纯电动车组合仪表的设计
吴敦福1，陈剑2，吴玉松3
1武汉理工大学自动化学院，武汉（430070） 2长安大学信息学院，西安（710062） 3武汉理工大学自动化学院，武汉（430070）
Emial ：wudunfu@https://www.doczj.com/doc/a318573058.html,
摘要摘要：设计了一种以AT89S52单片机为核心的纯电动车组合仪表，
它可以显示汽车的总里程、行驶总时间、电池电压和剩余电量、电机电流、速度以及各种信号灯。该系统由硬件和软件两大部分组成，其中硬件电路由电源模块、电压电流采样模块及相应的模拟信号处理模块、驱动模块和显示部分等部分组成。本文介绍了硬件的工作原理和功能以及软件的设计思想和流程。该系统构成简单，成本低，测量精度高。 关键字
关键字：组合仪表；步进电机；硬件；软件 1、引言引言
汽车作为当今社会最重要的交通运输工具之一，对国民经济的发展作出了重大的贡献。但随着车辆的增加，公路上汽车行驶的速度不断提高，行车密度增大，道路交通安全形式不容乐观，道路交通事故居高不下，事故起数和伤亡人数逐年上升，给人们生命财产造成了相当巨大的损失，保障车辆的运行安全，就成为关注的热点。汽车电子安全技术的出现为行车安全问题的解决带来了曙光。随着计算机技术、计算机网络、电子技术、传感器技术的飞速发展，汽车电子技术日趋成熟完善，在汽车上已得到广泛的应用与发展。汽车仪表盘作为汽车上最重要的信息终端，为驾驶员提供汽车行驶和汽车内各部分工作状态的信息。随着汽车电子技术的发展，汽车仪表盘将成为汽车的电子控制信息中心，能提供的信息将越来越多，功能将越来越强大，是汽车电子技术的一个研究重点。
此仪表是结合导师的实际项目设计的，系统采用LCD和LED显示及第四代数字式步进电机指针式仪表的多种信息呈现方式。步进电机式仪表在欧美应用已相当普及, 其指示精度远远高于国家标准，与传统模拟电路电子式仪表相比具有显著优点,如响应速度快、无抖动，指示范围分度均匀等。此仪表具有可靠性高、通用性强等特点。
2、仪表仪表功能描述功能描述功能描述
设计一个适用性强的纯电动车仪表，主要实现对车子的速度的实时显示，电池的充放电时的电压，电动机工作时的电流，电量和里程的显示及各种信号灯。仪表上的各个量的显示方式为：10段LED发光条电量表；液晶小时计；步进电机指针电流表；步进电机指针电压表；步进电机指针表或液晶屏组合显示车速、里程；8路LED指示灯用于前进、后退、左转、右转、制动、大灯指示。
3、仪表的硬件架构设计仪表的硬件架构设计
汽车仪表系统由各种信号采集模块、处理与控制模块、驱动电路、显示模块和电源模块组成。其中采集模块负责采集电动车行驶时所关心的各工作状态信息参数，即仪表要显示的
https://www.doczj.com/doc/a318573058.html,
中国科技论文在线
信息量(如：电池电压、电机电流、车速、各种信号灯的开关状态)。处理与控制模块主要负责处理经过整形的脉冲信号(如：车速、LED指示灯信号)和各种模拟信号(如：电压、电流)。利用A/D转换芯片TLC1549完成对模拟信号的转换，然后由主控芯片AT89S52把各量送入步进电机和10段LED的驱动模块。驱动电路主要完成驱动步进电机分别显示电压、电流、车速及驱动驱动10段LED显示电量。显示模块主要负责对各个采集的信号的显示。电源模块负责提供电动车仪表的电能。本文仪表以AT89S52为核心，通过各种传感器对车速、电压、电流参数进行了实时测量，并通过相应的脉冲信号，模拟信号，开关量信号处理电路后进入AT89S52，经过计算后，驱动LCD 和LED及步进电机，从而实现相关显示信息实时显示。系统硬件总体结构如图1所示:
图2 最小系统框图和电源模块图
3.2 3.2 电压电流采样电路及其处理电压电流采样电路及其处理电压电流采样电路及其处理模块模块模块
(1) 电路图的简要说明
电压电流采样电路及其处理模块如图3所示。由此电路就可得到相应大小的电压和电流信号，这两路信号从多路模拟开关芯片CD4052输入，通过对此芯片的控制在输出端可得到电压或电流的模拟值。然后其中的一路信号就可以从A/D芯片TLC1549的A_IN端输入，再由软件控制把模拟值转成相对应大小数字信号[6]
。
电模模模模模电电
图3 电压电流采样电路及其处理电路
(2) TLC1549的工作原理
本文所用的A/D转换芯片TLC1549是美国德州仪器公司生产的10位模数转换器。它采用CMOS工艺，具有内在的采样和保持，采用差分基准电压高阻输入，抗干扰，可按比例量程校准转换范围，总不可调整误差达到±1LSB Max（4.8mV）等特点。
在芯片选择（CS）无效情况下，I/O CLOCK 最初被禁止且DATA OUT 处于高阻状态。当串行接口把CS拉至有效时，转换时序开始允许I/O CLOCK 工作并使DATA OUT 脱离高阻状态。串行接口然后把I/O CLOCK 序列提供给I/O CLOCK 并从DATA OUT 接收前次转换结果。I/O CLOCK 从主机串行接口接收长度在10和16个时钟之间的输入序列。开始10个I/O 时钟提供采
样模拟输入的控制时序。
图4 A/D转换的时序图
在CS的下降沿，前次转换的MSB出现在DATA OUT端。10位数据通过DATA OUT 被发送到主机串行接口。为了开始转换，最少需要10个时钟脉冲。如果I/O CLOCK 传送大于10个时钟长度，那么在的10个时钟的下降沿，内部逻辑把DATA OUT 拉至低电平以确保其余位的值为零。在正常进行的转换周期内，规定时间内CS端高电平至低电平的跳变可终止该周期，器件返回初始状态（输出数据寄存器的内容保持为前次转换结果）。由于可能破坏输出数据，所以在接近转换完成时要小心防止CS被拉至低电平。时序图如图4。
3.3 3.3 各显示的驱动各显示的驱动各显示的驱动电路电路电路
3.3.1 VID29--XXP 系列步进电机
下面简单介绍一下本系统中用的步进电机。系统中用的是VID29-05型号的步进电机，VID29系列步进电机是一种精密的微型步进电机，内置减速比180/1的齿轮系，主要应用于车辆的仪表指示盘，也可以用于其它仪器仪表装置中，将数字信号直接准确地转为模拟的显示输出。 (1)功能原理
VID29-XX / VID29-XXP步进电机是两相步进电机经三级齿轮减速转动输出的。电机的工作原理如图5所示[1]
：
图5 电机的工作原理图
(2)驱动和控制
此系列步进电机有两种控制方式一是分步驱动二是微步驱动，本设计采用了分布驱动模式而且两个线圈有一端是连在一起的。因此，只要在三端加上不同时序的脉冲就可以控制电机了。在分步模式下，每个脉冲可以驱动电机转子转动60。（即输出轴转动1/3度）。电机转动的方向取决于施加在电机左右线圈上的周期性脉冲序列的相位差。如图5所示，左线圈电压UL相位超前于右线圈电压UR时（相位差为π/3），VID29-05P电机输出轴将顺时针旋转，反之就可以反转。
3.3.2 驱动电路
本设计系统中各显示有不同的驱动电路如图6所示。由于电压、电流、速度都是步进电机指针显示形式，都是一样的电路，在此只是画出了电流的驱动电路。此驱动电路比较简单，采用的是乙类互补对称电路。分别有上下NPN型管和PNP型管，两管的基极和发射极相互连接在一起，脉冲从基极输入，从射极输出。驱动8个LED的发光二极管电路也很简单，信号进来通过光耦隔了来控制指示灯的亮灭。图6中给出了刹车油的电路，其它七路灯的电路和次一样不再累赘了。
a b c d
电电电电电电电电电电电74LS145电电10电LED刹刹刹模模刹电电
图6 各显示的驱动电路图
对电量显示的10段LED采用的是74LS145驱动芯片。该芯片的主要特点：这是一个4-10译码器，输出驱动电流大，功耗低等。表1是74LS145的功能逻辑图。
表1 74LS145逻辑图
由表1知
3
、2、1、
是单片机给74LS145芯片信号的输入引脚，
0~9是芯片
74LS145给10段LED信号的输出引脚。由3P 2P 1P 0
P 所组成的BCD码正好是需要显示电量的大
小。
3.4 3.4 显示电路显示电路显示电路
步进电机指针显示及LED显示在上节已经谈过了，在此就不在累赘了。这节主要说明一下用LCD显示里程和小时计。本系统采用基于SPI通信方式的12816带中文字库的串行液晶。其主要特点是占用控制器端口资源较少，且能实现所需数据的显示。其连接图如图7所示：
图7 12816K液晶连接图
4、 系统软件设计系统软件设计
整个系统由AT89S52单片机控制完成，程序有主程序和子程序。主程序显示整个系统的算法流程。子程序有里程显示子程序、速度显示子程序、电压电流显示子程序、电量显示子
程序、写Flash子程序程序等。
程序的设计是按照软件工程的规则和步骤实现的，采用结构化、模块化的程序设计方法，对整体功能进行逐步求精的划分，确定了主从程序的模块组成，以及这些模块之间的关系，明确了每个模块的功能、处理过程、数据流[5]
。
4.1 4.1 系统总体软件设计系统总体软件设计系统总体软件设计
单片机上电复位后要做一些初始化工作，如对定时/计数器进行设定和初始化，设置中断，液晶LCD的初始化等。主程序以初始化部分开始，经判断一些标志位进行流程分支实现算法。流程图见图8所示：
本文是基于放电时间电压法计算剩余电量。基本思想是：由于一个蓄电池的总电量是不变的,则在恒定电流放电的情况下,放电时间固定不变。根据这一特性,把蓄电池的总电量分为10 段10%~100%，每一段的电量也是固定,在恒定电流的情况下放电时间也是固定不变的。设计过程中,在电动车使用时在线测量实际情况,同时参照蓄电池的放电曲线,采用单片机对蓄电池端电压和放电时间同时进行测量,然后计算出蓄电池的剩余电量。具体的实施方法是:将蓄电池充满电对其放电;用标准电量计记录放电过程中蓄电池剩余电量的大小，同时使用电压表和单片机的A/D采集模块记录相应的端电压值和A/D值；放电完毕后获得完整的放电曲线,即剩余电量与蓄电池端电压(也就是对应A/D值)之间的关系。放电曲线可以由多次测量所得数据,通过工具软件用多项式拟和出来,设计电量计是将曲线信息存入单片机中,以后测量同类蓄电池时,单片机就可以根据在线测到的蓄电池端电压值,查表计算得出剩余电量值。充电曲线也以相同的方法测得[3]
。
4.3 4.3 车速显示车速显示车速显示
因为的大小正比于外部输入脉冲的频率,因此本文采用了在一定的刷新时间内对外部脉冲进行计数，然后用现在的计数的冲个数减去上次的脉冲值得到一个差值，根据这个差值与零的关系来判断车速是增大还是减小，同时根据实际轮胎的直径算出步进电机应转的度数
[2]
。
图10 速度显示流程图
4.4 4.4 数据的存储数据的存储数据的存储Flash Flash Flash块块和里程小时计的程小时计的LCD LCD LCD显示块显示块显示块
为了保证单片机在掉电时总里程和小时数据不会丢失，所以应该把这些数据保存在AT89S52自身带有掉电时数据不会丢失的Flash存储器中。这样在上电时单片机只需要从Flash中读取然后送入LCD显示就可以了。
小时计显示的就是电动车总的行驶时间，由单片机机每次上电时从FLASH中读出上次保存的总时间，然后在此基础上进行计时即可。总里程也是由每次行驶的里程进行累加即可，
而每次的小里程是根据每小段时间和这段时间内速度的乘积，然后对每段时间进行累加就可得到每次行驶的小里程。这部分功能模块比较简单，实现起来也没什么困难。
总结
5、总结
汽车技术和电子技术的发展，以及计算机技术和通信技术在汽车上的广泛应用，汽车不断地向智能化发展，整个社会交通系统也提供越来越智能的服务，汽车的信息系统也日趋纷繁复杂，汽车仪表系统将能提供更丰富的信息和更人性化的功能，因此种类更多、功能更强大、调试更简便的汽车仪表需要开发研制。本文只是根据导师的实际项目来设计的，只能使用一此相关类型的小型电动车，最后在电动车实验了比较满意，只是细节部分需要完善。此仪表对于智能化要求很高信息量要求跟多的轿车可能就满足不了了，需要开发出更先进更漂亮的多功能多信息量的汽车仪表。
参考文献
[1] VID29_××/VID29_××P系列仪表马达. Data Instrumentation Technology Ltd.
[2] 李雪花,张闯,许姗.《数字里程表设计》[EB/OL]. https://www.doczj.com/doc/a318573058.html,，2006.
[3] 荐红梅,王宜怀,张琴.电动叉车蓄电池电量测量的设计[J].嵌入式技术,2008:28-29.
[4] 李华等.MCS-51系列单片机实用接口技术[M].北京:北京航空航天大学出版社，2003.
[5] 马忠梅.单片机的c语言应用程序设计[M]. 北京:北京航空航天大学出版社，2007.
[6] 岳菲菲，尹斌，刘坤.《基于DSP 的汽车仪表的设计》[EB/OL]. https://www.doczj.com/doc/a318573058.html,，2008.
Design of Dashboard of Battery Electric Vehicle
Wu dunfu1，Chen jian2，Wu yusong1
1 Wuhan University of Technology College of Automation Engineering Wuhan(430070)
2 ChangAn University College of Information Science, Xi’an(710062)
3 Wuhan University of Technology College of Automation Engineering Wuhan(430070) Abstruct:This paper describes a kind of combination Dashboard of Battery Electric Vehicle which is based on the AT89S52 single-chip system and it can display total mileage of the car, driving the total time, the battery voltage and remaining capacity, motor current, speed and a variety of signals.The system contains two parts--hardware and software. The hardware circuit is consisted of power module, voltage and current sampling module and the corresponding analog signal processing module,driver module, and display module and so on.The paper elaborates the working principle and functions of hardware and the design idea and programming principle of software.The system constitutes a simple and low cost, high accuracy.
Keywords:Combination dashboard; Step Motor; Hardware; Software
作者简介：
吴敦福，男，1987年生，武汉理工大学硕士研究生，主要研究方向：汽车电子.
陈 剑，男，1987年生，长安大学硕士研究生，主要研究方向：信号与信息处理.
吴玉松，男，1985年生，武汉理工大学硕士研究生，主要研究方向：汽车电子.
《基于单片机的电动车里程表设计》 目录 引言 (1) 1.总体设计 (2) 2.设计任务及要求 (2) 3.电路原理 (2) 4.硬件系统模块 (3) 4.1芯片的选择 (6) 4.2结构框图 (7) 5.软件系统设计 (7) 5.1控制系统源程序 (11) 6.调试 (13) 7.参考文献 (13)
引言 里程表广泛应用于各类机车，传统的机械式里程表虽然稳定可靠，但功能单一、易受磨损。随着电子技术的迅猛发展，电子式里程表得以广泛应用，现在很多轿车仪表已经使用电子车速里程表，从保护环境和经济条件许可等因素综合来看，电动自行车目前乃至今后都有着广阔的发展空间。目前市面上电动自行车的速度表和里程表都是机械的，看起来不够直观与方便。如果能用液晶显示屏直接显示出来里程数和速度值，就可节省用户的时间及精力处理自行车行进过程中的突发事件。 本设计介绍一种基于单片机的智能电子里程表。该电子式里程表是一种数字式仪表，主要由车速表和里程表两部分组成，其传感器采用无接触测量的光电传感器。传感器将不同车速转变成的不同频率的脉冲信号输入到单片机进行控制与计算，再采用液晶显示器模块进行显示，使得电动自行车的速度与里程数据能直观的显示给使用者。它不仅可显示车辆行驶的总里程，还可显示当前车速，以及实现超速报警等功能，并具有较强的再开发能力。它的实现方式是，通过安装在汽车转轴上的测量盘，用光电式转速传感器检测转速的脉冲信息，在脉冲状态下，将转速的变化转换成光通量的变化，再通过光电转换元件将光通量的变化转换成电量的变化，接着通过频率测量电路将脉冲信号输入到单片机中，然后依据电量与转速的函数关系实现转速测量，再通过计算，从而得出里程、车速的信息，并由液晶显示器显示出来。
CAN总线及其特点简介 CAN网络即控制器局域网（Controller Area Network），是德国BOSCH公司为解决现代汽车众多的控制单元、测试仪器之间的实时数据交换而开发的一种串行数据通讯协议，是一种支持分布式、实时控制的串行通讯中线网络。其最大传输速率可以达到 1Mbps（40m），与一般通讯总线相比，CAN总线的数据通讯具有突出的可靠性、实时性和灵活性，是目前使用最广泛的一种汽车网络。 MC9S12H256芯片介绍 属于MOTOROLA旗下HC9S12系列16位控制芯片的一种，基本结构包括：HCS12中央处理器（CPU）；两个独立的MSCAN控制器-兼容CAN2.0A/B协议；8通道16位可软件编程控制的定时器；24通道电机控制模块，串行通信接口（SCI）以及32 x 4的LCD控制驱动模块等。这些丰富的资源足以满足作为汽车仪表的ECU对各种数据的处理，CAN报文的接收和发送，以及仪表的驱动等。其内部结构的框架图如图1所示。
图1 MC9S12H256结构图 仪表系统设计 本设计中采用了CAN总线来实现仪表和汽车上其他电子系统信息交流。仪表所需的所有信息均由CAN总线传递，降低了设计的复杂性和布线难度。同时，仪表和整个车身CAN网络连接，形成了一个完整的汽车一体化网络控制系统。 硬件设计 本设计的硬件部分主要包括CAN模块，仪表指针模块，LCD显示模块以及指示灯模块，硬件电路的原理框架如图2所示。
图2 组合仪表硬件部分电路图 CAN通信模块硬件设计 CAN通信模块由MC9S12H256微控制器内置的MSCAN控制器和独立的CAN收发器PCA82C50构成，PCA82C50是Philips公司生产的高速CAN收发器，能适应不同的CAN总线传输速率。CAN通信模块的硬件结构如图3所示。 图3 CAN模块结构图
新能源汽车概念课程设计 课题：电动汽车设计 姓名：赵炜渝 班级：机制125 学号：1120110130 时间：2015.6
一、汽车底盘布置形式 采用电动机前置前驱形式，变速驱动桥将变速器、主减速器和差速器安装在同一个外壳(常称为变速器壳)之内。这样可以有效地简化结构，减小体积，提高传动效率。而且取消了传动轴，可使汽车自重减轻。 电池组安装在前后两排座椅下。 二、驱动电机的选择 电动汽车电机是将电源电能转换为机械能，通过传动装置或直接驱动车轮的汽车驱动装置，该电机与其他电机相比具有体积小、重量轻、效率高且高效区范围广、调速性能好等特点。 电动汽车用电动机在需要满足汽车行走的功能同时，还应满足行车时的舒适性、耐环境性、一次充电的续行里程等性能，该电机要求比普通工业用电动机更为严格的技术规范，还希望有如下功能： 体积小，重量轻。 减小有限的车载空间，特别是总质量的减小，在整个运行范围内高效率。 一次充电续行里程长，特别是行走方式频繁改变时，低负载运行时，也有较高的效率。 低速大转矩特性及宽范围内的恒功率特性。 综合上述原因考虑我们初步选定永磁无刷直流电机作为驱动电机。 无刷直流电机优点是： ①电机外特性好，非常符合电动车辆的负载特性，尤其是电机具有可贵的低速 大转矩特性，能够提供大的起动转矩，满足车辆的加速要求。 ②速度范围宽，电机可以在低中高大速度范围内运行，而有刷电机由于受机械
换向的影响，电机只能在中低速下运行。 ③电机效率高，尤其是在轻载车况下，电机仍能保持较高的效率，这对珍贵的 电池能量是很重要的。 ④过载能力强，这种电机比Y系列电动机可提高过载能力2倍以上，满足车辆 的突起堵转需要。 ⑤再生制动效果好，因电机转子具有很高的永久磁场，在汽车下坡或制动时电 机可完全进入发电机状态，给电池充电，同时起到电制动作用，减轻机械刹 车负担。 ⑥电机体积小、重量轻、比功率大、可有效地减轻重量、节省空间。 ⑦电机无机械换向器，采用全封闭式结构，防止尘土进入电机内部，可靠性高。 ⑧电机控制系统比异步电机简单。缺点是电机本身比交流电机复杂，控制器比 有刷直流电机复杂。 永磁无刷直流电机的技术数据：
XXEV 动力性计算 1 初定部分参数如下 2 最高行驶车速的计算 最高车速的计算式如下： mph h km i i r n V g 5.43/70295 .61487 .02400377.0.377.00 max ==??? =?= （2-1） 式中： n —电机转速（rpm ）； r —车轮滚动半径（m ）； g i —变速器速比；取五档，等于1； 0i —差速器速比。 所以，能达到的理论最高车速为70km/h 。 3 最大爬坡度的计算 满载时，最大爬坡度可由下式计算得到，即 00max 2.8)015.0487 .08.9180009 .0295.612400arcsin( ).....arcsin( =-?????=-=f r g m i i T d g tq ηα
所以满载时最大爬坡度为tan( m ax α)*100%=14.4%＞14%，满足规定要求。 4 电机功率的选型 纯电动汽车的功率全部由电机来提供,所以电机功率的选择须满足汽车的最高车速、最大爬坡度等动力性能的要求。 4.1 以最高设计车速确定电机额定功率 当汽车以最高车速m ax V 匀速行驶时，电机所需提供的功率(kw )计算式为： max 2 max ).15.21....(36001 V V A C f g m P d n +=η （2-1） 式中： η—整车动力传动系统效率η（包括主减速器和驱动电机及控制器的工作效率），取0.86； m —汽车满载质量，取18000kg ； g —重力加速度，取9.8m/s 2； f —滚动阻力系数，取0.016； d C —空气阻力系数，取0.6； A —电动汽车的迎风面积，取2.550×3.200=8.16m 2(原车宽*车身高)； m ax V —最高车速，取70km/h 。 把以上相应的数据代入式（2-1）后，可求得该车以最高车速行驶时，电机所需提供的功率(kw )，即 kw 1005.8970)15.217016.86.0016.08.918000(86.036001).15 .21....(360012 max 2 max ＜kw V V A C f g m P D n =???+???=+?=η （3-2） 4.2满足以10km/h 的车速驶过14%坡度所需电机的峰值功率 将14%坡度转化为角度：018)14.0(tan ==-α。 车辆在14%坡度上以10km/h 的车速行驶时所需的电机峰值功率计算式为：
? 158 ? ELECTRONICS WORLD ?技术交流 智能化汽车组合仪表的设计与实现 昆明理工大学津桥学院电气与信息工程学院 张兴超 王 陆 导语：随着汽车电子技术的发展，丰富的功能性要求赋予了汽车组合仪表更多的职能。传统汽车组合仪表数字化程度较低，存在采集信息少、显示内容固定且功能单一等缺点。新型智能化汽车组合仪表要求汽车动力系统、整车控制器等电子装置应能够及时、准确地处理车辆的各种状态信息，同时通过CAN 总线将数据发送到网络，并利用组合仪表进行显示。为此，本文提出了一种基于MCU+TFT-LCD 且性价比较高的步进电机式智能化汽车组合仪表的设计方案，并阐述了其硬件结构和软件设计。该系统具有多样性功能，能够达到汽车组合仪表智能化、信息化和图形化的目标；且具有较高的显示和指示精度，能够很好的满足实际应用的需求。 关键词：智能化；汽车组合仪表；步进电机式；MCU+TFT-LCD 1.引言 近年来，中国汽车产业快速发展带动汽车电子产业取得了跨越式的成就。作为汽车的一个重要组成部分，汽车仪表主要用于帮助驾驶人员掌握汽车时时工作状况，及时发现、排除不安全因素和故障，以保证汽车能够安全可靠运行。随着汽车电子技术的发展，汽车组合仪表已从简单的零部件发展到了集多种功能于一体的集成部件型式。汽车行业对其丰富的功能性要求赋予了汽车组合仪表更多的职能。 传统汽车组合仪表数字化程度较低，存在采集信息少、显示内容固定且功能单一等缺点，已很难满足汽车电子装置信息量增加带来的新要求。汽车仪表的数字化、图形化和智能化，要求汽车动力系统、整车控制器等电子装置应能够及时、准确地处理车辆的各种状态信息，同时通过CAN 总线将数据发送到网络，并利用汽车组合仪表进行显示。TFT-LCD （薄膜场效应晶体管液晶显示）具有显示信息丰富、色彩多样且灵活多变等优点，其在车载领域的应用将极大的拓展汽车组合仪表的功能。 通过TFT-LCD 和微控制器的结合使用将促进仪表盘成为汽车的多功能信息显示和控制中心，有利于汽车的美观和维修检测。但全液晶显示仪表也存在价格昂贵、技术复杂及高成本和低可靠性等缺点，这也导致了其在普通车型上安装使用率低的问题。鉴于此，本文提出了一种基于MCU+TFT-LCD 的智能化汽车组合仪表的设计方案。其中MCU 选用NEC 公司的UPD78F0433型单片机用于各类信号的采集处理，TFT-LCD 用于车载信息的显示。通过二者的配合使用，以满足汽车组合仪表信息化、智能化和图形化的要求。 2.系统的总体结构 智能化汽车组合仪表应具有多样性的功能，包括传统仪表的基本功能、车载信息的采集处理和显示、车辆故障警示、报警与提示音的合成以及CAN 总线通信等。这就要求该智能组合仪表除了从传感器直接获取信息外，还具有CAN 总线与车载控制器进行数据交换的能力；能够根据车辆采集信息的数据类型不同，可将信号量分为模拟量、开关量和脉冲量等形式[1]。结合上述要求开发和设计的汽车组合仪表有多种形式，如单片机、DSP 、FPGA 、ARM 等。综合考虑，本文采用MCU+TFT-LCD 的智能化汽车组合仪表设计方案，其整体结构框图如图1 所示。 图1 系统整体结构框图 3.汽车组合仪表的硬件设计 智能化汽车组合仪表的基本显示功能主要由发动机转速、车速、油量、里程和水温等组成。同时还包括左右转向信号、远近光信号、驻车信号、油量报警、水温报警等各类指示和报警信号灯。其中，油量、水温、车速和转速通过步进电机驱动指针进行显示，而里程利用字段式LCD 显示[2]。结合实际应用情况及其功能和特点，系统采用模块化设计思想对汽车组合仪表进行了硬件设计；主要包括电源模块、车速和转速检测模块、油量和水温检测模块、电机驱动模块、数据存储模块以及液晶驱动模块。其硬件结构原理图如图2 所示。 图2 汽车组合仪表的硬件结构原理图 本系统选择NEC 公司的UPD78F0433芯片作为主控芯片，该器件内置LCD 控制器、液晶显示屏驱动器、电源Flash 存储器和看门狗定时器，具有片上调试功能和10位A/D 转换功能，是一款性价比较高的8位微控制器。由点火信号和蓄电池提供系统的工作电源，其操作电压为9-16V ；并通过电源电路的转换为主控芯片提供5V 的工作电压。电源模块的芯片为TLE4275-Q1，其最大耐压值42V 、最大驱动电流450mA 、精度达2%。车速和转速检测模块主要是通过检测两种脉冲信号的不同频率形式来确定汽车的车速和转速。而油量和水温产生的电阻信号具有不同阻值；因此，油量和水温检测模块则可通过检测不同电压值来确定汽车的油量和水温。电机驱动模块选用的芯片为STI6606，该芯片内置CMOS 集成电路、可同时驱动四路微型步进电机，其输入脉冲对应电机输出轴转动角度为 基金项目：云南省教育厅科学研究基金“基于MEMS 传感器的飞行姿态测量系统设计”（项目编号：2015C106Y ）；“电子式互感器的应用”（项目编号：2016ZZX306）。 （下转第160页）
纯电动汽车及动力电池发展现状调研 一、纯电动汽车发展现状 所谓纯电动汽车,是指完全由可充电电池作为动力源、以驱动电机及其控制系统驱动行驶的汽车。纯电动汽车（BatterｙEleｃtric Ｖehiｃle，BEＶ)与混合动力汽车（HｙbriｄEｌｅcｔric Ｖehicｌｅ，HEV）和燃料电池汽车（Fuel ＣelｌElｅctric Ｖeｈiｃle,ＦＥV）是目前主要的新能源汽车类型。 １.1 发展纯电动汽车的必要性 (１）促进节能减排。与传统汽车相比，纯电动汽车具有更高的能源利用效率，同时也具有二氧化碳减排的潜力。机动车污染排放是城市空气污染的主要来源之一,20１３年春季北京出现多次大面积雾霾天气,机动车尾气是主要原因之一。在上海,中心城区的主要大气污染物可吸入颗粒物、氮氧化物、挥发性有机物分别有6６%、９0%和26%来自机动车尾气。大力推广纯电动汽车是交通领域实现低碳的最佳方案,纯电动汽车行驶过程中不产生二氧化碳，即使考虑到中国目前电力生产过程中的二氧化碳排放,纯电动汽车仍然具有13%~68%的减排能力。随着我国能源结构和电力生产方式的转变,纯电动汽车必将在未来发挥更大的减排作用。 图１.１传统汽车与纯电动汽车综合能量效率比较(单位:%) (２）降低石油对外依存度。汽车保有量的迅速增加为我国能源安全带来严峻挑战。我国汽车保有量与原油对外依存度变化趋势见图1.２。最新数据显示,截止到２01２年底,中国汽车保有量已达２.4亿辆，与此相对应的是20１2年中国原油对外依存度达到56.4%，创下历史新高。如果不采取措施，“十二五”中将原油依存度控制在61%的计划将很难实现。在此背景下，如何满足未来汽车的能源需求，是关系到我国能源安全的关键问题。电动汽车由于其电力来源多样化，不仅更加适合中国以煤炭为主的资源禀赋,而且能够与中国大力发展可再生能源
汽车智能化组合仪表设计及实现-汽车工业论文-工业论文 ——文章均为WORD文档，下载后可直接编辑使用亦可打印—— 摘要:伴随着近年来我国人民生活水平逐渐提高，对于出行的品质也在日益提升。因此，我国也大力发展汽车电子技术，不断丰富和赋予了汽车组合仪表更多功能。现阶段所研发出的汽车智能仪表组合，结合微控制器和CAN总线网络通信技术，使汽车仪表可以与车辆其它电控单元实现信息交互，不仅为驾驶员提供传统仪表所具有的各项数据信息，其显示内容更加丰富全面，更人性化地满足了驾驶需求。本文主要通过对汽车智能化组合仪表的软硬件结构介绍。以期让更多学者了解到这一领域，从而进一步推动我国汽车行业组合仪表的设计与实现的发展。 关键词:智能;组合仪表;设计实现
1绪论 我国科技水平逐渐提高的同时带动了汽车电子技术的发展，近些年来汽车电子技术的应用获得了显著的成效。汽车仪表作为汽车的重要部件之一。它不仅为驾驶员提供行车过程的各种数据，还可以第一时间发现不安全的因素以及不可预料的故障，从而减少事故发生的频率保障驾驶员的安全。近年来国内对汽车电子技术的深入研究，给予了汽车组合仪表更广阔的发展空间和功能拓展。相对于一些传统的汽车组合仪表来说，汽车智能组合仪表采用数字技术、网络技术、模块化设计技术，在实际生产中具有低成本、效率高的优点，在实际应用中满足了驾驶员对舒适度，可视度，多功能便捷性以及安全性能的要求，其技术达到国际同类产品水平，其功能更加强大，数据处理速度更加快速，抗干扰能力更强，图文显示信息更加方便快捷，丰富的内容给人以生动活泼的直观感受。 2系统的总体结构
汽车智能组合仪表它所涉及的功能主要包括传统仪表的基本功能、车载信息的采集处理和显示、故障警示以及CAN总线通信等。这就使得智能组合仪表不光要去通过传感器或者驾驶中的信息，还要使用相关线路和车载控制系统进行数据交换。从而根据车辆信息采取的不同类型来进行模拟量、开关量和脉冲量等形式的分类。争取现阶段我们所开发设计的仪表形式来进行综合测评和考虑。 3汽车组合仪表的硬件设计及软件设计 3．1硬件设计。现阶段我国所研发出的智能汽车组合仪表主要总线式仪表，具有网络管理和诊断功能，根据我国近些年来的调查在实际应用方面车辆的系统采用模板化设计的思想对仪表进行设计。主要包括控制器以及显示屏、电源灯结构。以步进电机驱动指针，通过LED点亮方式、声音提示及屏显方式提示各类信息。指针驱动指针包括车速表里程表，部分仪表水温表、燃油表的依然使用电机驱动指针。灯主要包括:远光灯、近光灯、左右转向灯、雾灯、紧急灯、充电指示灯、安全带未系，安全气囊、限速指示，变速箱故障警告、预
学号： 常州大学 毕业设计（论文） （2012届） 题目 学生 学院专业班级 校内指导教师专业技术职务 校外指导老师专业技术职务 二○一二年六月
数码智能电动车仪表的设计 摘要: 随着电子技术的广泛应用，传统电动车仪表逐渐被微处理器为核心的电子控制数字仪表取代已成为必然趋势。 基于单片机技术可靠性高、便于扩展、控制功能强、实用性好的特点。本设计以单片机作为控制核心，设计了数码智能电动车仪表的各个部分内容，设计了单片机及其外围电路，实现了电动车仪表基本显示功能。系统的硬件部分包括速度显示、电源电压和欠压显示，左右转向以及前大灯照明显示、三档动力转换等八个部分。速度显示由传感器、信号处理和稳压等部分组成。三档动力转换由ADC0809计数器模块实现。刹车时伴随刹车灯的闪现。系统还具有一定的自检功能。该仪表系统有显示功能多，显示直观准确、灵敏度高、使用寿命长、灵巧美观、成本低等优点，接线简单，目前在电动车行业使用比较多。 关键词：单片机;车速测量;数码显示;A/D转换 I
The design of digital intelligent electric meter Abstract: With the wide application of electronic technology, the traditional electric vehicle instrument gradually by the microprocessor as the core of electronic control instrument to replace has become an inevitable trend. Single chip technology is based on high reliability, easy expansion, strong control function, practical characteristics. The designs is based on SCM as the control core, design the digital intelligent electric instrument parts, design the SCM and its peripheral circuit, realizes the electric vehicle instrument basic display function. The hardware of the system includes speed, power supply voltage, under-voltage, and the headlights around to lighting, power conversion third gear, such as eight parts. Speed-showing sensors are composed of signal processing, regulators, and other components. Third gear power conversion from ADC0809 counter module to achieve. It’s turning up with the brake lamp's flashing when the brake lights came. The system also has a self-inspection function. The instrument system displays , intuitive display accurate, high sensitivity, long life, smart appearance, and low cost advantages, simple wiring, the electric vehicle industry to use more. Key words: Single chip microcomputer；Speed measurement；Digital display ； A/D conversion II
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。 汽车仪表 现代仪表最突出的特点是功能的模块化，通常要组装一块仪表，只需将几个功能模块在定制PCB的基础上联合起来，就可以得到一个完整的系统长安等经济型汽车的指针仪表一般为独立的模块，提示/报警功能由PCB上的小灯泡完成SANTANA系列的指针由印刷电路板上的十字线圈驱动，提示/报警灯全部是发光二极管轿车的仪表板上显示的主要数据、来源及对应显示方式如表1 显示方式 可见目前的汽车仪表尚以机械式为主，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，导致系统复杂随着汽车产业的快速发展，尚有极大潜力的汽车电子市场正日渐受到各大汽车生产商与电子产品供应商的关注，这其中包括尚处于开发实验阶段的清洁能源汽车、目前由日本占据世界市场领袖地位的车载音响设备、前途无量的车载计算机信息终端设备以及形形色色的车内电控单元，如发动机电控单元、ABS、总线、新型电子仪表等对汽车仪表而言，使用电子式仪表板较之传统仪表的优势在于： 硬件功能的软件化 随着微电子技术的发展，微处理器的处理速度越来越快一些实时性要求高，原本由硬件完成的功能，就完全可以通过对微处理器编程来实现。 系统集成度大大提高 在大规模集成电路技术迅速发展的今天，集成电路的密度越来越高，体积越来越小，内部结构越来越复杂，功能也越来越强大随着仪表的部分功能硬件不断地被软件取代，整个系统的集成度也在相应提高本设计是一个基于Freescale单片机的汽车组合仪表板面向的是目前市场上占主流地位的传统汽车，并引用长安车的仪表为模板，目的主要在于实现一个汽车组合电子仪表板的低端方案。 本方案的对象主要包括车速、转速、压力、温度、里程、时间以及一些提示/报警灯信号。 车速表、发动机转速表、油压表、水温表(指针) 里程表(LCD)：定时记录车速信号，在行车时间内做数值积分，得到行驶公里数，作为里程保存在用户Flash中定时(1s)对里程数据做累加。 系统设计
基于网络化汽车组合仪表的设计 组合仪表是汽车的重要组成部件，对于汽车安全行驶至关重要。组合仪表通常是由以下几部件构成：油量表，水温表，转速表，车速表，里程表，照明系统和报警系统等。为了简化电子控制单元之间进行复杂的信息传递和数据交换，汽车网络化技术应运而生。迄今为止，已有多种网络标准，如ISO的V AN、SAE 的J1850和BOSH的CAN等。其中，CAN以起独特的设计，优异的性能和极高的可靠性得到了最为广泛的应用。 标签：CAN总线设计；汽车组合仪表；设计分析 1 基于网络化汽车组合仪表的总体需求及设计 汽车仪表的功能就是获取需要的数据并采用合适的方式显示出来。以前的仪表一般限制在3～4个量的显示和4-6个警告功能，现在新式仪表则达到有约15个量的顯示和约40个警告监测功能。导致仪表显示信息量快速增长的主要原因有以下几方面： ·汽车上的新功能部件不断增加，如ABS、安全气囊、倒车雷达等： ·对汽车行驶中的状态要求更加实时的了解，如胎压、水温、油耗等： ·对汽车各部件的工况要求更加细致的掌握，如灯光、车门、车锁、安全带等。 不同的信息有不同的获取方式和显示方式，目前新式仪表信息获取方式主要有三种： ·通过车身总线传输： ·通过A/D采样转化： ·通过10状态变化获取。 对于显示方式，主要有五种方式：通过驱动步进电机带动指针转动：通过点阵LCD屏显示图形或数字信息；通过段式LCD屏或数码管显示：通过LED灯的开关显示：通过蜂鸣器的不同鸣音指示当前状态。 2 汽车CAN总线组合仪表技术总体设计 2.1 现场总线设计 CAN总线在人类生产活动中使用非常广泛，其代表着汽车总线技术发展的
纯电动汽车整车控制器硬件电路开发与设计 摘要：纯电动汽车整车控制器作为纯电动汽车控制系统的核心部件，直接影响 着整车的动力性、经济性和可靠性。 关键词：纯电动汽车；整车控制器硬件；电路开发；设计 引言：纯电动汽车是由多个子系统构成的一个复杂系统，各子系统几乎都通 过其控制单元（ECU）来完成各自功能和目标。为了满足整车动力性、经济性、 安全性和舒适性的目标，各系统还必须彼此协作，优化匹配。因此，必须要有一 个整车控制器来管理协调电动汽车中的各个部件。整车控制器通过采集驾驶员的 操作信息与汽车状态，进行分析与运算，通过 CAN 总线对网络信息进行管理和调度，并针对车型的不同配置，进行相应的能量管理，实现整车驱动控制、能量优 化控制、制动回馈控制和网络管理等。 1纯电动汽车电控系统组成及工作原理 1.1 电控系统组成 纯电动汽车电控系统主要由整车控制器（VCU）、驱动电机及其控制器、动 力电池及BMS、电转向助力及其控制器、电空压机及其控制器、DC/DC、操控面 板等组成。 1.2 工作原理 纯电动汽车以动力电池作为全车的动力源，为各个高压用电设备提供动力。 其中：电空压机为整车提供气源；转向助力泵为整车提供转向助力；DC/DC将动 力电池的高压电转化为低压电，提供给车载低压设备使用；整车控制器负责采集 和处理信号，控制驱动电机工作，实现整车正常行驶与制动。 2 整车控制器的功能模块组成及工作原理 2.1 工作原理 整车控制器（VCU）作为纯电动汽车的核心部件，通过读取和处理驾驶员的 驾驶操作指令，与电机驱动系统、电池管理系统（BMS）及其它控制单元进行交互，使车辆按驾驶期望行驶。另外，还可动态监测系统故障，根据故障的紧急程 度作出相应的保护，例如紧急情况下可切断高压系统以保证车辆行驶安全等。 2.2功能模块组成 整车控制器主要由微控制器模块、电源模块、开关量输入和输出模块、模拟 量输入和输出模块、频率量的输入和输出模块、CAN总线模块、存储模块等组成。 2.2.1 微控制器模块 微控制器（MCU）是整车控制器的核心，它负责信号的采集和处理、逻辑运 算以及控制的实现等。本文选用的是DSP芯片TMS320F28335，该芯片在性价比、功耗、运算能力、存储空间、CAN通讯方面等均有很好的表现，完全可以满足整 车控制器的需要。微控制器模块主要包括：电源电路、时钟电路、复位电路、存 储电路，JTAG接口电路等。1）电源电路：选用的是TPS767D301-Q1，该芯片是 专业的汽车级芯片，其输入电压为2.7～10 V，一路输出固定电压3.3 V，另一路 输出可调电压，每路最大输出电流为1 A [3] 。本文通过降压电路将24 V转换为5 V，再通过TPS767D301-Q1将5 V转为DSP芯片所需的3.3 V和1.9 V。2）时钟电路：TMS320F28335 时钟频率为150MHz，由外部时钟信号通过DSP内部的PLL倍 频得到。3）复位电路：为方便调试，增加了复位按钮，当按下复位按钮后，会 产生一个低电平脉冲输入到DSP的复位引脚中。4）JTAG接口电路： TMS320F28335通过JTAG接口与仿真器连接，实现DSP的在线编程和调试。
纯电动汽车动力性计算公式
XXEV 动力性计算 1 初定部分参数如下 整车外廓（mm ） 11995×2550×3200(长×宽×高) 电机额定功率 100kw 满载重量 约18000kg 电机峰值功率 250kw 主减速器速比 6.295:1 电机额定电压 540V 最高车（km/h ） 60 电机最高转速 2400rpm 最大爬坡度 14% 电机最大转矩 2400Nm 2 最高行驶车速的计算 最高车速的计算式如下： mph h km i i r n V g 5.43/70295 .61487 .02400377.0.377.00 max ==??? =?= （2-1） 式中： n —电机转速（rpm ）； r —车轮滚动半径（m ）； g i —变速器速比；取五档，等于1； 0i —差速器速比。 所以，能达到的理论最高车速为70km/h 。 3 最大爬坡度的计算 满载时，最大爬坡度可由下式计算得到，即 00max 2.8)015.0487 .08.9180009 .0295.612400arcsin( ).....arcsin( =-?????=-=f r g m i i T d g tq ηα
kw 100w 5.8810)15.211016.86.08cos 016.08.9180008sin 8.918000(86.036001).15 .21..cos ...sin ..(36001 20 02 max ＜k V V A C f g m g m P slope slope D =???+???+???=++=ααη 从以上动力性校核分析可知，所选100kw/540V 交流感应电机的功率符合所设计的动力性参数要求。 5 动力蓄电池组的校核 5.1按功率需求来校核电池的个数 电池数量的选择需满足汽车行驶的功率要求，并且还需保证汽车在电池放电达到一定深度的情况下还能为汽车提供加速或爬坡的功率要求。 磷酸锂铁蓄电池的电压特性可表示为： bat bat bat bat I R U E .0+= （4-1） 式中： bat E —电池的电动势（V ）； bat U —电池的工作电压（V ）； 0bat R —电池的等效内阻（Ω）； bat I —电池的工作电流（A ）。 通常，bat E 、0bat R 均是电池工作电流bat I 以及电流电量状态值SOC （State Of Charge ）的函数，进行电池计算时，要考虑电池工作最差的工作状态。假设SOC 为其设定的最小允许工作状态值（SOC low ），对应的电池电动势bat E 和电池等效内阻0bat R 来计算电池放电的最大功率，即可得到如下计算表达式： 铅酸电池放电功率： bat bat bat bat bat bat bd I I R E I U P )..(.0-== （4-2） 上式最大值，即铅酸蓄电池在SOC 设定为最小允许工作状态值时所能输出的最大功率为： 2 max 4bat bat bd R E P = （4-3）
２０１０年（第３２卷）第１期 汽车工程 ＡｕｔｏｍｏｔｉｖｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ２０１０（Ｖ０１．３２）Ｎｏ。１ 汽车ＣＡＮ总线数字组合仪表设计木 ２０１００１９ 曹晓琳１，王登峰１，车晓镭１，倪莹祥１，阮邵范２，宋连彬２ （１．吉林大学，汽车动态模拟国家重点实验室，长春１３００２２；２．四平慧宇仪表电气有限公司，四平１３６００１） ［摘要】设计了ＣＡＮ总线、步进电机驱动、液晶显示驱动和挡位与警示灯控制等仪表核心电路模块，完成了整个组合仪表硬件的研发，并编制了仪表的控制软件。检测结果表明，仪表指针指示正确、稳定，里程、报警和挡位显示准确。 关键词：汽车；ＣＡＮ总线；数字仪表；设计 ＤｅｓｉｇｎｏｆＣＡＮＢｕｓ—ｂａｓｅｄＡｕｔｏｍｏｔｉｖｅＤｉｇｉｔａｌＣｌｕｓｔｅｒＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔ ＣａｏＸｉａｏｌｉｎｌ，ＷａｎｇＤｅｎｇｆｅｎ９１，ＣｈｅＸｉａｏｌｅｉｌ，ＮｉＹｉｎｇｘｉａｎ９１，ＲｕａｎＳｈａｏｆａｎ２＆ＳｏｎｇＬｉａｎｂｉｎ２１．埘讯Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｔａｔｅ研ＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＡｕｔｏｍｏｔｉｖｅＤｙｎａｍｉｃＳｉｍｕｌａｔｉｏｎ，Ｃｈａｎｇｃｈｕｎ１３００２２； ２．脚ｆ昭ＨｕｉｙｕＥｌｅｃｔｒｉｃＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｓ／ｐ／ｎｇ１３６００１ ［Ａｂｓｔｒａｃｔ］Ｔｈｅｃｏｒｅｃｉｒｃｕｉｔｍｏｄｕｌｅｓｏｆｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔａｒｅｄｅｓｉｇｎｅｄ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇｍｏｄｕｌｅｓｆｏｒＣＡＮｂｕｓ，ｓｔｅｐｐｅｒｍｏｔｏｒｄｒｉｖｅ，ｌｉｑｕｉｄ－ｃｒｙｓｔａｌｄｉｓｐｌａｙｄｒｉｖｅａｎｄｇｅａｒｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｄｉｃａｔｏｒ／ａｌａｒｍＬＥＤｓｃｏｎｔｒｏｌ，ＳＯｔｈｅｈａｒｄｗａｒｅａｎｄｓｏｆｔ?ｗａｒｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｔｈｅｗｈｏｌｅｃｌｕｓｔｅｒｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔａｒｅｃｏｍｐｌｅｔｅｄ．Ｔｈｅｔｅｓｔｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｐｏｉｎｔｅｒｓｏｆｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｉｎｄｉｃａｔｅｃｏｒｒｅｃｔｌｙａｎｄｓｔａｂｌｙ，ａｎｄｔｈｅｍｉｌｅａｇｅ，ｇｅａｒｐｏｓｉｔｉｏｎａｎｄａｌａｒｍＬＥＤｓｄｉｓｐｌａｙａｃｃｕｒａｔｅｌｙ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｖｅｈｉｃｌｅ；ＣＡＮｂｕｓ；ｄｉｇｉｔａｌｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ；ｄｅｓｉｇｎ 日ＩＪ舀 汽车仪表是汽车工作状态的信息显示中心，是驾驶员与汽车进行信息交流的平台，是保证汽车安全行驶的关键零部件之一…。近年来随着微电子技术、控制技术、网络通信技术的发展，ＣＡＮ总线协议在车载电控系统中得到了广泛应用，因此汽车仪表可通过ＣＡＮ总线直接在总线网络上读取所需的输人信号，无须专门布置传感器，从而可使汽车仪表系统得到大大简化，同时也显著降低了仪表的成本。因此，将ＣＡＮ总线通信应用于汽车仪表已成为发展的必然趋势¨。－。 作者将ＣＡＮ总线技术应用于汽车数字式组合仪表的开发，使仪表所需的发动机转速、车速、水温、挡位、警示信息等主要显示信号均通过其它车载电控系统的ＣＡＮ协议接口直接读取，避免现有汽车数字式仪表每个信号均采用传感器到仪表点对点的信号获取与传输方式带来汽车线束多、质量大、故障率高的不足，减少了传感器和汽车线束的数量，降低了仪表成本，提高了系统工作可靠性。设计研制出了ＣＡＮ总线数字仪表样品，并进行相应的试验验证。 １硬件设计 根据ＣＡＮ２．０协议，采用４路ＣＡＮ总线信号，可从ＣＡＮ总线上接收到来自整车其它电控单元（ＥＣＵ）的ＣＡＮ信号，将标识符为２４０Ｈ的数据帧定义为发动机故障、制动器ＡＢＳ故障、电瓶电量低和安全带未系等４个报警灯；标识符为２８０Ｈ的数据帧定义为转速表和水温表；标识符为２ＣＯＨ的数据帧定义为车速表和里程表；标识符为３００Ｈ的数据帧定义为挡位信号。 硬件电路以飞思卡尔公司的ＭＣ９Ｓ１２ＨＺ２５６为 牵吉林省汽车产业发展专项基金（２００６００３）和长春市科技支撑计划项目（０８ＫＺｌ４）资助。
目录 第 1 章绪论....................................................................... 错误!未定义书签。 1.1课题背景........................................................................... 错误!未定义书签。 1.2设计的整体思路 (2) 第 2 章硬件的设计 (4) 2.1 AT89C52系列单片机的介绍 (4) 2.2存储电路 (5) 2.3时钟电路 (6) 2.4复位电路 (7) 2.5显示电路 (8) 2.6报警电路 (9) 第 3 章软件的设计与调试 (9) 3.1子程序与主函数的设计 (9) 3.2 Protues仿真过程........................................................... 错误!未定义书签。参考文献. (14) 附录一硬件设计原理图 (15) 附录二程序清单 (16) 第 1 章绪论 单片机现在渗透到我们生活的各个领域，几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。导弹的导航装置，飞机上各种仪表的控制，计算机的网络通讯与数据传输，工业自动化过程的实时控制和数据处理，广泛使用的各种智能IC卡，民用豪华轿车的安全保障系统，录像机、摄像机、全自动洗衣机的控制，以及程控玩具、电子宠物等等，这些都离不开单片机。更不用说自动控制领域的机器人、智能仪表、医疗器械以及各种智能机械了。 1.1课题背景 本题目根据车速、里程的测量原理，以MCS-51系列单片机为核心器件，组成点阵式的液晶显示屏，通过编程显示车速、里程。按照设计要求熟悉系统硬件电路、接口电路，完成硬件电路的电路板的设计，完成该系统的程序设计，提交程序设计框图及程序设计清单。
前言 本标准是根据全国汽车标准化技术委员会仪表分标委的标准修订计划，对原部标准JB3807一84《汽车用组合仪表基本技术条件》进行修订的。 这次修订变更的主要内容包括：将标准的适用范围扩大到摩托车用组合仪表；明确了组合仪表的基本结构及定义；强调了对组合仪表的外观质量要求；补充了对组合仪表上采用的各种辅件的性能要求；并且，还增加了对组合仪表整体性能的要求。 本标准通过引用各种仪表及辅件的相关标准，使本标准包含这些标准所表述的有关要求，并使本标准的表述得以简化，但是，本标准并不能等同或取代任一被引用的标准，也不是被引用标准的综合。所以，本标准是一单独的产品标准，它与被引用标准之间仅具有相关性。 自实施日起，同时代替JB3807一84。 本标准由机械工业部提出。 本标准由全国汽车标准化技术委员会归口。 本标准由东风汽车公司仪表公司负责起草。 本标准主要起草人：董建、陈远平、李俊。 本标准由全国汽车标准化技术委员会负责解释。 中华人民共和国汽车行业标准QC／T 214一1996 汽车、摩托车用组合仪表代替 JB 3807一84 1 范围 本标准规定了汽车、摩托车用组合仪表（以下简称组合表）的定义、要求、抽样、试验方法、检验规则、标志、包装、运输及贮存。
本标准适用于汽车和摩托车用组合表，也适用于仪表板总成。其它机动车用组合表或仪表板总成也可参照执行。 2 引用标准 下列标准包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。在标准出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。 GB／T 2423.4一93电工电子产品基本环境试验规程试验Db：交变湿热试验方法 GB／T2423.17一93电工电子产品基本环境试验规程试验Ka：盐雾试验方法 GB 2828一87逐批检查计数抽样程序及抽样表（适用于连续批的检查）GB／T 4942.2一93低压电器外壳防护等级 GB 4094一94汽车操纵件、指示器及信号装置的标志 GB 15365一94摩托车操纵指示器及信号装置的图形符号 GB 9328一88公路车辆用低压电缆（电线） GB 6047一85汽车用指针式石英电子钟 GB 4723一92印制电路用覆铜箔酚醛纸层压板 GB 4724一92印制电路用覆铜箔环氧纸层压板 GB 4725一92印制电路用覆铜箔环氧玻璃布层压板 GB 13555一92印制电路用挠性覆铜箔聚酰亚胺薄膜 GB 13556一92印制电路用挠性覆铜箔聚酯薄膜 GB／T l3048一91汽车发动机工作小时表 ZBT 35001一87汽车电气设备基本技术条件 ZBT 36003一86汽车用片式插接件
QCT 214-1996 汽车、摩托车用组合仪表本标准是按照全国汽车标准化技术委员会外表分标委的标准修订打算，对 原部标准JB3807一84《汽车用组合外表差不多技术条件》进行修订的。 这次修订变更的要紧内容包括：将标准的适用范畴扩大到摩托车用组合仪 表；明确了组合外表的差不多结构及定义；强调了对组合外表的外观质量要求； 补充了对组合外表上采纳的各种辅件的性能要求；同时，还增加了对组合外表 整体性能的要求。 本标准通过引用各种外表及辅件的有关标准，使本标准包含这些标准所表 述的有关要求，并使本标准的表述得以简化，然而，本标准并不能等同或取代 任一被引用的标准，也不是被引用标准的综合。因此，本标准是一单独的产品 标准，它与被引用标准之间仅具有有关性。 自实施日起，同时代替JB3807一84。 本标准由机械工业部提出。 本标准由全国汽车标准化技术委员会归口。 本标准由东风汽车公司外表公司负责起草。 本标准由全国汽车标准化技术委员会负责讲明。 中华人民共和国汽车行业标准QC／T 214一1996 汽车、摩托车用组合外表代替JB 3807一84
1范畴 本标准规定了汽车、摩托车用组合外表（以下简称组合表）的定义、要求、 抽样、试验方法、检验规则、标志、包装、运输及贮存。 本标准适用于汽车和摩托车用组合表，也适用于外表板总成。其它机动车 用组合表或外表板总成也可参照执行。 2引用标准 下列标准包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。在标 准出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探 讨使用下列标准最新版本的可能性。 GB／T 2423.4一93电工电子产品差不多环境试验规程试验D b：交变湿热 试验方法 GB／T2423.17一93电工电子产品差不多环境试验规程试验K a：盐雾试验 方法 GB 2828一87逐批检查计数抽样程序及抽样表（适用于连续批的检查） GB／T 4942.2一93低压电器外壳防护等级 GB 4094一94汽车操纵件、指示器及信号装置的标志 GB 15365一94摩托车操纵指示器及信号装置的图形符号 GB 9328一88公路车辆用低压电缆（电线） GB 6047一85汽车用指针式石英电子钟 GB 4723一92印制电路用覆铜箔酚醛纸层压板 GB 4724一92印制电路用覆铜箔环氧纸层压板 GB 4725一92印制电路用覆铜箔环氧玻璃布层压板