专利名称：基于can总线下全数字智能化汽车组合仪表的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及汽车电子技术的相关技术领域，具体地说是一种基于CAN总线下全数字 智能化汽车组合仪表。
背景技术：
仪表是人和汽车的交互界面，为驾驶员提供所需的汽车运行参数、故障、里程等信息， 是每一辆汽车必不可少的部件。仪表显示的直观与美观使得驾驶不但是代步之必需，也成为 舒适生活的一部分，而参数传递的准确与可靠性则直接关系到汽车行驶的安全。传统的汽车 仪表普遍采用的电器式或电子式仪表，通讯方式以线束为主。这种模式最大的弊病是过于依 赖线束，导致系统复杂。数字式仪表的信息量非常大，如采用传统仪表的显示方法显示，车 载的仪表数目将会不断增多，使车辆仪表板显得很拥挤，也会加大驾驶员的操作难度，分散 驾驶员的注意力。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供了一种功能齐全、性能可靠、精度高、控制方便、组合安装简 单的全数字智能化汽车组合仪表，解决了传统的汽车仪表普遍采用的电器式或电子式仪表， 通讯方式以线束为主，系统复杂，车载仪表数目多，使车辆仪表板显得拥挤，会加大驾驶员 的操作难度，容易分散驾驶员注意力的问题。
为实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案
本实用新型公开了基于CAN总线下全数字智能化汽车组合仪表，是通过CAN总线接受信 号，通过单片机控制，用高精度，小型化步进电机取代动圈式和磁动式机心。 仪表包括数字仪表部分和虚拟仪表部分.-
数字仪表部分以一个通过CAN总线接收信号的单片机作为主处理器，所述的单片机分别 与电源控制模块、LCD控制模块、步进马达控制模块、CAN节点网络设置模块、以及各状态指 示灯连接。数字仪表显示内容有转速表，时速表，里程计数LCD,左右转向灯信号显示，幵 关门信号显示。数字仪表部分采用高节能,寿命长的LED做表盘和指示灯背光。
虚拟仪表部分包括串口接受和处理，按钮事件响应，仪表界面的显示，故障界面的显示， 视频的切换。基于所述的单片机以实现多任务的运行调度，采用多任务调度的嵌入式软件设计，通过与单片机SCI 口连接的液晶显示屏显示车辆信息。所述的虚拟仪表部分设有一视频 转换电路板，以实现VGA信号和视频信号之间的切换，可以自由的切换界面。
所述的数字仪表的背光灯为LED,所述的LED均匀间隔分布成一圆盘，与仪表面膜相隔一 定距离，并通过导光板透光隔光。
本实用新型提高了汽车组合仪表指针的显示精度，简化了仪表界面，压縮了仪表体积，方 便了仪表安装，提高了仪表背光亮度，美化了仪表外观。
图l为本实用新型的原理框图。
图2为本实用新型的电源模块原理图。
图3为本实用新型的LCD控制模块原理图。
图4为本实用新型的步进马达控制原理图。
图5为本实用新型的CAN节点网络设置原理图。
图6为本实用新型的背光控制图。
图7为本实用新型的虚拟仪表软件流程图。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本发明作进一步描述。
一种基于CAN总线下全数字智能化汽车组合仪表，包括数字仪表部分和虚拟仪表部分
数字仪表部分以一个通过CAN总线接收信号的单片机作为主处理器，所述的单片机分别 与电源控制模块、LCD控制模块、步进马达控制模块、CAN节点网络设置模块、以及各状态指 示灯连接。数字仪表显示内容有转速表，时速表，里程计数LCD，左右转向灯信号显示，开 关门信号显示。数字仪表部分采用高节能,寿命长的LED做表盘和指示灯背光。
虚拟仪表部分包括串口接受和处理，按钮事件响应，仪表界面的显示，故障界面的显示， 视频的切换。基于所述的单片机以实现多任务的运行调度，采用多任务调度的嵌入式软件设 计，通过与单片机SCI 口连接的液晶显示屏显示车辆信息。所述的虚拟仪表部分设有一视频 转换电路板，以实现VGA信号和视频信号之间的切换，可以自由的切换界面。
所述的数字仪表的背光灯为LED，所述的LED均匀间隔分布成一圆盘，与仪表面膜相隔一 定距离，并通过导光板透光隔光。原理图如图1所示，单片机使用ST的ST72F561，该MCU管脚达到64个，满足系统要求， 带一路CAN接口，我们另外通过SPI 口扩展了一路CAN，通过SCI 口把相应信号传输给虚拟仪 表，用4路I/0口控制2个步进电机，8路1/0 口控制2个LCD。
一、 电源控制模块
汽车多数采用电瓶供电，由于受到诸如发动机启动等因素的影响，致使电瓶输出电压会 出现瞬时高达70伏的脉冲，因而在电源处理上我们采用国半的开关电源芯片LM25576，其输 入电压宽度为7V-42V,在电源输入端我们还采用了过压保护电路，具体应用如图2所示，我 们可以通过调节R3与R4两个电阻的比值来调节芯片的输出电压。具体公式如下
R4/R3= (Vout/1.225-1)。
二、 LCD控制模块
我们采用的LCD是定制的8段码液晶屏，具有4个公共输出端，12个段输出，可以显示 0-99999. 9的数值。在驱动上我们采用合泰的HT1621，它是32X4的LCD控制器，采用串行通 信接口，只需4个I/0口资源即可控制一个LCD，因而能有效缓解I/0资源紧张的局面。如图 3所示。
三、 步进马达控制模块
AX12.017是一款一拖四的电机驱动芯片，其控制精度高，方便，经济，只需2路I/0资 源就可以控制一个步进马达，是在多仪表盘情况下的比优秀选择，控制的时候只需控制方向 信号的高低电平变化就可以改变电机的方向，在电机步进信号输入端输入脉冲就可以控制电 机运动，通过调节脉冲的频率可以实现电机的速度调节。在控制过程中还加入了电机调速机 制其原理是调节驱动芯片脉冲输入脚的频率使指针在运动过程中更加平缓流畅，保证电机不 失步,控制原理图如图4所示。
四、 CAN节点网络设置模块
我们在设计的时候利用C認网络设计大大减少的车身线束的长度，传感器信号的采集工 作采用就近安全原则，让靠近的结点采集之后通过总线传输给仪表，仪表同时还作为网关负 责虚拟仪表与CAN网络之间及发动机信息之间的通信传递，发动机与我们的CAN网络之间采 用两路速度不同的CAN信息通信从而保证了通信的安全避免之间的污染，功能框图如图5所 示。
五、 背光控制
经过实际测量，合适的LED背光距离为13 17mm，计算距离为从LED2底部到仪表面膜1的距离，我们经过反复调校，最终距离定为16mm，如图6所示。LED分布为一圆环，相邻间距 为20mm—30隱之间。通过导光板3隔光透光，实现在面膜1上得均匀光照，LED上得到梯形 即为导光孔。我们选择AVAGO公司型号为HSMW-A100-R50J1的白色LED作为仪表盘背光。同 时，左右转向灯跟开关门指示灯就相应的用绿色跟红色作为背光指示，高度也为16mm。 六、虚拟仪表
虚拟仪表采用ARM920T作为核心模块，采用视频转换电路板在VGA信号和视频信号之间 进行切换。信号的显示采用一块7寸的三星TFT液晶显示屏，分辨率为800X480。
虚拟仪表的硬件模块嵌于数字仪表中。如上所说，数字仪表具有网关的功能，从各模块 上取得的信息，通过CAN总线传输至数字仪表后，数字仪表将虚拟仪表所需要的信息打包， 通过串口进行通讯。
虚拟仪表的电源供给也来自于数字仪表。当+30电源开始工作后，数字仪表启动，数字仪 表模块对当前的电源进行转换，向虚拟仪表提供12V电源。
虚拟仪表的主要功能是由软件来体现的，在本系统中，我们采用了 WINCE 4.0的开发平 台，开发工具用的是EVC4.0。软件流程图如图7所示。虚拟仪表通过3个界面向驾驶员提过 所需要的信息。
权利要求1、基于CAN总线下全数字智能化汽车组合仪表，其特征在于包括数字仪表部分和虚拟仪表部分；数字仪表部分以一个通过CAN总线接收信号的单片机作为主处理器，所述的单片机分别与电源控制模块、LCD控制模块、步进马达控制模块、CAN节点网络设置模块、以及各状态指示灯连接；所述的虚拟仪表部分基于所述的单片机以实现多任务的运行调度，通过与单片机SCI口连接的液晶显示屏显示车辆信息。
2、 根据权利要求1所述的基于CAN总线下全数字智能化汽车组合仪表，其特征在于 所述的虚拟仪表部分设有一视频转换电路板，以实现VGA信号和视频信号之间的切换。
3、 根据权利要求1所述的基于CAN总线下全数字智能化汽车组合仪表，其特征在于 所述的数字仪表的背光灯为LED,所述的LED均匀间隔分布成一圆盘，与仪表面膜相隔一 定距离，并通过导光板透光隔光。
专利摘要本实用新型涉及一种基于CAN总线下全数字智能化汽车组合仪表，通过CAN总线接受信号，通过单片机控制，用高精度，小型化步进电机取代动圈式和磁动式机心，包括数字仪表部分和虚拟仪表部分。数字仪表显示内容有转速表，时速表，里程计数LCD，左右转向灯信号显示，开关门信号显示。数字仪表部分采用高节能、寿命长的LED做表盘和指示灯背光。虚拟仪表采用一块7寸宽屏的TFT显示屏来显示车辆信息，采用多任务调度得嵌入式软件设计，运用视频转换电路板在VGA信号和视频信号之间进行切换，可以自由的切换界面，使得仪表简洁美观。该仪表具有性能可靠，功能齐全，界面美观，使用方便，体积小，精度高等特点。
文档编号G01D7/00GK201152756SQ200820055528
公开日2008年11月19日 申请日期2008年2月18日 优先权日2008年2月18日
发明者懿 朱, 杨晓锋, 翱 段, 王永和, 童祖德, 黄正辉 申请人:上海信耀电子有限公司