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基于CAN總線汽車組合儀表的設(shè)計與研究

作者: 時間:2013-01-16 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏


復(fù)位電路


其中PKO一PK3、RESET分別與H128上相應(yīng)的管腳相連。

4.9 其他外圍器件電路設(shè)計

4.9.1 晶振電路

本系統(tǒng)所用的晶振為SMHZ,分別對應(yīng)接到H128單片機的引腳XTAL和EXTAL上,然后利用其內(nèi)部壓控振蕩器和鎖相環(huán)(PLL)把這個頻率提高到25MHZ,作為單片機工作的內(nèi)部時鐘。

儀表背光調(diào)節(jié)輸入電路

4.9.2 儀表背光調(diào)節(jié)電路

儀表背光在啟動后常亮,駕駛員可根據(jù)各環(huán)境下外部光線的明暗度對儀表的背光進行調(diào)節(jié),以達到最合適的感官效果。儀表背光電路通過調(diào)節(jié)電位器改變電阻值,從而改變電流的大小,MCU根據(jù)接受到的信號的值來改變PWM脈寬占空比的輸出,從而改變背光的明暗度1401.調(diào)節(jié)電路圖如圖4一19:

儀表背光調(diào)節(jié)輸出電路

其中開關(guān)SWI為一可調(diào)電阻,通過改變電阻的大小控制電流,輸出到H128的A/D轉(zhuǎn)換接口RAD07,MCU根據(jù)周D轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)調(diào)整PWMI的輸出占空比,輸出接口CONV得到的模擬量和占空比有關(guān),如占空比為1:1,則得到的電壓值就為Vmax的1/2,即2.5v.占空比的改變使得輸出電壓變化,從而使儀表背光顯示的亮度改變131].輸出背光調(diào)節(jié)電路如圖4一20:

PWM程序流程圖
其程序流程圖比較簡單,直接在此進行了分析,如圖4一21所示:

4.9.3 狀態(tài)指示燈電路在儀表的電路

設(shè)計中,一般根據(jù)外圍電子元件的布置采用正控(開關(guān)控制正極電路)和負(fù)控(開關(guān)控制負(fù)極電路)相結(jié)合的方式來控制各種狀態(tài)指示燈,同樣在本儀表也采用了這種設(shè)計方法。功能指示燈都采普亮的發(fā)光二極管,而儀表照明則采用的高亮度發(fā)光二極管,分有紅、黃、綠三種顏色,對應(yīng)不同的顯示和警告信息。發(fā)光二極管及其對應(yīng)的限流電阻,我們都采用了貼片封裝的元件。

同時,發(fā)動機出現(xiàn)故障后,如發(fā)動機水溫過高,由MCU控制對應(yīng)的故障燈會閃爍。發(fā)動機出現(xiàn)故障,其指示一般顯示為紅色,并伴隨有蜂鳴器報警。

4.9.4 語音報警電路

設(shè)計本儀表系統(tǒng)有蜂鳴器報警模塊,主要是為了提醒駕駛員注意相關(guān)的危險信息,如:水溫過高,水位過低,機油壓力過低、變速箱故障等等。MCU將采樣得到的數(shù)據(jù)與存儲在EZPRoM單元中的允許數(shù)值變化范圍比較,如果超過額定范圍,則發(fā)出信息到輸出端口,蜂鳴器報警,同時對應(yīng)的報警指示燈閃爍。在下次的采樣過程中,如果采集的數(shù)據(jù)在額定范圍之間,則蜂鳴器解除報警,狀態(tài)指示燈熄滅。

本系統(tǒng)選用的蜂鳴器為頻繁短促鳴叫,頻率為2.6KHz,音量大小為75db.由于系統(tǒng)UO端口資源非常豐富,可以共用一個端口,也可以單獨占用一個端口,單獨占用端口,有利于故障維修檢查,本系統(tǒng)在H128上預(yù)留BPO一BP3為報警電路輸出端口。

4.9.5 時鐘發(fā)生器

電路RTC模塊(實時時鐘電路)有巧個內(nèi)存映射寄存器,通過秒、分鐘、小時計數(shù)器提供的時間;通過星期、日、月份、年提供日歷功能。以上計數(shù)器每次加1時都可以產(chǎn)生中斷,并分別對相應(yīng)的中斷標(biāo)志置位,如果相應(yīng)的中斷被允許則可以產(chǎn)生CPU中斷請求。

用于驅(qū)動時間和日歷的IHZ時鐘使內(nèi)嵌的補償單元能夠補償晶振的誤差,這樣通過頻率補償機制能夠使IHZ時鐘獲得用于驅(qū)動整個模塊的晶振更高的精度。

補償值可以在模塊的校準(zhǔn)操作時通過應(yīng)用軟件設(shè)置或自動獲取澎].計時功能是通過一個時鐘頻率為128Hz(CGMXCLK/256)的計數(shù)器來實現(xiàn)的。

這個計數(shù)器可以在任何時候開始、。停止和清除。這個計數(shù)器的值被換算到looHZ對應(yīng)的值,并存儲到計時數(shù)據(jù)寄存器中(chronographdatarcgister)。因此,數(shù)據(jù)寄存器中的值為O一99,每增加1代表1/1005(loms)。數(shù)據(jù)寄存器的值滿足以下關(guān)系式:S=「(128HzeountervalueX25)+16]/32計時計數(shù)器的精度是士sms.

4.10 PCB板的設(shè)計

在以往儀表電路設(shè)計過程中,儀表的電路通常是在儀表背后附上一層軟性塑料(撓性塑料),在塑料上覆銅進行電路連接,這種接法通常適用于比較簡單的電路。由于電子技術(shù)的發(fā)展,軟性塑料已不能滿足儀表功能繁多的要求,并逐漸為

硬質(zhì)板取代。也就是印制板,通常所說的PcB板 。

電路板設(shè)計與電路圖設(shè)計不同之處在于,電路板屬于比較實體化的東西,而電路圖屬于比較抽象的東西。所以,在設(shè)計電路圖時,比較著重于電路的電氣性質(zhì)。而在設(shè)計電路板時,比較著重于電路的實際尺寸與空間配置(立體)。下面就電路板的設(shè)計分為以下幾步;

第一步,先設(shè)計電路圖,確定元件的排序和元件的封裝(Footprint),然后通過程序所提供的ERC檢查。
第二步,電路圖設(shè)計完成后,利用CreateNetlist功能產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)表。
第三步,進入PCB編輯器,首先定義板框,即板子的大小、板層數(shù)與形狀。
第四步,加載網(wǎng)絡(luò)表,如果網(wǎng)絡(luò)表(或電路圖)有錯誤,或接口上的問題,將會在此階段中出現(xiàn)。可以根據(jù)產(chǎn)生的錯誤,重新會到電路圖進行修改。
第五步,布置元件,這項工作是電路板設(shè)計中最基礎(chǔ)、最麻煩也是影響最大的工作。
第六步,定義設(shè)計規(guī)則,進行手工布線或自動布線。
第七步,完成布線后,進行設(shè)計驗證檢查。如果沒有發(fā)現(xiàn)錯誤,即可存盤輸出。

印制板通常有紙質(zhì)覆銅板、環(huán)氧樹脂板、玻纖板等,在這里考慮到價格的因素以及性能的要求,我們選取環(huán)氧樹脂板,其價格適中,也能滿足汽車運行的工作環(huán)境,PCB采用雙面布線,并在部分信號電路增加焊盤測點,以利于儀表電路功能的檢測,減少故障返修率。


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