駛的累計里程數顯示出來。車速傳感器電源電路9中采用了 MC78L08ACP型芯片的穩壓器U1，該穩壓器 的3腳與具有或門電路的電源處理器1的VCCX連接，2腳為輸出端，其與連接器 JP1的6腳連接，將穩壓后的電信號輸出至車速傳感器，使檢測車速的霍爾傳感 器檢測汽車速度。電解電容C6與電容Cl并聯在穩壓器Ul的2腳與地之間，構成 輸出電信號的濾波電路，穩壓器Ul的1腳與地連接。鍵盤接口電路8中具有連接外部鍵盤接口的連接器Jl,連接器J1的1、 2、 3、 4腳分別通過電阻R19、 R18、 R17、 R16與電源V2連接，連接器J1的1、 2、 3、 4腳分別對應一個接口。另外，連接器的l、 2、 3、 4腳又分別與樹:控制器4 的12、 11、 2、 64腳連接，開關S1與電容C17并聯在連接器1腳與地之間。R19、 Sl、 C17組成小計清零開關電路。在上電的任何狀態下，每按開關S1—次均實 現累計/小計里程的切換顯示，按住開關Sl不動持續3秒鐘使小計里程清零顯 示，根據微控制器中程序設定，總計里程不允許清零，按累計里程程序計數器 自動溢出清零。通過小鍵盤與連接器Jl的接口連接，在上電的任何狀態下，每 按鍵一次均實現怠速比(400-1000 )、脈沖數(既相對數1-10)、指針展開角度 (180-300 )、時速量程(100-260 )的切換顯示，從而可對里程表參數及車速表 參數進行設置。微控制器4的型號68HC908LJ12，其53、 52腳與電阻R8、 R13、電容C2、 C3 以及晶體XTAL1共同構成微控制器的時鐘信號電路連接；51腳與地連接；50、 49 腳與電源V2連接；54腳與電阻R7以及電容C1、 C7構成的鎖相環路濾波連接； 33腳通過電阻R20與電源V2連接；電容C12、 C13連接在地與微控制器50及49
腳之間；微控制器48腳與地連接。連接器JP2的2、 3、 4腳分別與微控制器的 37、 39、 52腳連接，30腳通過電阻R4以及32腳與微控制器的l腳連接，5、 6 腳均與電源V2連接，IO腳接地，7、 8、 9腳分別與微控制器的27、 38、 31腳連 接，芯片IC3的型號為AT93C46，該芯片的1、 2、 3、 4腳分別與微控制器4的41、 17、 26、 25腳連接，5、 8腳分別與電源V2以及地連接，電容C18連接在電源V2 以及i也之間。電才幾驅動裝置6由四個與非門U1A、 U1B、 U1C、 U1D構成，四個與非門均采用 MC74ACT080型芯片，微控制器4的45腳連接與非門U1A的1、 2腳，46腳連接與 非門U1B的4、 5腳，59腳連接與非門U1C的9、 10腳，60腳連接與非門U1D 的12、 13腳。與非門U1A的3腳、U1B的6腳、U1C的8腳、U1D的11腳分別與 步進電機7的4、 1、 2、 3腳連接，以驅動步進電機帶動汽車速度表指針轉動，指 示出當前汽車行駛速度。另外，微控制器4的61、 62、 63、 1、 3、 4、 5、 6、 7、 8、 9、 10、 13、 14、 15、 16腳分別對應連接LCD顯示器5的1至16腳，將里程 信號輸送至LCD顯示器5并由該顯示器將里程數顯示出來。LCD顯示器采用16PIM 型芯片。本實用新型的工作過程是當里程表在收到點火信號之前一直處于非工作狀 態，此時微控制器4對于外部的信號并不作處理，指針對應刻度零位置，液晶 屏不顯示數據。在點火開關打開時，點火電源及常備電源通過具有或門電路的 電源處理器1處理后并提供給微控制器4以及車速傳感器電源電路9,通過霍爾 傳感器檢測到的車速并轉換為脈沖信號，傳回到具有與門的輸入信號處理電路 中進行整形濾波并放大，輸入到微控制器的定時器中。微控制器監測到這一信 號后，首先對自身進行檢測，并由微控制器中的FLASH RAM里記錄的歷史工況 確定當前的儀表是否需要修正，經過這幾道程序將保證儀表指針的初始狀態唯 一。自檢程序通過之后，里程表開始由非工作狀態進入工作狀態。微控制器利 用下降沿觸發，對輸入脈沖進行捕捉，兩次捕捉的差值送入RAM中保存，同時 在中斷中對脈沖進行計數，當該計數值累計到一定時，可以計算出汽車行駛里 程S，計算公式如下S=F/ (il*K)其中F表示累計脈沖數。il表示車速為60km/h時車速傳感器驅動軸的輸出轉速。 K表示每轉輸出脈沖數(4或8 )。 il"表示每行駛一公里所記錄的脈沖數。 汽車每行駛O. l公里，通過樣i控制器主程序進行里程的累計存儲，并輸出到 LCD顯示器把行駛的累計里程顯示出來，以及微控制器對捕捉脈沖的差值進行計 算濾波后得出步進電機的目標步數，該步數與步進電機的當前步數進行比較確定 步進電機的轉動方向和走過的角度，由步進電機帶動速度表指針指示當前的車速值。在上述過程中，微控制器中的主程序根據標志位查詢決定完成輸入脈沖的計 算、波紋或累計里程的顯示及存儲或小計按4丑清零、等動作，分別通下三個中斷 程序來完成其中微控制器中的定時器T1M的l通道作為輸入的捕捉，每捕捉到 一個脈沖就把該值保存下來，等主程序進行計算波紋，計算出步進電機的目標步 數，并對輸入脈沖進行計數，滿0. 1公里后置0. 1公里標志位，讓主程序進行里 程的累計顯示及存儲。定時器T2M的0通道設置為lms中斷，即每lms步進電機走動一步，同時在 該中斷中計算步進電機的目標步數和步進電機的當前步數的差值決定步進電機行 走的速度，使之有加速、恒速、減速的過程，保證步進電機行走平穩。定時器T2M的1通道設置為10ms中斷，每10ms設置允許計算標志位，每0. 5 秒設置允許顯示標志，每l秒設置清小計標志，所有標志在主程序中查詢后執行。本實用新型的里程表經過測試，符合以下標準1. QC/T 594-1999《汽車、摩托車用電子車速里程表》(電子里程表)2. QC/T 595-1999《汽車、摩托車用電子轉速表》(電子轉速表)3. ZBT35001汽車電氣設備基本技術條件4. 產品的電磁輻射抗擾性符合GB/T 176195. 產品的電瞬變傳導的抗擾性符合ISO 7637。
權利要求1.一種用于機動車的電子里程表，顯示汽車里程數據的LCD顯示器與微控制器的汽車里程數據輸出端連接，其特征在于步進電機通過由四個與非門構成電機驅動裝置與微控制器的汽車速度數據輸出端連接，微控制器的參數鍵入端與鍵盤接口電路連接，用于設置汽車里程表及車速表參數；一具有高壓隔離電路的輸入信號處理器將來自于汽車的速度信號處理后，提供給與之連接的微控制器；一具有或門電路的電源處理器將來自于汽車電源的電信號處理成穩定的電壓信號后，提供給與之連接的微控制器以及車速傳感器電源電路；微控制器通過具有與門電路的失壓檢測裝置與汽車電源連接，具有或門電路的電源處理器中只含有一塊芯片。
2. 根據權利要求1所述的用于機動車的電子里程表，其特征在于所述電 機驅動裝置的各與非門均采用MC74AC08芯片。
3. 根據權利要求1所述的用于機動車的電子里程表，其特征在于所述輸 入信號處理器中包含有一個二極管(D2)，該二極管的陰極作為輸入信號處理器 的汽車速度信號輸入端。
4. 根據權利要求1所述的用于機動車的電子里程表，其特征在于所述具 有或門電路的電源處理器包含一限流濾波電路，使具有或門電路的電源處理器 能承受高壓脈沖。
5. 根據權利要求1所述的用于機動車的電子里程表，其特征在于所述具 有或門電路的電源處理器還包含有一穩壓電路，該穩壓電5M^收來自于與門電 路輸出的電信號，并將該電信號處理成穩定的電壓信號輸出。
6. 根據權利要求4或5所述的用于機動車的電子里程表，其特征在于所 述限流濾波電路由電容(C5)與電解電容(C6)并聯后與電阻(R3)串聯構成。
專利摘要本實用新型涉及一種用于機動車的電子里程表，其顯示器與微控制器的汽車里程數據輸出端連接，步進電機通過電機驅動裝置與微控制器的汽車速度數據輸出端連接，微控制器的參數鍵入端與鍵盤接口電路連接；一具有高壓隔離電路的輸入信號處理器將來速度信號處理后，提供給與之連接的微控制器；一具有或門電路的電源處理器將來電源的電信號處理成穩定的電壓信號后，提供給與之連接的微控制器以及車速傳感器電源電路；微控制器通過具有與門電路的失壓檢測裝置與汽車電源連接。本實用新型用于測量汽車里程，同時顯示汽車運行的時速，調試車速及里程參數方便、簡單，可以隔離外部供電高壓電源和低壓信號，防止外部高壓燒壞后極低壓電路，并且成本低。
文檔編號G01C22/00GK201016737SQ20062011203
公開日2008年2月6日 申請日期2006年12月25日 優先權日2006年12月25日
發明者鄧定春 申請人:中國四聯儀器儀表集團有限公司技術中心