詳解基于CAN總線的汽車儀表系統(tǒng)設(shè)計(jì)—硬件系統(tǒng)方案

7、護(hù)PRoM模塊:系統(tǒng)采用了電擦除可編程的只讀EZPROM來(lái)保存需要永久記憶的數(shù)據(jù)和固定時(shí)刻內(nèi)的歷史數(shù)據(jù)等，并且加入了“看門狗”電路來(lái)監(jiān)視MCU的工作。從整體結(jié)構(gòu)上看，系統(tǒng)硬件各功能模塊之間的結(jié)合就構(gòu)成了整個(gè)儀表的硬件系統(tǒng)，其系統(tǒng)框圖如圖3一1所示。

本方案首先根據(jù)整個(gè)系統(tǒng)的功能需求分析，確定相應(yīng)的信號(hào)處理模塊。在信號(hào)傳輸過(guò)程中除了CAN總線信號(hào)，也存在開關(guān)信號(hào)、模擬信號(hào)、數(shù)字信號(hào)等。然后根據(jù)所要求的信號(hào)處理功能，進(jìn)行選擇合適的單片機(jī)處理模塊。通過(guò)對(duì)各種型號(hào)單片機(jī)的性能和價(jià)格的比較，本系統(tǒng)最終選擇了Freescale公司(原motorola半導(dǎo)體產(chǎn)品部，于2004年獨(dú)立出來(lái))的16位帶CAN接口的單片機(jī)MC9512H128作為儀表的核心MCU。本系統(tǒng)選用國(guó)家半導(dǎo)體公司)的開關(guān)電源穩(wěn)壓轉(zhuǎn)換器LM2574一5.0作為電壓調(diào)整模塊，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)電源提供可靠的電源。采用PhiliPs公司的Al040為高速CAN總線收發(fā)器，通過(guò)CAIH和CAIL接收和發(fā)送相關(guān)信息;選用XICOR公司的X5045作為看門狗定時(shí)器、EEPROM和電源監(jiān)測(cè)芯片。同時(shí)結(jié)合MC9s12H128高度的集成特性，輔以脈沖信號(hào)濾波、放大、整形電路，LCD顯示電路，步進(jìn)電機(jī)和相關(guān)的外圍電路，即可設(shè)計(jì)出的小型單片機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。不僅能完成數(shù)據(jù)采集的功能，而且能實(shí)時(shí)驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)和液晶屏進(jìn)行數(shù)據(jù)的顯示，準(zhǔn)確及時(shí)的反映相關(guān)信息。

3.4 CAN總線儀表的特點(diǎn)
與傳統(tǒng)儀表的對(duì)比，CAN總線儀表在以下幾個(gè)方面有自己的獨(dú)特點(diǎn):
1)控制單元間信息交流采用CAN總線傳輸取代了傳統(tǒng)儀表的模擬信號(hào)。模擬儀表采用4一20mA電流的模擬信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)，在傳輸過(guò)程中，由于機(jī)械傳動(dòng)和物理連接的作用會(huì)發(fā)生信號(hào)衰減，使最終顯示的信息不準(zhǔn)確。采用CAN總線實(shí)現(xiàn)汽車信息的數(shù)字化，能實(shí)現(xiàn)汽車CAN網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)間數(shù)字化信息的傳輸，能有效的避免信號(hào)物理傳遞過(guò)程中的衰減，大大提高了顯示終端的信息精度和可靠性 。總線介質(zhì)一般可采用雙絞線，兩條線上的電位相反，電壓和等于常值，能更好的滿足國(guó)家關(guān)于汽車電氣電磁輻射(GB/T18655一2002)和汽車電磁抗擾性(GB/T一7619一1998)的相關(guān)要求。

2)采用步進(jìn)電機(jī)顯示儀表信息。傳統(tǒng)模擬儀表一般為動(dòng)圈式機(jī)心(線圈連同指針一起轉(zhuǎn)動(dòng))和動(dòng)磁式機(jī)心(磁鋼連同指針一起轉(zhuǎn)動(dòng))儀表。電流通過(guò)線圈產(chǎn)生合成磁場(chǎng)，使指針轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)顯示汽車部件的運(yùn)行情況。機(jī)心由指針軸，游絲，線包，磁屏蔽罩和機(jī)械零件構(gòu)成，其故障率很高;在低速區(qū)顯示誤差大，線性也比較差，因而其顯示精度也比較低。相對(duì)而言，步進(jìn)電機(jī)儀表性能也可靠，其顯示精度更高、顯示信號(hào)更準(zhǔn)確。

3)液晶LCD面板顯示。首先，LCD顯示更美觀，更為被顧客所接受。其次，LCD顯示的信息量更大，在有限的空間內(nèi)顯示大量的信息，LCD是解決這一問(wèn)題的有效途經(jīng)。顯示靈活，其文字化和圖形的顯示方案更簡(jiǎn)潔，通過(guò)更改軟件程序來(lái)改變顯示的內(nèi)容。

3.5主要技術(shù)指標(biāo)與性能要求

根據(jù)QC/T413一2002和Qe/T727一2004的標(biāo)準(zhǔn):
1、溫度范圍:一30℃~+70℃，存儲(chǔ)溫度范圍:一40℃~+85℃。
2、工作電壓范圍:18V~32V
3、電磁抗擾性:應(yīng)符合 GB/T17619一1998的有關(guān)規(guī)定。
4、電磁騷擾性:應(yīng)符合GB/T18655一2002的有關(guān)規(guī)定。
5、耐溫度變化試驗(yàn):應(yīng)能承受一30℃~+7O℃的溫度變化試驗(yàn)，T=2H，循環(huán)次數(shù)為5次，試驗(yàn)后，應(yīng)符合基本性能要求。
6、水溫表特性:

7、燃油表指示特性

8、機(jī)油壓力表:

9、車速表

10、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速表