专利名称：基于sae_j1939协议的汽车状态显示仪的制作方法
技术领域：
本实用新型属于汽车显示用电子设备领域。
背景技术：
在现代汽车中，电子技术的应用越来越广泛，各种性能优异的电子装置如微控制器(MCU)在汽车系统中不断被采用，电子装置在汽车制造成本中所占的比例越来越高，在一些豪华汽车中，电子装置所占成本比例甚至超过了一半。先进电子技术的大量应用使汽车的技术性能和安全性能不断提高，同时经济性和舒适性也得到了极大改善。但在随着汽车电子技术不断发生巨变的同时，汽车仪表所显示信息的类别却并没有发生多少变化，显示的信息基本上还是车速、发动机转速、水温等。而对发动机的其它参数如工作模式、温度、压力、变速箱的当前档位、换挡状态、输入/输出轴转速等信息没有显
7J\ ο近几年，电子技术突飞猛进，微控制器技术的发展也十分迅速，功能也越来越强大，配套的显示产品技术(如液晶显示屏)也已经非常成熟。很多新一代微控制器和显示产品都有很好的温度系数和优异的抗震性能，已经广泛被应用在汽车上做为车载系统使用。
实用新型内容本实用新型的目的是克服了现有汽车仪表所显示信息的类别没有发生多少变化的问题，提供了一种成本低廉、操作简单、使用舒适和显示功能更强大的基于SAE_J1939协议的汽车状态显示仪。本实用新型是由中央处理器、液晶显示屏、PC机接口单元、操作按键组和汽车接口单元组成；a、中央处理器中的PlH. 5,PlH. 6、P1H. 7和P3. 10引脚依次与PC机接口单元的AO、 WR_N、RD_N*INT_N引脚电连接冲央处理器的Pl L. 0至Pl L. 7引脚通过数据线依次与 PC机接口单元的DATAO至DATA7引脚电连接；中央处理器中的P9. 3和P9. 2引脚依次与汽车接口单元的TXD和RXD引脚电连接；中央处理器中的PlH. 4、P3. 8、P3. 9和P3. 13引脚依次与液晶显示屏的CS、Si、SO和SCK引脚电连接；中央处理器中的P5. 0到P5. 5与操作按键组电连接；b、中央处理器的PlH. 0引脚与AT2OTF641芯片1的CS引脚电连接，中央处理器的 PlH. 1引脚与AT25DF641芯片2的CS引脚电连接，中央处理器的PlH. 2引脚与AT25DF641 芯片3的CS引脚电连接，中央处理器的PlH. 3引脚与AT25DF641芯片4的CS引脚电连接；中央处理器的P3. 8引脚同与AT2OTF641芯片1、AT2OTF641芯片2、AT25DF641芯片3 和AT2OTF641芯片4的SI引脚电连接；中央处理器的P3. 9引脚同与AT25DF641芯片1、 AT25DF641芯片2、AT2OTF641芯片3和AT2OTF641芯片4的SO引脚电连接；中央处理器的 P3. 13 引脚同与 AT25DF641 芯片 UAT25DF641 芯片 2、AT25DF641 芯片 3 和 AT25DF641 芯片 4的SCK引脚电连接；[0009]C、中央处理器的PlH. 5引脚与PDIUSBD12的PC机接口单元的AO引脚电连接冲央处理器的PlH. 6引脚与PDIUSBD12的PC机接口单元的WR_N引脚电连接；中央处理器的 P1H. 7引脚与PDIUSBD12的PC机接口单元的RD_N引脚电连接；中央处理器的P1 L. 0至P1 L. 7引脚依次与PDIUSBD12的PC机接口单元的DATAO至DATA7引脚电连接；中央处理器的 P3. 10引脚与PDIUSBD12的PC机接口单元的INT_N引脚电连接；d、中央处理器的P9. 3引脚与PCA82C50的CAN协议控制器的T)(D引脚电连接；中央处理器的P9. 2引脚与PCA82C50的CAN协议控制器的RXD引脚电连接；型号为PCA82C50 的CAN协议控制器的CAN_H和CAN_L引脚通过汽车CAN总线接口与汽车网络连接；e、中央处理器的PlH. 4引脚与DM82164液晶显示屏的CS引脚电连接，中央处理器的P3. 8引脚与DM82164液晶显示屏的SI引脚电连接，中央处理器的P3. 9引脚与DM82164 液晶显示屏的SO引脚电连接，中央处理器的P3. 13引脚与DM82164液晶显示屏的SCK引脚电连接；f、操作按键组有六个按键，通过中央处理器的P5. 0和P5. 5引脚连接。本实用新型的优点是1、显示内容更丰富本实用新型所述的基于SAE_J1939协议的汽车状态显示仪除了可以显示车速、发动机转速、水温等信息外，还可显示发动机当前的工作模式、空气入口温度、气体供给压力、 喷射控制器压力、大气压力、涡轮增压器转速、输入轴转速、输出轴转速以及汽车当前档位等其它参数。同时本实用新型可以很方便地对显示的内容和形式以及显示界面的风格进行修改，以适应不同驾驶人员的不同喜好和需要。2、扩展性好、功能更强大本实用新型所述的基于SAE_J1939协议的汽车状态显示仪提供开放性的数据扩展接口(RS-232，USB)，基于SAE_J1939协议的汽车状态显示仪通过USB接口可以方便地和车载计算机进行连接，并将实时或离线获得的数据传输给计算机进行分析和显示。此外，通过RS-232接口的连接，可以很方便地实现基于SAE_J1939协议的汽车状态显示仪的升级和功能扩充。3、低成本本实用新型所述的基于SAE_J1939协议的汽车状态显示仪原理上采用高度集成的芯片(包括微控制器)来实现整个功能，使系统尽可能少的使用外部设备和元器件，既降低了整个系统的开发难度，同时减少了整个电路板的面积，减少了显示仪的体积，从而降低了成本。
图1是本实用新型结构原理框图；图2是本实用新型在汽车网络中位置的框图；图3是本实用新型采用的中央处理器XC164CM芯片的结构示意图；图4是本实用新型)(C164CM的中央处理器与由四片AT25DF641的芯片所组成的存储器详细电连接关系的示意框图；图5是本实用新型)(C164CM的中央处理器与PDIUSBD12的PC机接口单元详细电连接关系的示意框图；图6是本实用新型)(C164CM的中央处理器与PCA82C50的CAN协议控制器详细电连接关系的示意框图；图7是本实用新型)(C164CM的中央处理器与DM82164的液晶显示屏详细电连接关系的示意框图；图8是本实用新型)(C164CM的中央处理器与按键组详细电连接关系的示意框图。
具体实施方式
本实用新型是由中央处理器、液晶显示屏、PC机接口单元、操作按键组和汽车接口单元组成；a、中央处理器中的PlH. 5,PlH. 6、P1H. 7和P3. 10引脚依次与PC机接口单元的AO、 WR_N、RD_N*INT_N引脚电连接冲央处理器的Pl L. 0至Pl L. 7引脚通过数据线依次与 PC机接口单元的DATAO至DATA7引脚电连接；中央处理器中的P9. 3和P9. 2引脚依次与汽车接口单元的TXD和RXD引脚电连接；中央处理器中的PlH. 4、P3. 8、P3. 9和P3. 13引脚依次与液晶显示屏的CS、Si、SO和SCK引脚电连接；中央处理器中的P5. 0到P5. 5与操作按键组电连接；b、中央处理器的PlH. 0引脚与AT2OTF641芯片1的CS引脚电连接，中央处理器的 PlH. 1引脚与AT25DF641芯片2的CS引脚电连接，中央处理器的PlH. 2引脚与AT25DF641 芯片3的CS引脚电连接，中央处理器的PlH. 3引脚与AT25DF641芯片4的CS引脚电连接；中央处理器的P3. 8引脚同与AT2OTF641芯片1、AT2OTF641芯片2、AT25DF641芯片3 和AT2OTF641芯片4的SI引脚电连接；中央处理器的P3. 9引脚同与AT25DF641芯片1、 AT25DF641芯片2、AT2OTF641芯片3和AT2OTF641芯片4的SO引脚电连接；中央处理器的 P3. 13 引脚同与 AT25DF641 芯片 UAT25DF641 芯片 2、AT25DF641 芯片 3 和 AT25DF641 芯片 4的SCK引脚电连接；C、中央处理器的PlH. 5引脚与PDIUSBD12的PC机接口单元的AO引脚电连接冲央处理器的PlH. 6引脚与PDIUSBD12的PC机接口单元的WR_N引脚电连接；中央处理器的 P1H. 7引脚与PDIUSBD12的PC机接口单元的RD_N引脚电连接；中央处理器的P1 L. 0至P1 L. 7引脚依次与PDIUSBD12的PC机接口单元的DATAO至DATA7引脚电连接；中央处理器的 P3. 10引脚与PDIUSBD12的PC机接口单元的INT_N引脚电连接；d、中央处理器的P9. 3引脚与PCA82C50的CAN协议控制器的T)(D引脚电连接；中央处理器的P9. 2引脚与PCA82C50的CAN协议控制器的RXD引脚电连接；型号为PCA82C50 的CAN协议控制器的CAN_H和CAN_L引脚通过汽车CAN总线接口与汽车网络连接；e、中央处理器的PlH. 4引脚与DM82164液晶显示屏的CS引脚电连接，中央处理器的P3. 8引脚与DM82164液晶显示屏的SI引脚电连接，中央处理器的P3. 9引脚与DM82164 液晶显示屏的SO引脚电连接，中央处理器的P3. 13引脚与DM82164液晶显示屏的SCK引脚电连接；f、操作按键组有六个按键，通过中央处理器的P5. 0和P5. 5引脚连接。
以下结合附图对本实用新型作详细的描述参阅图1与图2，本实用新型所述的基于SAE_J1939协议的汽车状态显示仪是由中央处理器、液晶显示屏、PC机接口单元、操作按键组和汽车接口单元组成。液晶显示屏、PC 机接口单元、操作按键组和汽车接口单元都通过输入/输出引脚与中央处理器连接。基于 SAE_J1939协议的汽车状态显示仪既能够通过汽车CAN总线接口连接在汽车网络之中，做到实时读取汽车SAE_J1939协议数据进行分析和显示，并将读取数据进行存储；基于SAE_ J1939协议的汽车状态显示仪也能够通过PC机接口单元和车载计算机或汽车以外的计算机连接，实现在线或离线的观察和分析。参阅图3，所述的中央处理器是一个高性能的微处理器系统，有较高的CPU主频率和丰富的外设资源及输入/输出引脚，它负责整个系统内各单元的协调与运作。是本实用新型所述的基于SAE_J1939协议的汽车状态显示仪实现集中显示和集中操控及通信的核心。基于SAE_J1939协议的汽车状态显示仪采用INFINEON公司型号为XC164CM的芯片作为中央处理器。INFINEON公司推出的)(C166系列控制芯片，可以满足实时嵌入式控制应用的高性能需求，它就有高的指令处理能力，对外部中断响应时间短。而且系统集成了智能的外设子系统，最大程度降低了 CPU对外设的干预；同时最大程度的降低了通过外部总线接口进行通信的需求，该构架具有高度的灵活性，可满足诸如汽车、工业控制等领域的需求。XC164CM芯片是英飞凌16位CMOS微控制器系列的增强型产品，它具有五级流水线高性能16位CPU和MAC单元；具有高效的控制指令集，有位、字节和字数据类型，有灵活高效的寻址模式；通过时钟产生单元可以编程降低系统的运行速度；带有64KB高速Flash存储器和4KB的SRAM存储器；具有80个独立的中断向量的中断源，15级中断，最短内部中断响应延迟微13个周期；具有14通道模数转换器，转换精度(10位或8位)和转换时间(降至 2.55辦或2.15辦)可编程，支持自动扫描模式和转换通道插入；具有5个多功能通用定时器单元；具有两个异步/同步串行通道；具有两个高速同步串行通道(SPI兼容)，用于存储故障代码；有2路CAN控制器；具有看门狗定时器，并且刷新时间间隔可以编程；支持片上调试(0⑶S)，通过JTAG接口实现仿真，可访问内部寄存器或者存储器的任意地址，并且可以实现单步调试；多达47路独立位寻址功能的输入/输出引脚。参阅图4，型号为)(C164CM的中央处理器，具备较强的系统处理能力。中央处理器内有事先写入的基于SAE_J1939协议的汽车状态显示仪的应用程序，负责基于SAE_J1939 协议的汽车状态显示仪内各单元的协调与运作，将汽车CAN总线接口接收到的各种数据信息进行响应或送液晶显示屏上进行显示，并送入存储器进行存储。基于SAE_J1939协议的汽车状态显示仪的存储器采用四片型号同为AT25DF641的芯片实现数据的存储功能。型号为XC164CM的中央处理器与存储器的电连接关系为型号为)(C164CM的中央处理器的PlH. 0引脚与型号为AT25DF641的芯片1的CS引脚电连接，型号为)(C164CM的中央处理器的PlH. 1引脚与型号为AT25DF641的芯片2的CS 引脚电连接，型号为沈16犹11的中央处理器的？1!1.2引脚与型号为41250 641的芯片3的 CS引脚电连接，型号为)(C164CM的中央处理器的PlH. 3引脚与型号为AT25DF641的芯片4 的CS引脚电连接；型号为)(C164CM的中央处理器的P3. 8引脚同与型号为AT25DF641的芯片1、型号为AT25DF641的芯片2、型号为AT25DF641的芯片3和型号为AT25DF641的芯片 4的SI引脚电连接；型号为)(C164CM的中央处理器的P3. 9引脚同与型号为AT25DF641的芯片1、型号为AT25DF641的芯片2、型号为AT25DF641的芯片3和型号为AT25DF641的芯片4的SO引脚电连接；型号为)(C164CM的中央处理器的P3. 13引脚同与型号为AT25DF641的芯片1、型号为AT25DF641的芯片2、型号为AT25DF641的芯片3和型号为AT25DF641的芯片4的SCK引脚电连接。参阅图5，所述的PC机接口单元与所述的中央处理器连接，它负责中央处理器与车载PC机或汽车以外的计算机之间的连接与数据传输。更具体地说，PC机接口单元的作用是将接收到的数据通过USB接口将信息发送到车载PC机，或者接收来自车载PC机RS-232 下载(软件升级)的数据。PC机接口单元采用型号为PDIUSBD12的器件，它是一款性价比很高的USB接口器件。它通常用作中央处理器系统中实现与中央处理器进行通信的高速通用串行接口，它还支持本地的DMA传输。型号为PDIUSBD12的PC机接口单元完全符合USB1. 1 版的规范，它还符合大多数器件的分类规格成像类、海量存储器件、通信器件、打印设备以及人机接口设备。型号为PDIUSBD12的PC机接口单元所具有的低挂起功耗连同LazyClock 输出可以满足使用ACPI、0nN0W和USB电源管理的要求。低的操作功耗可以应用于使用总线供电的外设。此外它还集成了许多特性，包括S0ftC0nnetTM、G00dLinkTM、可编程时钟输出、低频晶振和终止寄存器集合，所有这些特性都为系统显著节约了成本，同时使USB功能在外设上的应用变得容易。中央处理器与型号为PDIUSBD12的PC机接口单元的电连接关系为型号为XC164CM的中央处理器的PlH. 5引脚与型号为PDIUSBD12的PC机接口单元的AO引脚电连接；型号为XC164CM的中央处理器的PlH. 6引脚与型号为PDIUSBD12的 PC机接口单元的WR_N引脚电连接；型号为)(C164CM的中央处理器的PlH. 7引脚与型号为 PDIUSBD12的PC机接口单元的RD_N引脚电连接；型号为)(C164CM的中央处理器的Pl L. 0 至Pl L. 7引脚依次与型号为PDIUSBD12的PC机接口单元的DATAO至DATA7引脚电连接； 型号为)(C164CM的中央处理器的P3. 10引脚与型号为PDIUSBD12的PC机接口单元的INT_ N引脚电连接。参阅图6，所述的汽车接口单元通过汽车CAN总线接口实现与汽车网络的连接和进行通信，完成汽车相关状态数据的读取功能。更确切地说，汽车接口单元主要负责接收汽车1939网络中的数据，并将接收到的数据交给型号为XC164CM的中央处理器进行下一步处理。型号为)(C164CM的中央处理器集成了两个CAN协议控制器，所以基于SAE_J1939协议的汽车状态显示仪通过型号为PCA82C50的CAN协议控制器实现和物理总线的接口，型号为PCA82C50的CAN协议控制器主要是为汽车中高速通讯(高达IMbps)应用而设计。此器件对总线提供差动发送能力，对CAN控制器提供差动接收能力，完全符合“ ISOl 1898，，标准。中央处理器与型号为PCA82C50的CAN协议控制器的连接关系为型号为XC164CM的中央处理器的P9. 3引脚与型号为PCA82C50的CAN协议控制器的T)(D引脚电连接；型号为)(C164CM的中央处理器的P9. 2引脚与型号为PCA82C50的CAN 协议控制器的RXD引脚电连接。型号为PCA82C50的CAN协议控制器的CAN_H和CAN_L引脚与汽车网络连接。参阅图7，本实用新型所述的液晶显示屏与中央处理器相连，显示所有符合SAE_ J1939协议的汽车部件的实时状态。在中央处理器的控制下，将汽车内所有的数据信息在液晶显示屏上进行集中显示，并通过操作按键组对显示模式进行设置和操作。即可通过操作按键组对不同的显示内容进行切换。液晶显示屏可为普通液晶显示屏或等离子显示屏等。 不难看出液晶显示屏是基于SAE_J1939协议的汽车状态显示仪中实现集中显示的重要部件，根据中央处理器的管理显示相关1939网络中的数据。所述的基于SAE_J1939协议的汽车状态显示仪中采用型号为DM82164的普通液晶显示屏。型号为DM82164的普通液晶显示屏与中央处理器的连接关系为型号为)(C164CM的中央处理器的PlH. 4引脚与型号为DM82164的普通液晶显示屏的CS引脚电连接，型号为)(C164CM的中央处理器的P3. 8引脚与型号为DM82164的普通液晶显示屏的SI引脚电连接，型号为)(C164CM的中央处理器的P3. 9引脚与型号为DM82164 的普通液晶显示屏的SO引脚电连接，型号为)(C164CM的中央处理器的P3. 13引脚与型号为 DM82164的普通液晶显示屏的SCK引脚电连接。通过软件编程设置，液晶显示屏的显示内容可以根据汽车的行驶状态和驾驶者的驾驶动作自动调整，无需人工主动干预，比如汽车在点火起步时，显示内容是发动机转速、 车速、水温等信息；在高速公路上勻速行驶时，显示当前档位、车速和发动机转速等信息。此外也可通过按键选择显示模式，即发动机显示模式仅显示和发动机有关的信息，变速箱显示模式仅显示和变速箱有关的信息等等。本实用新型所述的操作按键组有六个按键，其中四个是“上、下、左和右”的方向按键、一个“取消”按键和一个“确认”按键。“确认”按键同时也是设置按键，在设置状态下， 通过方向按键来选择要执行的操作，然后再按下“确定”按键实现显示内容的切换或选择显示模式。
权利要求1. 一种基于SAE_J1939协议的汽车状态显示仪，其特征在于是由中央处理器、液晶显示屏、PC机接口单元、操作按键组和汽车接口单元组成；a、中央处理器中的PlH.5,PlH. 6,PlH. 7和P3. 10引脚依次与PC机接口单元的A0、WR_ N、RD_N*INT_N引脚电连接冲央处理器的Pl L. 0至Pl L. 7引脚通过数据线依次与PC 机接口单元的DATAO至DATA7引脚电连接；中央处理器中的P9. 3和P9. 2引脚依次与汽车接口单元的TXD和RXD引脚电连接；中央处理器中的PlH. 4、P3. 8、P3. 9和P3. 13引脚依次与液晶显示屏的CS、Si、SO和SCK引脚电连接；中央处理器中的P5. 0到P5. 5与操作按键组电连接；b、中央处理器的PlH.0引脚与AT25DF641芯片1的CS引脚电连接，中央处理器的PlH. 1 引脚与AT25DF641芯片2的CS引脚电连接，中央处理器的PlH. 2引脚与AT25DF641芯片3 的CS引脚电连接，中央处理器的PlH. 3引脚与AT25DF641芯片4的CS引脚电连接；中央处理器的 P3. 8 引脚同与 AT25DF641 芯片 UAT25DF641 芯片 2、AT25DF641 芯片 3 和 AT25DF641 芯片4的SI引脚电连接；中央处理器的P3.9引脚同与AT25DF641芯片1、AT2OTF641芯片 2、AT25DF641芯片3和AT25DF641芯片4的SO引脚电连接；中央处理器的P3. 13引脚同与 AT25DF641 芯片 1、AT2OTF641 芯片 2、AT2OTF641 芯片 3 和 AT2OTF641 芯片 4 的 SCK 引脚电连接；C、中央处理器的PlH. 5引脚与PDIUSBD12的PC机接口单元的AO引脚电连接冲央处理器的P1H. 6引脚与PDIUSBD12的PC机接口单元的WR_N弓丨脚电连接；中央处理器的P1H. 7 引脚与PDIUSBD12的PC机接口单元的RD_N引脚电连接；中央处理器的Pl L.0至Pl L. 7引脚依次与PDIUSBD12的PC机接口单元的DATAO至DATA7引脚电连接；中央处理器的P3. 10 引脚与PDIUSBD12的PC机接口单元的INT_N引脚电连接；d、中央处理器的P9.3引脚与PCA82C50的CAN协议控制器的T)(D引脚电连接；中央处理器的P9. 2引脚与PCA82C50的CAN协议控制器的RXD引脚电连接；型号为PCA82C50的 CAN协议控制器的CAN_H和CAN_L引脚通过汽车CAN总线接口与汽车网络连接；e、中央处理器的PlH.4引脚与DM82164液晶显示屏的CS引脚电连接，中央处理器的 P3. 8引脚与DM82164液晶显示屏的SI引脚电连接，中央处理器的P3. 9引脚与DM82164液晶显示屏的SO引脚电连接，中央处理器的P3. 13引脚与DM82164液晶显示屏的SCK引脚电连接；f、操作按键组有六个按键，通过中央处理器的P5.0和P5. 5引脚连接。
专利摘要一种基于SAE_J1939协议的汽车状态显示仪，属于汽车显示用电子设备领域。本实用新型的目的是克服了现有汽车仪表所显示信息的类别没有发生多少变化的问题，提供了一种成本低廉、操作简单、使用舒适和显示功能更强大的基于SAE_J1939协议的汽车状态显示仪。本实用新型是由中央处理器、液晶显示屏、PC机接口单元、操作按键组和汽车接口单元组成。本实用新型显示内容更丰富、扩展性好、功能更强大、低成本。
文档编号B60K35/00GK202029702SQ20112011438
公开日2011年11月9日 申请日期2011年4月19日 优先权日2011年4月19日
发明者王出航, 胡黄水 申请人:吉林省全向科技有限公司