專利名稱：基于can總線的商務車用儀表的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及汽車儀表裝置，特別是涉及一種基于CAN總線的商務車用儀表。
背景技術(shù)：
商務車集轎車、旅行車和廂式貨車的功能于一身，車內(nèi)每個座椅都可調(diào)整，并有多種組合的方式，例如可將中排座椅靠背翻下即可變?yōu)樽琅_，前排座椅可作180度旋轉(zhuǎn)等。與一般的小轎車相比，商務車具有車身長、內(nèi)部結(jié)構(gòu)復雜、車用電器設(shè)備種類多、電器設(shè)備功率大等特點。傳統(tǒng)的商務車控制系統(tǒng)往往都采用電纜直接連接，既大量浪費了電纜資源，又 大大增加了連接線路中的不安全性。采用總線式組合儀表系統(tǒng)，一方面可以大大減少電纜連接，節(jié)約資源，另一方面也可對各個車用電器進行實時監(jiān)測，一旦發(fā)現(xiàn)事故隱患可實時報警、及時處理，為人民的生命財產(chǎn)安全提供重要保證。目前，CAN總線已在汽車動力系統(tǒng)和車身系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)通信與控制中得到廣泛的應用。汽車儀表作為車身控制系統(tǒng)的一部分，對于簡化汽車線束、增強控制功能、提高安全保證、降低燃油消耗、節(jié)約制造成本等問題也越來越緊迫，目前整車廠在用的傳統(tǒng)儀表線束多，連接復雜，信息反映不完全，抗干擾能力弱。鑒于此，本發(fā)明人設(shè)計出一種基于CAN總線的商務車用儀表，克服上述存在的缺陷，本案由此產(chǎn)生。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的就是提供一種基于CAN總線的商務車用儀表，連接簡單，抗干擾能力強，穩(wěn)定性高。為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型的解決方案為基于CAN總線的商務車用儀表，包括處理單元，以及與處理單元各端口相連的CAN總線模塊、傳感器模塊、報警模塊、儀表背光模塊、表頭模塊、液晶模塊、接口模塊、電源模塊和存儲器模塊；其中，所述傳感器模塊連接處理單元模擬量輸入端，包括里空調(diào)溫度信號處理電路和燃油傳感器信號處理電路；所述表頭模塊連接處理單元的脈沖輸出端，包括里程表頭、轉(zhuǎn)速表頭、燃油表頭、水溫表頭以及驅(qū)動上述表頭的4個步進電機；所述液晶模塊包括點陣液晶和段碼LCD液晶。所述處理單元采用MC9S12HY64芯片，該芯片具有CAN處理器、PWM/分頻輸出、10位A/D、LCD控制器等多種外圍功能的16位汽車級單片機。所述CAN總線模塊連接處理單元的數(shù)據(jù)收發(fā)端，該模塊包括CAN接口芯片、共模電感瞬變抑制器、終端電阻以及濾波電路；CAN接口芯片的輸入端依次連接共模電感瞬變抑制器和濾波電路，CAN接口芯片的輸出端接至處理單元的輸入端，終端電阻包括兩個相互串聯(lián)的電阻，連接在共模電感瞬變抑制器和濾波電路之間，其主要作用為消除在通信電纜中的信號反射，提供CAN終端確定電平。報警模塊連接處理單元主要分為2部分，一部分是汽車上各部件的LED燈報警，另外一部分是蜂鳴器聲音報警，這兩部分共同組成了汽車的聲光報警部分，增加駕駛?cè)藛T對汽車狀態(tài)的了解，提高汽車的安全性。其中LED燈報警指示部分分為直接控制和處理單元判斷控制兩種電路，蜂鳴器通過處理單元的PWM控制。儀表背光模塊連接處理單元為儀表提供背光，由汽車的小燈開關(guān)控制，在燈光黑暗的環(huán)境下行駛，打開儀表背光可以很清楚地知道汽車發(fā)動機轉(zhuǎn)速，車速等車輛行駛信息，儀表背光模塊采用處理單元PWM驅(qū)動控制實現(xiàn)。液晶模塊連接在處理單元的液晶驅(qū)動端上，顯示燃油和水溫的數(shù)據(jù)。接口模塊為連接汽車儀表和汽車電器的紐帶，主要用于傳輸汽車儀表所要表達的各種信號。 處理單元的外部供電端連接電源模塊。存儲器模塊采用ATMEL公司的8K的E2PR0M芯片。存儲儀表需要保存的數(shù)據(jù)比如里程小計和累計等等。所述傳感器模塊的空調(diào)溫度信號處理電路分為三個處理部分，第一部分是信號的低通濾波電路，濾除信號中的高頻信號；第二部分為電平轉(zhuǎn)換電路；第三部分為后級低通濾波電路。所述燃油傳感器信號處理電路分為二個部分，第一部分是信號的上拉電阻；第二部分是信號濾波電路。采用上述方案后，可以最大化簡化汽車線束、增強控制功能、提高安全保證、信息反映完全，抗干擾能力強。其中本實用新型中的CAN總線采用共模電感進行隔離，防止CAN處理電路的不可恢復性破壞，另外CAN總線本身具有高抗電磁干擾性，速度快，距離遠，數(shù)據(jù)出錯率極低，設(shè)置優(yōu)先級滿足不同實時性等特點。

圖I是本實用新型較佳實施例的模塊結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實用新型較佳實施例的處理單元的引腳圖；圖3是本實用新型較佳實施例的CAN總線模塊電路圖；圖4是本實用新型較佳實施例的傳感器模塊電路圖；圖5是本實用新型較佳實施例的報警模塊電路圖；圖6是本實用新型較佳實施例的儀表背光模塊電路圖；圖7是本實用新型較佳實施例的表頭模塊電路圖；圖8是本實用新型較佳實施例的液晶模塊電路圖；圖9是本實用新型較佳實施例的接口模塊電路圖；圖10是本實用新型較佳實施例的電源模塊電路圖；圖11是本實用新型較佳實施例的存儲模塊電路圖；圖12是本實用新型較佳實施例的調(diào)試端口電路圖；圖13是本實用新型較佳實施例的按鍵電路圖。
具體實施方式
如圖I所示，本實用新型較佳實施例包括處理單元1，以及與處理單元各端口相連的CAN總線模塊2、傳感器模塊3、報警模塊4、儀表背光模塊5、表頭模塊6、液晶模塊7、接口模塊8、電源模塊9和存儲模塊10。在本實施例中，處理單元I采用freescale公司的MC9S12HY64芯片，該芯片是帶CAN處理器、PWM/分頻輸出、10位A/D、LCD控制器等外圍功能的16位汽車級單片機。MC9S12HY64采用6芯BDM接口來進行程序下載，其豐富的外圍IO資源可以省去輸入輸出的IO 口擴展，集成度更高，其外圍連接電路如圖2所示，MC9S12HY64芯片中的管腳RXCAN和管腳TXCAN連接CAN BUS模塊，MC9S12HY64芯片中的管腳55腳至67腳，98腳連接LED報警指示燈和蜂鳴器報警部分。儀表背光模塊由小燈開關(guān)電源直接控制的方式，液晶模塊7的數(shù)據(jù)線通過電平轉(zhuǎn)換芯片連接在MCU的37腳至44腳，液晶模塊7的控制線通過電平轉(zhuǎn)換后連接在MCU的45腳，46腳以及51至54腳。處理單元I的外部供電端連接電源模塊9。存儲器模塊10的通訊線分別連接處理單元I的83腳和84腳。如圖3所示，CAN總線模塊2包括CAN接口芯片21、共模電感瞬變抑制器22、終端電阻23、以及濾波電路24?！0034]CAN接口芯片21采用的型號為TJA1050T，其輸入端連接共模電感瞬變抑制器22，用于過濾共模點此干擾信號。共模電感瞬變抑制器22的輸入端上還依次連接有終端電阻23和濾波電路24，對電路進行整流。傳感器模塊3如圖4所示，主要對汽車儀表所需的傳感器信號進行采集處理，包括空調(diào)溫度信號電路31和燃油傳感器信號處理電路32，其他各種傳感器通過汽車其他模塊轉(zhuǎn)換為CAN信號發(fā)送給儀表?？照{(diào)溫度信號處理電路31分為三個處理部分，第一部分是信號的低通濾波電路，濾除信號中的高頻信號，由器件2R22，2R23，2C1，2D1和2C8組成；第二部分為電平轉(zhuǎn)換電路，由器件2R28，2R29以及2Q1組成，空調(diào)溫度信號傳感器處理來的高電平為8 12V的脈沖轉(zhuǎn)換成處理單元I可采集的高電平為5V脈沖信號；第三部分后級低通濾波電路由2R30和2C5組成。里程和轉(zhuǎn)速脈沖信號數(shù)據(jù)此表來自CAN總線，由處理單元I通過對CAN總線過來的數(shù)據(jù)進行解析直接顯示。燃油傳感器信號處理32分為二個部分，第一部分是信號的上拉電阻，由器件R6，Q3，R8，Ql和2R25組成，與傳感器電阻信號相匹配提取傳感器電阻上的電壓信號，其中R6，Q3，R8和Ql組成上拉電阻的電源控制電路，在汽車熄火狀態(tài)可以斷開電源使得燃油傳感器處在不工作狀態(tài)，確保儀表休眠時滿足低功耗要求；第二部分是信號濾波電路，由器件2R24，2C11和2C10組成組要是對傳感器過來的信號起到濾波的作用，同時2R24還具有限流的作用，比如萬一燃油傳感器信號接口接了其他12V的信號，也不會破壞處理單元1，如果沒有2R24或者2R24過小，則很可能損壞處理單元I的采集管腳。水溫信號也來自CAN總線。其中，燃油傳感器32連接在MC9S12HY64芯片上的模擬量輸入管腳。本實施例中的報警模塊4如圖5所示，主要有兩種結(jié)構(gòu)，一種是圖5所示的指示燈電路4廣43，一種是蜂鳴器電路44。其中指示燈電路42中是汽車上引出的硬線直接控制，比如左轉(zhuǎn)向，右轉(zhuǎn)向，后霧燈等，報警指示電路43由控制單元I中的處理單元I直接控制。報警指示電路41由處理單元I采集信號，通過43處理單元I控制相應的指示燈。蜂鳴器電路44由處理單元I的第98腳直接控制。儀表背光模塊5如圖6所示，儀表背光采用直接控制的方式。表頭模塊6圖如7所示，有四個步進電機驅(qū)動的表頭，分別為里程表頭、轉(zhuǎn)速表頭，燃油表頭和水溫表頭，由處理單元I的步進電機驅(qū)動管腳直接驅(qū)動控制。[0040]液晶模塊7如8所示，包括兩部分，一部分為160*160的點陣液晶，這是一款3. 3V系的液晶，由于處理單元I是5V電源，所以處理單元I與液晶之間需要進行電平轉(zhuǎn)換，7Γ74組成點陣液晶電路，其中71為5V到3. 3V電源轉(zhuǎn)換，72和73為處理單元I與點陣液晶之間的數(shù)據(jù)和控制線的電平轉(zhuǎn)換電路。另外一部分是段碼LCD液晶75，由處理單元I內(nèi)部的LCD控制器直接控制。接口模塊8如圖9所示，提供汽車儀表所需的各種信號。電源模塊9如圖10所示，該電源采用常供電的方式，該模塊包括穩(wěn)壓處理單元91、外部供電單元92、失電檢測單元93和其他采樣電路電源94。穩(wěn)壓處理單元91采用4275開關(guān)電源將蓄電池電源進行穩(wěn)壓處理，得到5V統(tǒng)供電電源。另外，外部供電單元92包括鑰匙火和蓄電瓶正極兩部分，失電檢測單元93為汽車熄火儀表進行失電后指針回零，里程保存，進入休眠操作的一個判斷。采樣電路電源94在汽車熄火后停止對采樣電路供電，節(jié)省功耗，另外避免儀表系統(tǒng)在汽車熄火后對外供電而產(chǎn)生錯誤的信息。存儲模塊10如圖11所示，使用的存儲芯片是ATMEL公司的8K的E2PR0M芯片。存儲儀表需要保存的數(shù)據(jù)比如里程小計和累計等等。另外，本實施例中還配調(diào)試端口(如圖12)和操作按鍵(如圖13)，操作按鍵連接在MC9S12HY64芯片上，共2個，一個對汽車里程進行小計清零，另外一個實現(xiàn)油耗界面切換功能。調(diào)試端口模擬提供儀表脈沖，模擬量，CAN信號實現(xiàn)對儀表各種信號調(diào)試的功能。本實用新型具有完善的報警模塊，對汽車硬線引出的信號可以直接報警，也可以對經(jīng)過處理單元I處理后的信號進行報警。上述實施例和圖式并非限定本實用新型的產(chǎn)品形態(tài)和式樣，任何所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員對其所做的適當變化或修飾，皆應視為不脫離本實用新型的專利范疇。
權(quán)利要求1.基于CAN總線的商務車用儀表，其特征在于包括處理單元，以及與處理單元各端口相連的CAN總線模塊、傳感器模塊、報警模塊、儀表背光模塊、表頭模塊、液晶模塊、接口模塊、電源模塊和存儲器模塊；其中，所述傳感器模塊連接處理單元模擬量輸入端，包括空調(diào)溫度信號處理電路和燃油傳感器信號處理電路；所述表頭模塊連接處理單元的脈沖輸出端，包括里程表頭、轉(zhuǎn)速表頭、燃油表頭、水溫表頭以及驅(qū)動上述表頭的4個步進電機；所述液晶模塊包括點陣液晶和段碼LCD液晶。
2.如權(quán)利要求I所述的基于CAN總線的商務車用儀表，其特征在于所述處理單元采用 MC9S12HY64 芯片。
3.如權(quán)利要求I所述的基于CAN總線的商務車用儀表，其特征在于所述CAN總線模塊連接處理單元的數(shù)據(jù)收發(fā)端，該模塊包括CAN接口芯片、共模電感瞬變抑制器、終端電阻以及濾波電路；CAN接口芯片的輸入端依次連接共模電感瞬變抑制器和濾波電路，CAN接口芯片的輸出端接至處理單元的輸入端，終端電阻包括兩個相互串聯(lián)的電阻，連接在共模電感瞬變抑制器和濾波電路之間。
4.如權(quán)利要求I所述的基于CAN總線的商務車用儀表，其特征在于報警模塊包括LED燈報警和蜂鳴器聲音報警，其中LED燈報警指示部分分為直接控制和處理單元判斷控制兩種，蜂鳴器通過處理單元處理單元的PWM控制。
5.如權(quán)利要求I所述的基于CAN總線的商務車用儀表,其特征在于儀表背光模塊米用理單元PWM驅(qū)動控制實現(xiàn)。
6.如權(quán)利要求I所述的基于CAN總線的商務車用儀表，其特征在于液晶模塊連接在處理單元的液晶驅(qū)動端上。
7.如權(quán)利要求I所述的基于CAN總線的商務車用儀表，其特征在于處理單元的外部供電端連接電源模塊。
8.如權(quán)利要求I所述的基于CAN總線的商務車用儀表，其特征在于存儲器模塊采用ATMEL公司的8K的E2PR0M芯片。
9.如權(quán)利要求I所述的基于CAN總線的商務車用儀表，其特征在于所述傳感器模塊的空調(diào)溫度信號處理電路分為三個處理部分，第一部分是信號的低通濾波電路；第二部分為電平轉(zhuǎn)換電路；第三部分為后級低通濾波電路；所述燃油傳感器信號處理電路分為二個部分，第一部分是信號的上拉電阻；第二部分是信號濾波電路。
專利摘要本實用新型公開一種基于CAN總線的商務車用儀表，包括處理單元，以及與處理單元各端口相連的CAN總線模塊、傳感器模塊、報警模塊、儀表背光模塊、表頭模塊、液晶模塊、接口模塊、電源模塊和存儲器模塊?？梢宰畲蠡喕嚲€束、提高安全保證、信息反映完全，抗干擾能力強。其中本實用新型中的CAN總線采用共模電感進行隔離，防止CAN處理電路的不可恢復性破壞，另外CAN總線本身具有高抗電磁干擾性，速度快，距離遠，數(shù)據(jù)出錯率極低，設(shè)置優(yōu)先級滿足不同實時性等特點。
文檔編號G01D7/04GK202719989SQ20122032628
公開日2013年2月6日 申請日期2012年7月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月6日
發(fā)明者馬敏杰, 姜偉東, 沈永慶, 姚玉祥, 蔡海剛 申請人:浙江汽車儀表有限公司