专利名称：一种步进电机汽车组合仪表的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种汽车组合仪表，尤其涉及一种步进电机汽车组合仪表。
背景技术：
目前汽车仪表主要采用传统的机械结构，在少量电子仪表中也有使用动磁 线圈作为指针驱动指示汽车仪表工作状态；传统的机械式仪表存在成本高、性 能不稳定、加工复杂、不美观等缺陷；而且目前的部分动磁线圏驱动仪表，存 在指示精度不高、 一致性不好、容易损坏等缺陷。而且现有的步进电机汽车组 合仪表存在仪表指针运动不连续、相应信号变化速度比较慢、并且步进电机运 行噪声较大的缺点。
发明内容
本实用新型的主要目的在于提供一种步进电机汽车组合仪表，其指针运行 平稳、连续并且指示准确。
为了达到上述目的，本实用新型提供了一种步进电机汽车组合仪表，其包 括微处理器、步进电机驱动电路、步进电机和指示仪表，其中，
所述微处理器，与所述步进电机驱动电路电连接，用于采集需指示的车辆 的信号，并才艮据该信号向所述步进电机驱动电路发送相应的电脉冲；
所述步进电机驱动电路，与所述步进电机电连接，用于根据所述电脉冲驱 动所述步进电机按设定的方式转动设定的角度；
所述步进电机，带动所述指示仪表的指针相应转动。
优选的，所述步进电机驱动电路为细分驱动器。
优选的，所述微处理器包括时间控制单元和处理单元；
所述时间控制单元，与所述处理单元电连接，用于每隔一预定时间向所述 处理单元发送控制指令；所述处理单元，与所述步进电机驱动电路电连接，在收到来自所述时间控 制单元的控制指令时，采集车辆的需指示的信号，并根据该信号向所述步进电机驱 动电路发送相应的电脉冲。
优选的，本实用新型所述的步进电机汽车组合仪表还包括液晶驱动器和液 晶屏，所述液晶驱动器分别与所述处理器和所述液晶屏电连接。
优选的，所述微处理器包括处理单元和时钟电路，所述时钟电路与所述处 理单元电连接，所述处理单元与所述步进电机驱动电路电连接。
口和蜂鸣器，所述通用异步串行接口分别与所述微处理器和一 PC机电连接，所 述蜂鸣器和所述微处理器电连接；所述微处理器通过所述通用异步串行接口与 所述PC机相连接，对内部数据进行配置，所述处理器根据配置信息对输入信号 进行判断，如果所述输入信号满足报警条件时控制所述蜂鸣器报警。
优选的，本实用新型所述的步进电机汽车組合仪表还包括信号指示单元， 所述信号指示单元与所述微处理器连接。
带动仪表的指针，并采用了细分驱动器作为步进电机驱动器，使得本实用新型 所述的步进电机汽车组合仪表的指针运行平稳、连续、指示准确、指示响应时 间短并且运行噪声低。
附图标记
图1是本实用新型所述的步进电机汽车组合仪表的结构框图； 图2是本实用新型一 实施例所述的步进电机汽车组合仪表的表盘示意图； 图3是本实用新型一实施例所述的步进电机汽车組合仪表的电控部分的结 构框图4是本实用新型一实施例所述的步进电机汽车组合仪表的系统控制程序 的主程序框图5是本实用新型一实施例所述的步进电机汽车组合仪表的系统控制程序 的中断程序框图。
具体实施方式
本实用新型没有釆用传统的机械式或动磁线圏驱动仪表指针的指示方式,而是使用了步进电机作为仪表指针的驱动方式。
本实用新型所述的步进电机汽车组合仪表，采集汽车的行驶速度、发动机 转速、电瓶电压、机油压力、引擎冷却液温度、燃油、气压信号和开关量信号， 经过微处理器进行处理后，向步进电机驱动器发送相应的电脉冲，所述步进电 机驱动器根据该电脉冲驱动步进电机按设定的方向转动，从而步进电机带动指 示仪表的指针也相应转动。
步进电机驱动电路12、步进电机13和指示仪表14,
所述微处理器ll,与所述步进电机驱动电路12电连接，用于采集需指示的 车辆的信号，并根据该信号向所述步进电机驱动电路12发送相应的电脉冲；
所述步进电机驱动电路12,与所述步进电机13电连接，用于根据所述电脉 冲驱动所迷步进电机按设定的方式转动设定的角度；
所述步进电机13，带动所述指示仪表14的指针相应转动。
根据一种具体实施方式
，所述步进电机驱动电路12为细分驱动器，采用了 步进电机细分驱动技术；
步进电机细分驱动技术实质上是一种电子阻尼技术，其主要目的是提高步 进电机的运转精度，实现步进电机步距角的高精度细分；其次，步进电机细分 驱动技术的附带功能是减弱或消除步进电机的低频振动；低频振动是步进电机 的固有特性，而细分是消除它的最佳途径。
步进电机细分驱动技术完全是由步进电机驱动器靠精确控制电机的相电流 所产生的，与步进电机无关。
采用了细分驱动器驱动步进电机后，步进电机的步距角变小了。例如，如 果步进电机驱动器工作在12细分状态时，其步距角只为"步进电机固有步距角" 的十二分之一，也就是当步进电机驱动器工作在没有细分的整步状态时，微 处理器每发一个电脉冲，步进电机转动12度；而使用工作在12细分状态的细 分驱动器时，步进电机只会转动l度。
根据另一种具体实施方式
，所述微处理器11包括时间控制单元和处理单元；
所述时间控制单元，与所述处理单元电连接，用于每隔一预定时间向所述 处理单元发送控制指令；所述处理单元，与所述步进电机驱动电路12电连接，在收到来自所述时间 控制单元的控制指令时，采集车辆的需指示的信号，并根据该信号向所述步进
电才几驱动电路12发送相应的电脉冲。
由于釆用了所述时间控制单元111对步进驱动的时间进行控制，因此可以 进一步提高步进电机的响应速度和转动连续性，同时大幅度降低了步进电机的 转动噪声，使得本实用新型所述的步进电机汽车组合仪表的指针运行平稳、连 续、指示准确、指示响应时间短并且运行噪声低。
如图2所示，本实用新型一实施例所述的步进电机汽车组合仪表的表盘示 意图；如图3所示，本实用新型一实施例所述的步进电机汽车组合仪表的电控 部分的结构框如图4所示，本实用新型一实施例所述的步进电机汽车组合仪表的系统控 制程序的主程序框图；如图5所示，本实用新型一实施例所述的步进电机汽车 组合仪表的系统控制程序的中断程序框图；本实用新型 一 实施例所述的步进电 机汽车组合仪表的系统控制程序包括主程序和中断程序，所述主程序主要负责 对整个系统进行初始化、对采集得到的信号量进行运算和处理、控制信息的输 出和管理报警操作；所述中断程序主要负责控制步进电机的细分驱动管理。
如图2所示，本实用新型一实施例所述的步进电机汽车组合仪表的表盘上 包括电瓶电压表1、机油压力表2、引擎冷却液温度表3、仪表按键4、燃油表5、 气压表6、气压表7、液晶显示屏8、车速表9、信号指示表IO、引擎转速表101 和液晶显示屏102。
如图3所示，本实用新型一实施例所述的步进电机汽车组合仪表的电控部 分包括微处理器、步进电机驱动器、步进电机、液晶驱动电路、液晶显示屏、 通用异步串行接口 UART、蜂鸣器和信号指示单元；
其中，所述步进电机驱动器为两个，所述步进电机为8个，每一步进电机 分别驱动四个步进电机；
所述液晶驱动电路为两个，所述液晶显示屏为两个，每个液晶驱动电路分 别与一液晶显示屏电连接，以驱动该液晶显示屏；所述液晶驱动电路分别与所 述微处理器电连接；
所述微处理器，型号为PIC18F452，其采集输入的模拟信号、数字信号和开 关量信号，其中，所述模拟信号包括电瓶电压、机油压力、引擎冷却液温度、油量和气压信号；所述数字信号包括引擎的转速和车辆行驶速度信号；所述开
关量信号是一些需要通过所述信号指示单元显示的信号的输入量；
所述微处理器通过采集和处理车辆的速度信号，得到当前车辆的行驶速度
和累计行驶里程的相关数据；所述微处理器将车辆的累计里程先存储在所述微 处理器内部的存储器中，然后显示到对应的液晶显示屏上；所述微处理器将当 前的车速信号转换为电脉冲，并将该电脉冲传送至所述步进电机驱动器，所述 步进电机驱动器根据该电脉冲驱动带动所述车速表9的指针的步进电机，使得 该步进电机带动所述车速表9的指针按照预先设定的运行方式运行到指定的指 示位置；
所述微处理器采集引擎转速信号，计算和处理得到当前的引擎转速信息， 并将其转换为相应的电脉冲，并将该电脉冲传送至所述步进电机驱动器，所述 步进电机驱动器根据该电脉冲驱动带动所述引擎转速表101的指针的步进电机， 使得该步进电机带动所述引擎转速表101按照预先设定的运行方式运行到指定 的指示位置；
所述微处理器通过对模拟信号的釆集和处理得到当前的电瓶电压、机油压 力、引擎冷却液温度、油量和两路气压的信息，并将各信息转换成传送至所述 步进电机驱动器的电脉冲，控制各步进电机按照预先设定的方式运行到对应位 置；
所述微处理器包括处理单元和时钟电路，所述处理单元读取所述时钟电路 记录的当前时间，并将所述当前时间转换为相应的控制信号，将所述控制信号 传送至所述液晶驱动器，所述液晶驱动器根据该控制信号驱动所述液晶显示屏， 使得所述当前时间显示于所述液晶显示屏上。
所述信号指示单元，与所述微处理器连接，包括多个发光二极管，用于指 示汽车相关信息的信号量；所述微处理器还负责采集所述信号指示单元的部分 输入，并控制相关输出。
所述微处理器与所述蜂鸣器电连接，并且所述微处理器可以通过通用异步 串行接口 UART与PC机相连接，通过专用软件对内部数据进行配置，所述微 处理器可以根据配置信息对输入信号进行判断，如果所述输入信号满足报警条 件时将控制蜂鸣器报警。
以上说明对本实用新型而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技 术人员理解，在不脱离所附权利要求所限定的精神和范围的情况下，可做出许多修改，变化或等效，但都将落入本实用新型的保护范围内。
权利要求1、一种步进电机汽车组合仪表，其特征在于，其包括微处理器、步进电机驱动电路、步进电机和指示仪表，其中，所述微处理器，与所述步进电机驱动电路电连接，用于采集需指示的车辆的信号，并根据该信号向所述步进电机驱动电路发送相应的电脉冲；所述步进电机驱动电路，与所述步进电机电连接，用于根据所述电脉冲驱动所述步进电机按设定的方式转动设定的角度；所述步进电机，带动所述指示仪表的指针相应转动。
2、 根据权利要求1所述的步进电机汽车组合仪表，其特征在于，所述步进 电机驱动电路为细分驱动器。
3、 根据权利要求1或2所述的步进电机汽车组合仪表，其特征在于，所述^Ut理器 包括时间控制单元和处理单元；所述时间控制单元，与所述处理单元电连接，用于每隔一预定时间向所述 处理单元发送控制指令；所述处理单元，与所述步进电机驱动电路电连接，在收到来自所述时间控 制单元的控制指令时，采集车辆的需指示的信号，并根据该信号向所述步进电 机驱动电路发送相应的电脉冲。
4、 根据权利要求1或2所述的步进电机汽车组合仪表，其特征在于，其还 包括液晶驱动器和液晶屏，所述液晶驱动器分别与所述处理器和所述液晶屏电 连接。
5、 根据权利要求4所述的步进电机汽车组合仪表，其特征在于，所述微处 理器包括处理单元和时钟电路，所述时钟电路与所述处理单元电连接，所述处 理单元与所述步进电机驱动电路电连接。
6、 根据权利要求5所述的步进电机汽车组合仪表，其特征在于，其还包括 通用异步串行接口和蜂鸣器，所述通用异步串行接口分别与所述微处理器和一 PC机电连接，所述蜂鸣器和所述微处理器电连接；所述微处理器通过所述通用 异步串行接口与所述PC机相连接，对内部数据进行配置，所述处理器根据配置 信息对输入信号进行判断，如果所述输入信号满足报警条件时控制所述蜂鸣器 报警。
7、 根据权利要求6所述的步进电机汽车组合仪表，其特征在于，其还包括信号指示单元，所述信号指示单元与所述微处理器连接。
专利摘要本实用新型提供了一种步进电机汽车组合仪表，其包括微处理器、步进电机驱动电路、步进电机和指示仪表，其中，所述微处理器，与所述步进电机驱动电路电连接，用于采集需指示的车辆的信号，并根据该信号向所述步进电机驱动电路发送相应的电脉冲；所述步进电机驱动电路，与所述步进电机电连接，用于根据所述电脉冲驱动所述步进电机按设定的方式转动设定的角度；所述步进电机，带动所述指示仪表的指针相应转动。本实用新型所述的步进电机汽车组合仪表采用步进电机带动仪表的指针，并采用了细分驱动器作为步进电机驱动器，使得本实用新型所述的步进电机汽车组合仪表的指针运行平稳、连续、指示准确、指示响应时间短并且运行噪声低。
文档编号G01D7/02GK201352125SQ200920001298
公开日2009年11月25日 申请日期2009年2月11日 优先权日2009年2月11日
发明者宋宝森, 宋晓岩, 祁天存 申请人:哈尔滨威帝汽车电子有限公司