專利名稱：基于can總線下全數字智能化汽車組合儀表的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及汽車電子技術的相關技術領域，具體地說是一種基于CAN總線下全數字 智能化汽車組合儀表。
背景技術：
儀表是人和汽車的交互界面，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。儀表顯示的直觀與美觀使得駕駛不但是代步之必需，也成為 舒適生活的一部分，而參數傳遞的準確與可靠性則直接關系到汽車行駛的安全。傳統的汽車 儀表普遍采用的電器式或電子式儀表，通訊方式以線束為主。這種模式最大的弊病是過于依 賴線束，導致系統復雜。數字式儀表的信息量非常大，如采用傳統儀表的顯示方法顯示，車 載的儀表數目將會不斷增多，使車輛儀表板顯得很擁擠，也會加大駕駛員的操作難度，分散 駕駛員的注意力。
實用新型內容
本實用新型的目的是提供了一種功能齊全、性能可靠、精度高、控制方便、組合安裝簡 單的全數字智能化汽車組合儀表，解決了傳統的汽車儀表普遍采用的電器式或電子式儀表， 通訊方式以線束為主，系統復雜，車載儀表數目多，使車輛儀表板顯得擁擠，會加大駕駛員 的操作難度，容易分散駕駛員注意力的問題。
為實現上述目的，本實用新型采用了以下技術方案
本實用新型公開了基于CAN總線下全數字智能化汽車組合儀表，是通過CAN總線接受信 號，通過單片機控制，用高精度，小型化步進電機取代動圈式和磁動式機心。 儀表包括數字儀表部分和虛擬儀表部分.-
數字儀表部分以一個通過CAN總線接收信號的單片機作為主處理器，所述的單片機分別 與電源控制模塊、LCD控制模塊、步進馬達控制模塊、CAN節點網絡設置模塊、以及各狀態指 示燈連接。數字儀表顯示內容有轉速表，時速表，里程計數LCD,左右轉向燈信號顯示，幵 關門信號顯示。數字儀表部分采用高節能,壽命長的LED做表盤和指示燈背光。
虛擬儀表部分包括串口接受和處理，按鈕事件響應，儀表界面的顯示，故障界面的顯示， 視頻的切換。基于所述的單片機以實現多任務的運行調度，采用多任務調度的嵌入式軟件設計，通過與單片機SCI 口連接的液晶顯示屏顯示車輛信息。所述的虛擬儀表部分設有一視頻 轉換電路板，以實現VGA信號和視頻信號之間的切換，可以自由的切換界面。
所述的數字儀表的背光燈為LED,所述的LED均勻間隔分布成一圓盤，與儀表面膜相隔一 定距離，并通過導光板透光隔光。
本實用新型提高了汽車組合儀表指針的顯示精度，簡化了儀表界面，壓縮了儀表體積，方 便了儀表安裝，提高了儀表背光亮度，美化了儀表外觀。
圖l為本實用新型的原理框圖。
圖2為本實用新型的電源模塊原理圖。
圖3為本實用新型的LCD控制模塊原理圖。
圖4為本實用新型的步進馬達控制原理圖。
圖5為本實用新型的CAN節點網絡設置原理圖。
圖6為本實用新型的背光控制圖。
圖7為本實用新型的虛擬儀表軟件流程圖。
具體實施方式
以下結合附圖及實施例對本發明作進一步描述。
一種基于CAN總線下全數字智能化汽車組合儀表，包括數字儀表部分和虛擬儀表部分
數字儀表部分以一個通過CAN總線接收信號的單片機作為主處理器，所述的單片機分別 與電源控制模塊、LCD控制模塊、步進馬達控制模塊、CAN節點網絡設置模塊、以及各狀態指 示燈連接。數字儀表顯示內容有轉速表，時速表，里程計數LCD，左右轉向燈信號顯示，開 關門信號顯示。數字儀表部分采用高節能,壽命長的LED做表盤和指示燈背光。
虛擬儀表部分包括串口接受和處理，按鈕事件響應，儀表界面的顯示，故障界面的顯示， 視頻的切換。基于所述的單片機以實現多任務的運行調度，采用多任務調度的嵌入式軟件設 計，通過與單片機SCI 口連接的液晶顯示屏顯示車輛信息。所述的虛擬儀表部分設有一視頻 轉換電路板，以實現VGA信號和視頻信號之間的切換，可以自由的切換界面。
所述的數字儀表的背光燈為LED，所述的LED均勻間隔分布成一圓盤，與儀表面膜相隔一 定距離，并通過導光板透光隔光。原理圖如圖1所示，單片機使用ST的ST72F561，該MCU管腳達到64個，滿足系統要求， 帶一路CAN接口，我們另外通過SPI 口擴展了一路CAN，通過SCI 口把相應信號傳輸給虛擬儀 表，用4路I/0口控制2個步進電機，8路1/0 口控制2個LCD。
一、 電源控制模塊
汽車多數采用電瓶供電，由于受到諸如發動機啟動等因素的影響，致使電瓶輸出電壓會 出現瞬時高達70伏的脈沖，因而在電源處理上我們采用國半的開關電源芯片LM25576，其輸 入電壓寬度為7V-42V,在電源輸入端我們還采用了過壓保護電路，具體應用如圖2所示，我 們可以通過調節R3與R4兩個電阻的比值來調節芯片的輸出電壓。具體公式如下
R4/R3= (Vout/1.225-1)。
二、 LCD控制模塊
我們采用的LCD是定制的8段碼液晶屏，具有4個公共輸出端，12個段輸出，可以顯示 0-99999. 9的數值。在驅動上我們采用合泰的HT1621，它是32X4的LCD控制器，采用串行通 信接口，只需4個I/0口資源即可控制一個LCD，因而能有效緩解I/0資源緊張的局面。如圖 3所示。
三、 步進馬達控制模塊
AX12.017是一款一拖四的電機驅動芯片，其控制精度高，方便，經濟，只需2路I/0資 源就可以控制一個步進馬達，是在多儀表盤情況下的比優秀選擇，控制的時候只需控制方向 信號的高低電平變化就可以改變電機的方向，在電機步進信號輸入端輸入脈沖就可以控制電 機運動，通過調節脈沖的頻率可以實現電機的速度調節。在控制過程中還加入了電機調速機 制其原理是調節驅動芯片脈沖輸入腳的頻率使指針在運動過程中更加平緩流暢，保證電機不 失步,控制原理圖如圖4所示。
四、 CAN節點網絡設置模塊
我們在設計的時候利用C認網絡設計大大減少的車身線束的長度，傳感器信號的采集工 作采用就近安全原則，讓靠近的結點采集之后通過總線傳輸給儀表，儀表同時還作為網關負 責虛擬儀表與CAN網絡之間及發動機信息之間的通信傳遞，發動機與我們的CAN網絡之間采 用兩路速度不同的CAN信息通信從而保證了通信的安全避免之間的污染，功能框圖如圖5所 示。
五、 背光控制
經過實際測量，合適的LED背光距離為13 17mm，計算距離為從LED2底部到儀表面膜1的距離，我們經過反復調校，最終距離定為16mm，如圖6所示。LED分布為一圓環，相鄰間距 為20mm—30隱之間。通過導光板3隔光透光，實現在面膜1上得均勻光照，LED上得到梯形 即為導光孔。我們選擇AVAGO公司型號為HSMW-A100-R50J1的白色LED作為儀表盤背光。同 時，左右轉向燈跟開關門指示燈就相應的用綠色跟紅色作為背光指示，高度也為16mm。 六、虛擬儀表
虛擬儀表采用ARM920T作為核心模塊，采用視頻轉換電路板在VGA信號和視頻信號之間 進行切換。信號的顯示采用一塊7寸的三星TFT液晶顯示屏，分辨率為800X480。
虛擬儀表的硬件模塊嵌于數字儀表中。如上所說，數字儀表具有網關的功能，從各模塊 上取得的信息，通過CAN總線傳輸至數字儀表后，數字儀表將虛擬儀表所需要的信息打包， 通過串口進行通訊。
虛擬儀表的電源供給也來自于數字儀表。當+30電源開始工作后，數字儀表啟動，數字儀 表模塊對當前的電源進行轉換，向虛擬儀表提供12V電源。
虛擬儀表的主要功能是由軟件來體現的，在本系統中，我們采用了 WINCE 4.0的開發平 臺，開發工具用的是EVC4.0。軟件流程圖如圖7所示。虛擬儀表通過3個界面向駕駛員提過 所需要的信息。
權利要求1、基于CAN總線下全數字智能化汽車組合儀表，其特征在于包括數字儀表部分和虛擬儀表部分；數字儀表部分以一個通過CAN總線接收信號的單片機作為主處理器，所述的單片機分別與電源控制模塊、LCD控制模塊、步進馬達控制模塊、CAN節點網絡設置模塊、以及各狀態指示燈連接；所述的虛擬儀表部分基于所述的單片機以實現多任務的運行調度，通過與單片機SCI口連接的液晶顯示屏顯示車輛信息。
2、 根據權利要求1所述的基于CAN總線下全數字智能化汽車組合儀表，其特征在于 所述的虛擬儀表部分設有一視頻轉換電路板，以實現VGA信號和視頻信號之間的切換。
3、 根據權利要求1所述的基于CAN總線下全數字智能化汽車組合儀表，其特征在于 所述的數字儀表的背光燈為LED,所述的LED均勻間隔分布成一圓盤，與儀表面膜相隔一 定距離，并通過導光板透光隔光。
專利摘要本實用新型涉及一種基于CAN總線下全數字智能化汽車組合儀表，通過CAN總線接受信號，通過單片機控制，用高精度，小型化步進電機取代動圈式和磁動式機心，包括數字儀表部分和虛擬儀表部分。數字儀表顯示內容有轉速表，時速表，里程計數LCD，左右轉向燈信號顯示，開關門信號顯示。數字儀表部分采用高節能、壽命長的LED做表盤和指示燈背光。虛擬儀表采用一塊7寸寬屏的TFT顯示屏來顯示車輛信息，采用多任務調度得嵌入式軟件設計，運用視頻轉換電路板在VGA信號和視頻信號之間進行切換，可以自由的切換界面，使得儀表簡潔美觀。該儀表具有性能可靠，功能齊全，界面美觀，使用方便，體積小，精度高等特點。
文檔編號G01D7/00GK201152756SQ200820055528
公開日2008年11月19日 申請日期2008年2月18日 優先權日2008年2月18日
發明者懿 朱, 楊曉鋒, 翱 段, 王永和, 童祖德, 黃正輝 申請人:上海信耀電子有限公司