一种can总线组合仪表的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种CAN总线组合仪表，其包括：微处理器、开关量采集电路、模拟量采集电路、模拟量处理电路、CAN总线通讯电路、仪表指针、步进电机、仪表信号片、显示模块、电源电路、功率输出电路，其中：微处理器与开关量采集电路、模拟量处理电路、功率输出电路、CAN总线通讯电路、电源电路、步进电机、仪表信号片和显示模块连接；开关量采集电路用于采集车身开关量信号并将采集到的开关量信号发送至微处理器，模拟量处理电路连接在模拟量采集电路与微处理器之间，模拟量处理电路用于对模拟量采集电路采集到的模拟量信号进行处理并将处理后的模拟量信号发送至微处理器。本实用新型具有灵活性高，仪表指针精确度高以及简化车身布线等优点。
【专利说明】
一种CAN总线组合仪表
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种汽车中的仪表，具体而言，涉及一种CAN总线组合仪表。
【背景技术】
[0002]随着现代汽车电子技术日新月异的发展，仪表在汽车中的作用越来越受到重视，人们在选购汽车时，越来越注重仪表的易用性、功能的完整性和仪表的可靠性。但是，当前汽车组合仪表多使用直接控制的方式，直接控制信号片的亮灭，直接驱动指针的指示，由此造成汽车组合仪表具有以下不足:
[0003](I)不具有CAN总线通信功能，线路接线复杂。
[0004](2)开关量电路直接控制点亮仪表信号片，不便于灵活控制信号片指示灯的亮灭。
[0005](3)仪表指针通过模拟信号直接驱动，仪表指针指示精度不高。
[0006](4)开关量采集的控制方式和采集电平不能配置，开关量采集管脚功能不能更改，灵活性不高。
【实用新型内容】
[0007]本实用新型提供一种CAN总线组合仪表，以克服现有的汽车组合仪表存在的上述不足。
[0008]为了达到上述目的，本实用新型提供了一种CAN总线组合仪表，其包括:微处理器、开关量采集电路、模拟量采集电路、模拟量处理电路、CAN总线通讯电路、仪表指针、步进电机、仪表信号片、显不模块、电源电路、功率输出电路，其中:
[0009]所述微处理器与所述开关量采集电路、所述模拟量处理电路、所述功率输出电路、所述CAN总线通讯电路、所述电源电路、所述步进电机、所述仪表信号片和所述显示模块连接；
[0010]所述开关量采集电路用于采集车身开关量信号并将采集到的开关量信号发送至所述微处理器，其中，所述开关量采集电路中设有一开关量配置模块，所述开关量配置模块用于配置所述开关量采集电路的输入管脚功能、开关量采集的控制方式和采集电平；
[0011]所述模拟量处理电路连接在所述模拟量采集电路与所述微处理器之间，所述模拟量处理电路用于对所述模拟量采集电路采集到的模拟量信号进行处理并将处理后的模拟量信号发送至所述微处理器，其中，所述模拟量采集电路中包括一模拟量配置模块，所述模拟量配置模块用于对输入的模拟量信号的参数进行配置；
[0012]所述CAN总线通讯电路用于采集车身CAN总线信号并将其发送至所述微处理器；
[0013]所述步进电机连接在所述微处理器与所述仪表指针之间，所述步进电机接收所述微处理器发送的指针偏转信号并驱动所述仪表指针偏转；
[0014]所述微处理器发送信号片控制信号至所述仪表信号片以控制其发光或熄灭；
[0015]所述显示模块接收所述微处理器发送的当前仪表工作状态数据并进行显示；
[0016]所述电源电路与所述微处理器、所述显示模块、所述步进电机和所述仪表信号片连接；
[0017]所述功率输出电路与所述微处理器连接，所述功率输出电路用于驱动功率不超过一设定值的负载。
[0018]在本实用新型的一实施例中，CAN总线组合仪表还包括一背光模块，所述背光模块与所述电源电路连接。
[0019]在本实用新型的一实施例中，所述显示模块为液晶显示屏。
[0020]在本实用新型的一实施例中，所述微处理器为MC9S12XHZ512。
[0021 ]在本实用新型的一实施例中，所述电源电路为开关电源。
[0022]在本实用新型的一实施例中，所述开关量采集电路包括电阻Rl、R2、R3、稳压管Dl和电容Cl，其中，所述电阻R1、R2、R3构成分压电路，电阻R3、稳压管Dl和电容Cl三者并联。
[0023]在本实用新型的一实施例中，所述模拟量采集电路由输入端至输出端依次包括自恢复保险丝Fl、电感LI和电容C2构成的低通滤波电路、瞬态抑制二极管D2、电阻R4和R5构成的分压电路、电阻R6、电容C3、运算放大器Al、电阻R7和电容C4。
[0024]本实用新型提供的CAN总线组合仪表具有以下优点:
[0025](I)具有CAN总线通信功能，大大简化了车身布线。
[0026](2)通过微处理器控制仪表信号片的亮灭，大大提高了控制灵活性。
[0027](3)由步进电机接收微处理器发送的指针偏转信号并控制指针偏转，提高了仪表指针指示的精度。
[0028](4)开关量采集的控制方式、采集电平及开关量采集管脚功能均能够自由设置，提高了开关量采集的灵活性。
【附图说明】
[0029]为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0030]图1为本实用新型提供的CAN总线组合仪表的结构示意图。
[0031]图2为本实用新型中的开关量采集电路的电路图；
[0032]图3为本实用新型中的模拟量采集电路的电路图。
[0033]附图标记说明:1_微处理器;2-开关量采集电路;3-模拟量采集电路;4-模拟量处理电路;5-CAN总线通讯电路;6-仪表指针;7-步进电机;8-仪表信号片;9-显示模块；10-电源电路;11 -功率输出电路;12-背光模块。
【具体实施方式】
[0034]下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0035]本实用新型提供了一种CAN总线组合仪表，图1为本实用新型提供的CAN总线组合仪表的结构示意图，如图所示，本实用新型提供的CAN总线组合仪表包括:微处理器1、开关量采集电路2、模拟量采集电路3、模拟量处理电路4、CAN总线通讯电路5、仪表指针6、步进电机7、仪表信号片8、显示模块9、电源电路1、功率输出电路11，其中:
[0036]微处理器I与开关量采集电路2、模拟量处理电路4、功率输出电路11、CAN总线通讯电路5、电源电路10、步进电机7、仪表信号片8和显示模块9连接；微处理器可以采用MC9S12XHZ512，该芯片自带EEPROM和CAN控制器，能够实现复杂的逻辑控制，既节省成本，又增强稳定性，大大提尚广品质量。
[0037]开关量采集电路2用于采集车身开关量信号并将采集到的开关量信号发送至微处理器I，其中，开关量采集电路2中设有一开关量配置模块(图中未示出)，开关量配置模块用于配置开关量采集电路2的输入管脚功能、开关量采集的控制方式和采集电平；
[0038]模拟量处理电路4连接在模拟量采集电路3与微处理器I之间，模拟量处理电路4用于对模拟量采集电路3采集到的模拟量信号进行处理并将处理后的模拟量信号发送至微处理器I，其中，模拟量采集电路3中包括一模拟量配置模块(图中未示出)，模拟量配置模块用于对输入的模拟量信号的参数进行配置，以根据不同的需求采集不同的模拟量信号实现电阻量和电压量的转换。
[0039]CAN总线通讯电路5用于采集车身CAN总线信号并将其发送至微处理器I;本实用新型中的CAN总线通讯电路5可以具有两个CAN通信接口，以分别接入两个不同的CAN网络，其中一个CAN通信接口可以直接采集来自J1939网络的CAN报文，进行解析和显示，另一个CAN通信接口可以通过另一路CAN网络进行仪表参数的配置，与传统的串口通信相比，通信速率更快，同时也可以非常方便的连接其他模块，实现功能的扩展。
[0040]步进电机7连接在微处理器I与仪表指针6之间，步进电机7接收微处理器I发送的指针偏转信号并驱动仪表指针6偏转，采用步进电机7的控制方式能够使仪表指针6的精确提高，并能够保证仪表指针6运行平稳。
[0041]微处理器I发送信号片控制信号至仪表信号片8以控制其发光或熄灭；
[0042]显示模块9接收微处理器I发送的当前仪表工作状态数据并进行显示，以使驾驶者明确当前车辆状态，出现异常时能够及时处理，其中，显示模块9可以为较常用的液晶显示屏，也可以采用其他显示屏，本实用新型不以此为限。
[0043]电源电路10与微处理器1、显示模块9、步进电机7和仪表信号片8连接，电源电路10可以采用发热较少的开关电源，以保证输出电流的大小及电路工作稳定性。
[0044]功率输出电路11与微处理器I连接，功率输出电路11用于驱动功率不超过一设定值的负载，从而可以在不额外增加电路的条件下驱动仪表中功率较小的负载。功率输出电路11可以采用集成电路芯片进行输出，由于集成电路芯片具有输出短路保护的功能，可以很大程度上保护输出的稳定性，另外通过外加保险的保护，可以防止短路产生的大电流对仪表的损害。
[0045]为了使本实用新型提供的CAN总线组合仪表便于在夜间或光线强度较弱的环境中使用，CAN总线组合仪表还可以包括一背光模块12，背光模块12与电源电路10连接。
[0046]图2为本实用新型中的开关量采集电路的电路图，如图所示，开关量采集电路2包括电阻町、!?2、1?、稳压管01和电容(:1，其中，电阻1?1、1?2、1?构成分压电路，电阻1?3、稳压管01和电容Cl三者并联。稳压管Dl用于稳压，电阻Rl、R2、R3与电容Cl构成低通滤波器以有效滤除输入信号中的干扰和毛刺，右侧输出连接至微处理器I，以实现开关量信号的采集。采用上述构成的开关量采集电路2中流过的电流较小，有利于延长电路的使用寿命。
[0047]图3为本实用新型中的模拟量采集电路的电路图，如图所示，模拟量采集电路3将输入的模拟电阻传感器的电阻信息转换为电压信息，模拟量采集电路3由输入端至输出端依次包括自恢复保险丝Fl、电感LI和电容C2构成的低通滤波电路、瞬态抑制二极管D2、电阻R4和R5构成的分压电路、电阻R6、电容C3、运算放大器Al、电阻R7和电容C4。采用上述构成的模拟量采集电路3具有很强的抗电磁干扰的能力。自恢复保险丝Fl用于防止电路过流，起到保护的作用，LI和C2构成低通滤波器，可以有效滤除高频的电磁干扰，提高模拟量采集电路3的稳定性，D2为瞬态抑制二极管，用于吸收瞬间产生的高压脉冲，R4和R5构成分压电路，防止由于输入阻值过大引起运算放大器Al输出饱和，使运算放大器Al工作在射极跟随输出模式，以有效提高输入电阻、降低输出电阻，提高模拟量采集的精度，电阻7能够防止运算放大器Al直接接容性负载引起自激震荡，C4与前面的分压电路构成低通滤波器，进一步稳定运算放大器Al的输出，经过处理的信号输出至微处理器I，实现模拟量信号的采集。
[0048]本实用新型提供的CAN总线组合仪表将车辆中的开关量、模拟量通过显示模块、仪表指针和仪表信号片显示出来，从而具有以下优点:
[0049](I)具有CAN总线通信功能，大大简化了车身布线。
[0050](2)通过微处理器控制仪表信号片的亮灭，大大提高了控制灵活性。
[0051](3)由步进电机接收微处理器发送的指针偏转信号并控制指针偏转，提高了仪表指针指示的精度。
[0052](4)开关量采集的控制方式、采集电平及开关量采集管脚功能均能够自由设置，提高了开关量采集的灵活性。
[0053]本领域普通技术人员可以理解:附图只是一个实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本实用新型所必须的。
[0054]本领域普通技术人员可以理解:实施例中的装置中的模块可以按照实施例描述分布于实施例的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施例的一个或多个装置中。上述实施例的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。
[0055]最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围。
【主权项】
1.一种CAN总线组合仪表，其特征在于，包括:微处理器、开关量采集电路、模拟量采集电路、模拟量处理电路、CAN总线通讯电路、仪表指针、步进电机、仪表信号片、显示模块、电源电路、功率输出电路，其中: 所述微处理器与所述开关量采集电路、所述模拟量处理电路、所述功率输出电路、所述CAN总线通讯电路、所述电源电路、所述步进电机、所述仪表信号片和所述显示模块连接；所述开关量采集电路用于采集车身开关量信号并将采集到的开关量信号发送至所述微处理器，其中，所述开关量采集电路中设有一开关量配置模块，所述开关量配置模块用于配置所述开关量采集电路的输入管脚功能、开关量采集的控制方式和采集电平； 所述模拟量处理电路连接在所述模拟量采集电路与所述微处理器之间，所述模拟量处理电路用于对所述模拟量采集电路采集到的模拟量信号进行处理并将处理后的模拟量信号发送至所述微处理器，其中，所述模拟量采集电路中包括一模拟量配置模块，所述模拟量配置模块用于对输入的模拟量信号的参数进行配置； 所述CAN总线通讯电路用于采集车身CAN总线信号并将其发送至所述微处理器； 所述步进电机连接在所述微处理器与所述仪表指针之间，所述步进电机接收所述微处理器发送的指针偏转信号并驱动所述仪表指针偏转； 所述微处理器发送信号片控制信号至所述仪表信号片以控制其发光或熄灭； 所述显示模块接收所述微处理器发送的当前仪表工作状态数据并进行显示； 所述电源电路与所述微处理器、所述显示模块、所述步进电机和所述仪表信号片连接；所述功率输出电路与所述微处理器连接，所述功率输出电路用于驱动功率不超过一设定值的负载。2.根据权利要求1所述的CAN总线组合仪表，其特征在于，还包括一背光模块，所述背光模块与所述电源电路连接。3.根据权利要求1所述的CAN总线组合仪表，其特征在于，所述显示模块为液晶显示屏。4.根据权利要求1所述的CAN总线组合仪表，其特征在于，所述微处理器为MC9S12XHZ512o5.根据权利要求1所述的CAN总线组合仪表，其特征在于，所述电源电路为开关电源。6.根据权利要求1所述的CAN总线组合仪表，其特征在于，所述开关量采集电路包括电阻Rl、R2、R3、稳压管DI和电容Cl，其中，所述电阻Rl、R2、R3构成分压电路，电阻R3、稳压管Dl和电容Cl三者并联。7.根据权利要求1所述的CAN总线组合仪表，其特征在于，所述模拟量采集电路由输入端至输出端依次包括自恢复保险丝Fl、电感LI和电容C2构成的低通滤波电路、瞬态抑制二极管D2、电阻R4和R5构成的分压电路、电阻R6、电容C3、运算放大器Al、电阻R7和电容C4。
【文档编号】B60R16/023GK205523715SQ201620095490
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年1月29日
【发明人】韩连涛, 谢志丹, 李宁, 周宝田
【申请人】哈尔滨威帝电子股份有限公司