【正文】 車集中控制系統(tǒng)的發(fā)展和實(shí)現(xiàn)，此外還使得汽車儀表的功耗、安全性、可靠性、舒適性得到更好的提高。而國(guó)內(nèi)真正民族汽車儀表廠，還沒有批量生產(chǎn)出該類型的儀表，只有德國(guó) VDO公司和美國(guó)德科公司在我國(guó)設(shè)廠生產(chǎn)。 本課題研究?jī)?nèi)容 電動(dòng)汽車儀表控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 2 本課題 研究?jī)?nèi)容是以單片機(jī)為核心的 儀表 控制系統(tǒng) 的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，車輛儀表是駕駛員與汽車進(jìn)行信息交流的重要接口和界面，是車輛安全行駛的重要保證。 d）系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)：要求設(shè)計(jì)系統(tǒng)各個(gè)模塊的流程圖和 相關(guān)軟件設(shè)計(jì)，如 溫度、速度 、 CAN通信 模塊程序等 。 此儀表系統(tǒng)要求顯示直觀、準(zhǔn)確，使用方便、可靠，同時(shí)展現(xiàn)車用儀表系統(tǒng)未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)和廣闊開發(fā)空間。 系統(tǒng)的功能與要求 設(shè)計(jì)一套車載智能儀表，用于顯示和記錄汽車行駛過(guò)程中的各種狀態(tài)信息，具體實(shí)現(xiàn)功能應(yīng)達(dá)到如下要求： a) 采用通用單片機(jī)，用軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的控制。 對(duì) CAN 總線 兼容的硬件、軟件 進(jìn)行設(shè)計(jì)。根據(jù)系統(tǒng)的要求 和現(xiàn)實(shí)的考慮，選用 宏晶公司生產(chǎn)的 STC89C52RC 通用單片機(jī)。與 Intel 公司的 MCS51 系列單片機(jī)相兼容，是廣泛應(yīng)用的單片機(jī)之一。 因此采用了 傳統(tǒng)的CAN 通信模塊 即 采用 51 系列 的單片機(jī)作為中心處理器， SJA1000 作為 CAN 控制器，PCA82C250 作為 CAN 驅(qū)動(dòng)器。溫度用傳感器有線繞電阻式、熱敏電阻式和熱偶電阻式三種主要類型。 因?yàn)槠?不需復(fù)雜的信號(hào)調(diào)理電路和 A/D 轉(zhuǎn)換電路能直接與單片機(jī)完成數(shù)據(jù)采集和處理，實(shí)現(xiàn)方便、精度高， 并 能夠使 制板的成本降低。當(dāng)目標(biāo)通過(guò)光發(fā)射器和收光器之間并阻斷光線時(shí)，傳感器輸出信號(hào)。像牽涉到單點(diǎn)穩(wěn)壓場(chǎng)合需要限制噪聲和解決分布問題的 。 但在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，比較常用的是點(diǎn)陣字符型 LCD 顯示器。 本系統(tǒng)采用 的液晶顯示模塊為 ATM12864D， 主要 用來(lái)顯示溫度、車速等 相關(guān)信息， 完全能 夠 達(dá)到 設(shè)計(jì) 的要求，并且對(duì)以后系統(tǒng)的擴(kuò)展顯示留有一定的余地。 單片機(jī)的時(shí)鐘電路硬件設(shè)計(jì) 單片機(jī)的時(shí)鐘信號(hào)用來(lái)提供單片機(jī)內(nèi)各種微操作的時(shí)間基準(zhǔn)，這個(gè)時(shí)鐘信號(hào)可由單片機(jī)內(nèi)時(shí)鐘電路產(chǎn)生，可以直接使用外部時(shí)鐘信號(hào)。外部振蕩方式電路接法如 圖 31所示。 圖 31 外部振蕩方式 圖 32 內(nèi)部振蕩方式 本系統(tǒng)中利用內(nèi)部振蕩方式，電路如 圖 32， 圖中 C1， C2起穩(wěn)定振蕩頻率，快速起振的作用，其容值一般在 5～ 30pF。片外復(fù)位信號(hào)通過(guò)引腳 RST加到內(nèi)部復(fù)位電路上。在系統(tǒng)上電時(shí)，經(jīng) C1與 R1充電，使 RST端為高電平，持續(xù)時(shí)間 大于兩個(gè)機(jī)器周期 完成復(fù)位。 b) 按鍵手動(dòng) 復(fù)位 按鍵手動(dòng) 復(fù)位有電平方式和脈沖方式兩種。按鍵復(fù)位時(shí)， R2 阻值選擇不能過(guò)小，那樣的話只要碰到就會(huì)復(fù)位；選擇過(guò)大時(shí)，按鍵按下去 很久才能復(fù)位，所以要選擇適中的阻值為 1 K 左 右的電阻。工作期間，按下 SW， C1放電。 鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 ( 2021) 7 圖 35 89C52單片機(jī)的最小系統(tǒng)硬件電路原理圖 RS232 串行通信接口電路 單片機(jī)的串行口是非常有用的，我們可以 通過(guò) 它 把單片機(jī)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳回電腦處理或者接受電腦傳過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)而進(jìn)行相應(yīng)的動(dòng)作 。由于電腦串口 RS232 電平是 10V、 +10V，而一般的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的信號(hào)電壓是 TTL電平 0、 +5V,MAX232 就是用來(lái)進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換的 ,該器件包含 兩 驅(qū)動(dòng)器、 兩 接收器和一個(gè)電壓發(fā)生器電路提供 TIA/EIA232F電平。 其 主要特點(diǎn) 為： a) 符合所有的 RS232C 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) b) 只需要單一 +5V電源供電 c) 片載電荷泵具有升壓、電壓極性反轉(zhuǎn)能力，能夠產(chǎn)生 +10v 和 10v 電壓 d) 功耗低，典型供電電流 5mA e) 內(nèi)部集成 兩 個(gè) RS232C 驅(qū)動(dòng)器 f) 內(nèi)部集成兩個(gè) RS232C 接收器 串行通信接口電路 串行端口的本質(zhì)功能是作為 CPU 和串行設(shè)備間的編碼轉(zhuǎn)換器。 應(yīng)用程序要使用串口進(jìn)行通信，必須在使用之前向操作系統(tǒng)提出資源申請(qǐng)要求（打開串口），通信完成后必須釋放資源（關(guān)閉串口）。 b) 10℃ ～ +85℃ 范圍內(nèi)的測(cè)溫準(zhǔn)確度為 177。 e) 負(fù)壓特性，電源極性接反時(shí)，溫度傳感器 不會(huì)因發(fā)熱而燒毀，但不能正常工作。再結(jié)合軟件及相應(yīng)外圍電路進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。反射式光電傳感器在被測(cè)轉(zhuǎn)軸上設(shè)有反射記號(hào)，由光源發(fā) 出的光線通過(guò)透鏡和半透膜入射到被測(cè)轉(zhuǎn)軸上。 反射式光電測(cè)速 主要由被測(cè)旋轉(zhuǎn)部件、反光片（或反光貼紙）、反射式光電傳感器組成，在可以進(jìn)行精確定位的情況下，在被測(cè)部件上對(duì)稱安裝多個(gè)反光片或反光貼紙會(huì)取得較好的測(cè)量效果。 特點(diǎn) ： a) 采用高發(fā)射功率紅外光電二極管和高靈敏度光電晶體管組成。 其 光電 特性如 表 31： 表 31 光電特性 項(xiàng)目 符號(hào) 測(cè)試條件 最小 典型 最大 單位 輸入 正向壓降 FV FI =20mA V 反向電流 RI RV =3V 10 181。s ST188紅外光電傳感器 與單片機(jī)的硬件接口設(shè)計(jì) ST188與 STC89C52的接口電路圖 如圖 39所示 。 液晶顯示模塊硬件設(shè)計(jì) 液晶顯示模塊 ATM12864D簡(jiǎn)介 本系統(tǒng)采用 ATM12864D點(diǎn)陣式液晶作為主要顯示工具 。該液晶屏由兩塊控制芯片來(lái)控制，各為（ 64*64）方陣，圖像點(diǎn)信息按照縱向每 8個(gè)點(diǎn)組成一個(gè)字節(jié)。 電動(dòng)汽車儀表控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 12 表 32 液晶引腳說(shuō)明 管腳號(hào) 管腳名稱 LEVER 管腳功能描述 1 VSS 0 電源地 2 VDD + 電源電壓 3 V0 液晶顯示器驅(qū)動(dòng)電 壓 4 D/I(RS) H/L D/I=“H” ，表示 DB7～ DB0為顯示數(shù)據(jù) D/I=“L” ，表示 DB7～ DB0為顯示指令數(shù)據(jù) 5 R/W H/L R/W=“H” ， E=“H” 數(shù)據(jù)被讀到 DB7～ DB0 R/W=“L” ， E=“H → L” 數(shù)據(jù)被寫到 IR或 DR 6 E H/L R/W=“L” ， E信號(hào)下降沿鎖存 DB7～ DB0 R/W=“H” ， E=“H”DDRAM 數(shù)據(jù)讀到 DB7～ DB0 7～ 14 DB0～ DB7 H/L 數(shù)據(jù)線 15 CS1 H/L H:選擇芯片 (右半屏 )信號(hào) 16 CS2 H/L H:選擇芯片 (左半屏 )信號(hào) 17 RET H/L 復(fù)位信號(hào) ,低電平復(fù)位 18 VOUT 10V LCD驅(qū)動(dòng)負(fù)電壓 19 LED+ LED背光板電源 20 LED LED背光板電源 液晶顯示模塊 ATM12864D與 STC89C52硬件接口設(shè)計(jì) 液晶屏與單片機(jī)的接線如圖 310所示。引腳 A和 K是液晶屏的背光電源 ， 在這里 加 了一個(gè) 小電阻 來(lái) 限流 ，以防電壓過(guò)高損壞液晶屏。用戶可在其基礎(chǔ)上開發(fā)適合系統(tǒng)實(shí)際需要的應(yīng)用層通信協(xié)議，但由于 CAN總線極高的可靠性，從而使應(yīng)用層通信協(xié)議得以大大簡(jiǎn)化。 b) CAN網(wǎng)絡(luò)上的節(jié)點(diǎn)信息根據(jù)其報(bào)文 ID號(hào)的不同分成不同的優(yōu)先級(jí)，可滿足不同的實(shí)時(shí)要求； c) CAN采用非破壞性具有優(yōu)先級(jí)控制的載波偵 聽及碰撞檢測(cè)機(jī)制 (CSMA/CD)總線仲裁技術(shù)，信道中傳輸?shù)氖腔鶐盘?hào)，并規(guī)定 0為顯性位， 1為隱性位，前者能覆蓋后者。 這也是目前 CAN總線在眾多領(lǐng)域被廣泛采用的原因。 對(duì)于不同型號(hào)的 CAN總線通信控制器，實(shí)現(xiàn) CAN協(xié)議部分電路的結(jié)構(gòu)和功能大多相同，而與微處理器接口部分的結(jié)構(gòu)和方式存在一些差異。上電復(fù)位默認(rèn)工作方式是 BasicCAN方式。 表 33 SJA1000引腳功能 符號(hào) 引腳 功能 AD0～ AD7 23～ 28， 1， 2 地址 /數(shù)據(jù)復(fù)用總線 ALE 3 ALE信號(hào) (Intel方式 )或 AS信號(hào) (Motorola方式 ) /CS 4 片選輸入 ， 低電平允許訪問 SJA1000 /RD 5 微控制器的讀信號(hào) (Intel方式 )或 E信號(hào) (Motorola方式 ) /WR 6 微控制器的寫信號(hào) (Intel方式 )或讀寫信號(hào) (Motorola方式 ) CLKOUT 7 SJA1000 產(chǎn)生的 ， 提供給微控制器的時(shí)鐘輸出信號(hào)，此信號(hào)由內(nèi)部振蕩器經(jīng)可編程分頻器得到。 SJA1000是獨(dú)立 CAN通信控制器， 82C250為高性能 CAN總線收發(fā)器。 SJA1000的 AD0～ AD7連接到 89C52的 P0口， CS 連接到 89C52的 ， 0的 CPU片外存貯器地址可選中 SJA1000,CPU通過(guò)這些地址可對(duì) SJA1000執(zhí)行相應(yīng)的讀寫操作。電源的完全隔離可采用小功率電源隔離模塊或帶多 5V隔離輸出的開關(guān)電源模塊實(shí)現(xiàn)。 CANH和 CANL與地之間并聯(lián)了兩個(gè) 30pF的小電容，可以起到濾除總線上的高頻干擾和一定的 防電磁輻射的能力。 6N137 的 內(nèi)部結(jié)構(gòu)原理如圖 312所示，信號(hào)從腳 2和腳 3 輸入，發(fā)光二極管發(fā)光，經(jīng)片內(nèi)光通道傳到光敏二極管，反向偏置的光敏管光照后導(dǎo)通，經(jīng) 電流 電壓轉(zhuǎn)換后送到與門的一個(gè)輸入端，與門的另一個(gè)輸入為使能端，當(dāng)使能端為高時(shí)與門輸出高電平，經(jīng)輸出三極管反向后光電隔離器輸出低電平。在選擇電容類型時(shí)，應(yīng)盡量選擇高頻特性好的電容器，如陶瓷電容或鉭電容，并且盡量靠近 6N137光耦合器的電源管腳；另外，輸入使能管腳在芯片內(nèi)部已有上拉電阻，無(wú)需再外接上拉電阻。 PCA82C250的功能框圖如圖 313所示。若結(jié)溫超過(guò)大約 160℃。引腳 8(Rs)用于選定 82C250的工作模式， 有 3種不同的工作模式可供選擇 ：高速、 斜率控制和待機(jī)模式 。 整個(gè)電源電路如圖 314所示。隨著單片機(jī)硬件性能的提高，其工作速度越來(lái)越快。另一部分則是整個(gè)系統(tǒng)的 CAN通信模塊的軟件設(shè)計(jì)。 本設(shè)計(jì)程序編程的思想就是在給定的 10ms 之內(nèi)，用單片機(jī)自帶的計(jì)數(shù)器T1 對(duì)外部脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)。 其流程圖如圖 43 所示。其流程圖如圖 44所示。這樣如果在函數(shù)里一直等待數(shù)據(jù)發(fā)送完畢，會(huì)使整個(gè)微處理器的性能下降。 SJA1000報(bào)文的接受主要有兩種方式：中斷接收方式和查詢接收方式。 系統(tǒng)硬件調(diào)試 本系統(tǒng)調(diào)試主要是采取了分模塊進(jìn)行調(diào)試的方法。 當(dāng) 出現(xiàn)問題 時(shí) ，可以按以下步驟進(jìn)行： a) 檢查原理圖連接是否正確 返回 開中斷 進(jìn)入工作模式 開始 設(shè)置 BTR0， BTR1 設(shè)置 OCR， CDR 設(shè)置 ACR， AMR 進(jìn)入復(fù)位模式 寫發(fā)送報(bào)文 ID、 將數(shù)據(jù)寫入發(fā)送數(shù)據(jù)緩沖 區(qū) 啟動(dòng)發(fā)送 返回 先前發(fā)送已完成？ Y 開始 N 電動(dòng)汽車儀表控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 22 b) 檢查原理圖與 PCB圖是否一致 c) 檢查原理圖與器件的 DATASHEET上引腳是否一致 d) 用萬(wàn)用表檢查是否有虛焊，引腳短路現(xiàn)象 e) 有條件的可以用示波器 系統(tǒng) 的硬件 調(diào)試 是一個(gè)需要我們 多觀察，多思考 的過(guò)程 。 a) Keil uVision3 Keil Software公司推出的 uVision3是一款可用于多種 8051 MCU的集成開發(fā)環(huán)境(IDE)，該 IDE同時(shí)也是 PK51及其它開發(fā)套件的一個(gè)重要組件。 b) STCISP 鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 ( 2021) 23 STCISP 是一款 單片機(jī) 下載編程燒錄軟件，是針對(duì) STC 系列單片機(jī)而設(shè)計(jì)的，可下載 STC89 系列、 12C2052 系列和 12C5410 等系列的 STC 單片機(jī)，使用簡(jiǎn)便，現(xiàn)已被廣泛使用。針對(duì)實(shí)時(shí)顯示汽車車速、溫度等的要求，通過(guò)兩類傳感器對(duì)汽車車速， 溫度進(jìn)行檢測(cè)， 從而確定了整個(gè)儀表系統(tǒng)的 LCD顯示 參量 ，完成了汽 車組合儀表電 子化系統(tǒng)的基本工作。 c) 在總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，課題 成功的將 CAN總線引入到汽車儀表設(shè)計(jì)通信中，利用 CAN總線的通信速率高、容錯(cuò)性強(qiáng)等特點(diǎn)，提高了整個(gè)汽車儀表系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)通信的實(shí)時(shí) 性和可靠性，大大的節(jié)約和簡(jiǎn)化汽車布線系統(tǒng) 。所以，在將來(lái)的工作中完全可以利用 CAN總線網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢(shì)將其打造成車內(nèi)控制和娛樂于一體的信息平臺(tái)系統(tǒng)。 指導(dǎo)老 師淵博的專業(yè)知識(shí)，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度 ，樸實(shí)無(wú)華、平易近人的人格魅力對(duì)我影響深遠(yuǎn)。謝謝各位老師、同學(xué)和朋友的關(guān)心、支持和幫助。 uchar code wele1[]={Design by:ljh}。 sbit DS=P3^4。 sbit lcdrs=P2^1。x0。 } void dsreset(void) //send reset and initialization mand { uint i。 DS=1。 bit dat。i++。 while(i0)i。 for(i=1。 //讀出的數(shù)據(jù)最低位在最前面，這樣剛好 //一個(gè)字節(jié)在 DAT 里 } return(dat)。 for(j=1。 dat=dat1。 DS