专利名称：集成记录存储功能的总线式数字化汽车仪表的制作方法
技术领域：
集成记录存储功能的总线式数字化汽车仪表，本实用新型属于单片机自动控制、汽 车电子应用技术领域。尤其涉及一种集成记录存储功能具有CAN总线通讯接口的汽车仪 表。
背景技术：
目前的汽车仪表，向着抗干扰能力强、高可靠性、高集成度的方向发展。传统的汽 车仪表，是一种以交叉线圈驱动指针或步进电机配合相关状态指示灯的汽车仪表，这种 仪表显然已经不符合现在抗干扰能力强、高可靠性的要求。
现在的汽车仪表也有以微处理器、针式仪表盘、CAN总线、指示灯及轻触式按键等 组成的仪表，但是，这种汽车仪表没有集成记录存储功能，目前的汽车行驶记录仪也都 是以单独的模块进行配置，还没有开发出一种集成记录存储功能的汽车仪表填补这一空 白。
通过以上分析，开发一种集成记录存储功能具有CAN总线通讯接口的汽车仪表，能 够满足当前汽车仪表的抗干扰能力强、高可靠性、高集成度的要求。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种具有记录存储功能、抗干扰能力强、可 靠性强、安全的集成记录存储功能的总线式数字化汽车仪表。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是该集成记录存储功能的总线式数 字化汽车仪表,包括微处理器Ul、显示系统，其特征在于设置记录存储模块、车身CAN 总线通讯模块，记录存储模块与微处理器Ul互联，车身CAN总线通讯模块通过CAN总 线通讯接口与微处理器U1互联，微处理器U1分别通过液晶屏驱动接口、步进电机驱动 接口与液晶屏综合信息显示系统、步进电机汽车状态指示系统相连接。
记录存储模块包括微处理器U6、 R0M存储单元、RS232通讯单元、USB通讯单元、USB存储单元和打印输出单元，ROM存储单元以地址总线方式与微处理器相连接，RS232 通讯单元以串行传输方式与微处理器相连接，USB通讯单元以并行传输方式与微处理器 相连接，USB通讯单元通过USB传输线与USB存储单元和打印输出单元相连。
微处理器Ul和微处理器U6为带CAN控制器的单片机，内嵌有控制编码及数据传输 协议。
记录存储模块，主要包括ROM存储单元、USB通讯单元、CAN数据通讯单元、RS232 通讯单元和微处理器U6。
记录存储模块不仅可以记录汽车在行驶过程中的状态信息，而且它还能够把汽车行 驶过程中的状态信息与内部存储的汽车安全行驶信息的预设边界值进行比较，如出现异 常，记录存储模块通过中断系统向微处理器U1发出报警信息，微处理器U1通过液晶屏 综合信息显示系统和提示蜂鸣器向驾驶员发出相关的提示或报警信号，避免交通事故的 发生。记录存储模块还能实现驾驶人员身份记录功能，记录驾驶员代码和公安交通管理 部门核发的机动车驾驶证证号，当交通事故发生时，事故瞬间时的汽车安全运行的各项 参数信息和驾驶员信息都被记录在记录存储模块的ROM存储单元中，交通管理部门可以 通过USB接口、 RS232接口使用U盘、USB打印机或PC机与记录存储模块相连下载到相 关数据，为事故后调査取证工作提供直观可靠的依据。
汽车车身的状态信息和汽车驾驶员的控制指令通过CAN总线通讯模块输入到微处 理器U1，微处理器U1完成整个汽车仪表的所有数据运算和处理，通过CAN总线接收汽 车车身状态信息和汽车驾驶员的控制指令，经过运算和处理后，分别对相应的数据信息 进行显示、驱动控制和存储等。另外，汽车车身的状态信息和汽车驾驶员的控制指令还 通过CAN总线通讯接口输入到记录存储模块，记录存储模块内部包括单独的微处理器， 其可以将接收的数据进行筛选，并且将处理后的汽车状态信息和汽车驾驶员的关键控制 指令进行存储。
CAN总线通讯接口通过发送和接收数据总线与汽车车身部分的CAN总线通讯模块相 连，接收来至传感器的汽车状态信息和汽车驾驶员发出的相关指令，并将数据传输给微 处理器U1。 CAN总线通讯接口也负责发送微处理器U1向汽车相关执行器的控制指令。
显示系统主要包括CAN数据通讯单元、步进电机汽车状态指示系统、液晶屏综合信 息显示系统和微处理器Ul。
液晶屏综合信息显示系统是本汽车仪表的主要显示系统，通过液晶屏驱动接口直接 与微处理器U1相连。它通过接收来自微处理器m的控制指令和数据，可以显示汽车的运行状态、汽车电器设备状态、行驶设置方面的信息和关于行驶方面相关的提示和报警 信息。
步进电机汽车状态指示系统是本汽车仪表的辅助显示系统，包括发动机转速表、车 速表、油量表和水温表。它通过步进电机驱动接口与微处理器U1相连，接收来自微处 理器U1的控制指令和数据，使用指针指示发动机转速、汽车车速、油量和冷却液温度
fe息。
本实用新型集成记录存储功能的总线式数字化汽车仪表，能够实现利用SP一CAN网 络数据传输协议，采用CAN—BUS总线通讯方式与汽车车身电器部件进行数据交换。
本实用新型所具有的有益效果是集成了记录存储模块，可以显示汽车在行驶过程 中的状态信息和发出相关的报警信息，记录汽车驾驶员信息以及汽车发生事故瞬间车内 的信息，为交通管理部门的调查取证工作提供直观可靠的依据；利用SP一CAN网络数据 传输协议，采用CAN总线的通讯方式与汽车的车身CAN模块进行通讯，提高了汽车的电 器设备在恶劣环境下的抗干扰能力、可靠性增强；微处理器U1通过CAN总线通讯接口 向汽车相关执行器发送相关控制指令，增强了仪表系统对汽车车身的控制能力。
图1是本实用新型的汽车仪表电气原理结构图2是本实用新型的汽车仪表记录存储模块原理框图3是本实用新型的汽车仪表液晶屏显示状态图； 图4是本实用新型的汽车仪表电路原理图1; 图5是本实用新型的汽车仪表电路原理图2;
图1-5是本实用新型的最佳实施例。
图4、 5中Ul微处理器，U2液晶显示器，U3、 U4、 UIO、 Ull光电耦合器，U5、 U12CAN收发器，U6微处理器，U7USB通讯模块，U8电平转换器，U9存储器，光电耦 合器，Ml-M4步进电机，J1-J4接插件，R1-R16电阻，CI-Cll电容，D1-D4二极管。
具体实施方式
以下结合附图1-5，通过具体实施例，对本实用新型做进一步的详细说明。 如图l所示
本实用新型的集成记录存储功能的总线式数字化汽车仪表主要包括微处理器Ul、 记录存储模块、CAN总线通讯模块、液晶屏综合信息显示系统、步进电机汽车状态指示
6系统；记录存储模块与微处理器Ul互联，CAN总线通讯模块通过CAN总线通讯接口与 微处理器U1互联，微处理器U1分别通过液晶屏驱动接口、步进电机驱动接口，与液晶 屏综合信息显示系统、步进电机汽车状态指示系统相连接。
微处理器Ul采用日电电子有限公司的V850汽车级单片机，这种单片机内部集成了 CAN控制器、液晶屏驱动接口、步进电机驱动接口功能。
如图2所示
记录存储模块包括微处理器U6、 R0M存储单元、RS232通讯单元、USB通讯单元、 USB存储单元和打印输出单元；ROM存储单元以地址总线方式与微处理器相连接，RS232 通讯单元以串行传输方式与微处理器相连接，USB通讯单元以并行传输方式与微处理器 相连接，USB通讯单元通过USB传输线与USB存储单元和打印输出单元相连；从而实现 了对汽车在行驶过程中的状态信息的纪录存储，并且还能够与预设信息边界值进行比 较，通过相应的数据接口，进行报警、数据打印及下载，为事故后调査取证工作提供直 观可靠的依据。
如图3所示
本实用新型的汽车仪表显示结构图，主要包括液晶屏综合信息显示系统和步进电机 汽车状态指示系统。液晶屏综合信息显示系统采用TFT彩色液晶屏，液晶屏综合信息显 示系统实时显示汽车的运行状态、汽车电器设备状态、行驶设置信息和关于行驶方面相 关的提示和报警信息等。步进电机汽车状态指示系统采用汽车专业步进电机，包括发动 机转速表、车速表、油量表和水温表。
如图4所示
本实用新型的汽车仪表电路原理图l，主要包括和微处理器Ul、 CAN数据通讯单元、 步进电机汽车状态指示系统、液晶屏综合信息显示系统；
CAN数据通讯单元由光电耦合器U3和U4、 CAN收发器U5、电阻R1-R6、电容C1-C3、 二极管Dl-D2和接插件Jl组成，光电耦合器U3和U4的5脚接地，2、 7和8脚连接VCC 高电平，光电耦合器U3的3脚通过R11连接至微处理器U1的61脚，6脚通过电阻R2 连接VCC高电平并连接至CAN收发器U5的1脚，光电耦合器U4的6脚连接至微处理器 Ul的60脚，3脚通过电阻R3连接至CAN收发器U5的4脚；CAN收发器U5的2脚接地， 3脚连接高电平VCC并通过电容C1接地，8脚通过电阻R6接地，6脚和7脚分别通过 电阻R4和R5连接至CAN总线接插件Jl， CAN总线的两条数据传输线分别通过电容C2 和二极管D1、电容C3和二极管D2接地；步进电机汽车状态指示系统由步进电机M1-M4组成，每个步进电机有4个驱动引脚， 分别连接至微处理器U1的4-7脚、10-13脚、22-25脚、28-31脚；
液晶屏综合信息显示系统的主要部件是液晶显示器U2，液晶显示器U2的0脚接地， 27脚接VCC高电平，1-18脚分别连接至微处理器Ul的33-38脚、69-74脚、62-63脚、 102脚、100脚和77-78脚；
微处理器U1的103、 104、 105脚分别与存储记录模块微处理器U6的103、 105、 104相连。
如图5所示
本实用新型的汽车仪表记录存储模块电路原理图，主要包括微处理器U6、 ROM存储 单元、USB通讯单元、CAN数据通讯单元、RS232通讯单元。
ROM存储单元主要部件是存储器U9，存储器U9的29-32脚和41-44脚分别连接至 微处理器U6的81-88脚；
USB通讯单元主要由USB通讯模块U7、 USB接插件J3组成，USB通讯模块U7的17 脚接地，18脚接高电平，1-8脚连接至微处理器U6的69-76脚，10-14脚连接至存储 记录模块U6的51-54脚，9脚连接至存储记录模块U6的中断输入脚36脚，15-16脚连 接至USB接插件J3;
CAN数据通讯单元由光电耦合器U10和U11、 CAN收发器U12、电阻R11-R16、电容 C9-C11、 二极管D3-D4和接插件J2组成，光电耦合器U10和Ull的5脚接地，2、 7和 8脚连接VCC高电平，光电耦合器U10的3脚通过电阻Rll连接至微处理器U6的61脚， 6脚通过电阻R2连VCC高电平并连接至U12的1脚；光电耦合器Ull的6脚连接至U6 的60脚，3脚通过R3连接至CAN收发器U12的4脚；CAN收发器U12的2脚接地，3 脚连接VCC高电平并通过电容C1接地，8脚通过电阻R6接地，6脚和7脚分别通过电 阻R4和R5连接至CAN总线接插件J2， CAN总线的两条数据传输线分别通过电容C2和 二极管D1、电容C3和二极管D2接地；
RS232通讯单元包括电平转换器U8、 RS232接插件J4、电阻R7-R10和电容C4-C8; 电平转换器U8的8、 10、 15脚接地，16脚接VCC高电平，电平转换器U8的1脚通过 电容C6与电平转换器U8的2、 3脚相连，电平转换器U8的4脚通过电容C5与5脚相 连、6脚通过电容C4接地，11、 12脚通过电阻R7-IO连接至VCC高电平并分别与微处 理器U6的99、 101脚相连，13、 14脚分别连接至接插件J4的3、 2脚，接插件J4的5、 7脚接地。工作原理与工作过程
微处理器Ul完成汽车仪表的数据运算和处理，它可以通过CAN总线通讯接口接收 来自车身CAN总线通讯模块发送的汽车车身的状态信息和汽车驾驶员的控制指令，接收 到的汽车车身的状态信息和汽车驾驶员的控制指令后，经过运算和处理，通过液晶屏和 步进电机仪表进行显示、或者通过CAN总线通讯接口向汽车的车身CAN总线通讯模块的 控制器发出相关控制指令、或者将汽车行驶关键信息输出到记录存储模块进行存储。另 外，来自车身CAN总线通讯模块发送的汽车车身的状态信息和汽车驾驶员的控制指令还 通过CAN总线通讯接口输入到记录存储模块，记录存储模块内部包括单独的微处理器 U6，其可以将接收的数据进行筛选，并且将处理后的汽车状态信息和汽车驾驶员的关键 控制指令进行存储。记录存储模块能将存储在ROM存储设备中存储的数据通过USB接口 、 RS232接口输出到U盘、USB打印机或PC机等设备。
权利要求1. 集成记录存储功能的总线式数字化汽车仪表，包括微处理器U1、显示系统，其特征在于设置记录存储模块、车身CAN总线通讯模块，记录存储模块与微处理器U1互联，车身CAN总线通讯模块通过CAN总线通讯接口与微处理器U1互联，微处理器U1分别通过液晶屏驱动接口、步进电机驱动接口与液晶屏综合信息显示系统、步进电机汽车状态指示系统相连接。
2. 根据权利要求书1所述的集成记录存储功能的总线式数字化汽车仪表，其特征 在于记录存储模块包括微处理器U6、 R0M存储单元、RS232通讯单元、USB通讯单元、 USB存储单元和打印输出单元，ROM存储单元以地址总线方式与微处理器U6相连接， RS232通讯单元以串行传输方式与微处理器U6相连接，USB通讯单元以并行传输方式与 微处理器U6相连接，USB通讯单元通过USB传输线与USB存储单元和打印输出单元相 连。
3. 根据权利要求书1和2所述的集成记录存储功能的总线式数字化汽车仪表，其 特征在于微处理器U1和微处理器U6为带CAN控制器的单片机，内嵌有控制编码及数 据传输协议。
4. 根据权利要求书1所述的集成记录存储功能的总线式数字化汽车仪表，其特征 在于显示系统主要包括CAN数据通讯单元、步进电机汽车状态指示系统、液晶屏综合 信息显示系统和微处理器Ul 。
5. 根据权利要求书4所述的集成记录存储功能的总线式数字化汽车仪表，其特征 在于CAN数据通讯单元由光电耦合器U3和U4、CAN收发器U5、电阻R1-R6、电容C1-C3、 二极管Dl-D2和接插件Jl组成，光电耦合器U3和U4的5脚接地，2、 7和8脚连接VCC 高电平，光电耦合器U3的3脚通过R11连接至微处理器U1的61脚，6脚通过电阻R2 连接VCC高电平并连接至CAN收发器U5的1脚，光电耦合器U4的6脚连接至微处理器 Ul的60脚，3脚通过电阻R3连接至CAN收发器U5的4脚；CAN收发器U5的2脚接地， 3脚连接高电平VCC并通过电容C1接地，8脚通过电阻R6接地，6脚和7脚分别通过 电阻R4和R5连接至CAN总线接插件Jl， CAN总线的两条数据传输线分别通过电容C2 和二极管M、电容C3和二极管D2接地；步进电机汽车状态指示系统由步进电机M1-M4组成，每个步进电机有4个驱动引脚， 分别连接至微处理器Ul的4-7脚、10-13脚、22-25脚、28-31脚；液晶屏综合信息显示系统的主要部件是液晶显示器U2，液晶显示器U2的0脚接地， 27脚接VCC高电平，1-18脚分别连接至微处理器Ul的33-38脚、69-74脚、62-63脚、 102脚、100脚和77-78脚；微处理器Ul的103、 104、 105脚分别与存储记录模块微处理器U6的103、 105、 104相连。
6.根据权利要求书2所述的集成记录存储功能的总线式数字化汽车仪表，其特征 在于R0M存储单元主要部件是存储器U9，存储器U9的29-32脚和41-44脚分别连接 至微处理器U6的81-88脚；USB通讯单元主要由USB通讯模块U7、 USB接插件J3组成，USB通讯模块U7的17 脚接地，18脚接高电平，1-8脚连接至微处理器U6的69-76脚，10-14脚连接至存储 记录模块U6的51-54脚，9脚连接至存储记录模块U6的中断输入脚36脚，15-16脚连 接至USB接插件J3;CAN数据通讯单元由光电耦合器U10和U11、 CAN收发器U12、电阻R11-R16、电容 C9-C11、 二极管D3-D4和接插件J2组成，光电耦合器UlO和Ull的5脚接地，2、 7和 8脚连接VCC高电平，光电耦合器U10的3脚通过电阻Rll连接至微处理器U6的61脚， 6脚通过电阻R2连VCC高电平并连接至U12的1脚；光电耦合器Ull的6脚连接至U6 的60脚，3脚通过R3连接至CAN收发器U12的4脚；CAN收发器U12的2脚接地，3 脚连接VCC高电平并通过电容C1接地，8脚通过电阻R6接地，6脚和7脚分别通过电 阻R4和R5连接至CAN总线接插件J2， CAN总线的两条数据传输线分别通过电容C2和 二极管D1、电容C3和二极管D2接地；RS232通讯单元包括电平转换器U8、 RS232接插件J4、电阻R7-R10和电容C4-C8; 电平转换器U8的8、 10、 15脚接地，16脚接VCC高电平，电平转换器U8的1脚通过 电容C6与电平转换器U8的2、 3脚相连，电平转换器U8的4脚通过电容C5与5脚相 连、6脚通过电容C4接地，11、 12脚通过电阻R7-IO连接至VCC高电平并分别与微处 理器U6的99、 101脚相连，13、 14脚分别连接至接插件J4的3、 2脚，接插件J4的5、 7脚接地。
专利摘要集成记录存储功能的总线式数字化汽车仪表，本实用新型属于单片机自动控制、汽车电子应用技术领域。尤其涉及一种集成记录存储功能具有CAN总线通讯接口的汽车仪表。包括微处理器U1、显示系统，其特征在于设置记录存储模块、车身CAN总线通讯模块，记录存储模块与微处理器U1互联，车身CAN总线通讯模块通过CAN总线通讯接口与微处理器U1互联，微处理器U1分别通过液晶屏驱动接口、步进电机驱动接口与液晶屏综合信息显示系统、步进电机汽车状态指示系统相连接。与现有技术相比具有记录存储功能、抗干扰能力强、可靠性强、安全等优点。
文档编号B60R16/02GK201235754SQ20082002501
公开日2009年5月13日 申请日期2008年6月27日 优先权日2008年6月27日
发明者于剑锋, 宁 卢, 辉 胡 申请人:山东申普汽车控制技术有限公司