【正文】 車集中控制系統(tǒng)的發(fā)展和實現(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 VDO公司和美國德科公司在我國設(shè)廠生產(chǎn)。 本課題研究內(nèi)容 電動汽車儀表控制系統(tǒng)的設(shè)計 2 本課題 研究內(nèi)容是以單片機為核心的 儀表 控制系統(tǒng) 的設(shè)計與實現(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：要求設(shè)計系統(tǒng)各個模塊的流程圖和 相關(guān)軟件設(shè)計，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，同時展現(xiàn)車用儀表系統(tǒng)未來的發(fā)展趨勢和廣闊開發(fā)空間。 系統(tǒng)的功能與要求 設(shè)計一套車載智能儀表，用于顯示和記錄汽車行駛過程中的各種狀態(tài)信息，具體實現(xiàn)功能應(yīng)達(dá)到如下要求： a) 采用通用單片機，用軟件實現(xiàn)對系統(tǒng)的控制。 對 CAN 總線 兼容的硬件、軟件 進(jìn)行設(shè)計。根據(jù)系統(tǒng)的要求 和現(xiàn)實的考慮，選用 宏晶公司生產(chǎn)的 STC89C52RC 通用單片機。與 Intel 公司的 MCS51 系列單片機相兼容，是廣泛應(yīng)用的單片機之一。 因此采用了 傳統(tǒng)的CAN 通信模塊 即 采用 51 系列 的單片機作為中心處理器， SJA1000 作為 CAN 控制器，PCA82C250 作為 CAN 驅(qū)動器。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。 因為其 不需復(fù)雜的信號調(diào)理電路和 A/D 轉(zhuǎn)換電路能直接與單片機完成數(shù)據(jù)采集和處理，實現(xiàn)方便、精度高， 并 能夠使 制板的成本降低。當(dāng)目標(biāo)通過光發(fā)射器和收光器之間并阻斷光線時，傳感器輸出信號。像牽涉到單點穩(wěn)壓場合需要限制噪聲和解決分布問題的 。 但在單片機應(yīng)用系統(tǒng)中，比較常用的是點陣字符型 LCD 顯示器。 本系統(tǒng)采用 的液晶顯示模塊為 ATM12864D， 主要 用來顯示溫度、車速等 相關(guān)信息， 完全能 夠 達(dá)到 設(shè)計 的要求，并且對以后系統(tǒng)的擴展顯示留有一定的余地。 單片機的時鐘電路硬件設(shè)計 單片機的時鐘信號用來提供單片機內(nèi)各種微操作的時間基準(zhǔn)，這個時鐘信號可由單片機內(nèi)時鐘電路產(chǎn)生，可以直接使用外部時鐘信號。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)位信號通過引腳 RST加到內(nèi)部復(fù)位電路上。在系統(tǒng)上電時，經(jīng) C1與 R1充電，使 RST端為高電平，持續(xù)時間 大于兩個機器周期 完成復(fù)位。 b) 按鍵手動 復(fù)位 按鍵手動 復(fù)位有電平方式和脈沖方式兩種。按鍵復(fù)位時， R2 阻值選擇不能過小，那樣的話只要碰到就會復(fù)位；選擇過大時，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)計說明書 ( 2021) 7 圖 35 89C52單片機的最小系統(tǒng)硬件電路原理圖 RS232 串行通信接口電路 單片機的串行口是非常有用的，我們可以 通過 它 把單片機系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳回電腦處理或者接受電腦傳過來的數(shù)據(jù)而進(jìn)行相應(yīng)的動作 。由于電腦串口 RS232 電平是 10V、 +10V，而一般的單片機應(yīng)用系統(tǒng)的信號電壓是 TTL電平 0、 +5V,MAX232 就是用來進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換的 ,該器件包含 兩 驅(qū)動器、 兩 接收器和一個電壓發(fā)生器電路提供 TIA/EIA232F電平。 其 主要特點 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 RS232C 驅(qū)動器 f) 內(nèi)部集成兩個 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)的測溫準(zhǔn)確度為 177。 e) 負(fù)壓特性，電源極性接反時，溫度傳感器 不會因發(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)行實時監(jiān)控。反射式光電傳感器在被測轉(zhuǎn)軸上設(shè)有反射記號，由光源發(fā) 出的光線通過透鏡和半透膜入射到被測轉(zhuǎn)軸上。 反射式光電測速 主要由被測旋轉(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，在被測部件上對稱安裝多個反光片或反光貼紙會取得較好的測量效果。 特點 ： 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 項目 符號 測試條件 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 與單片機的硬件接口設(shè)計 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 液晶顯示模塊 ATM12864D簡介 本系統(tǒng)采用 ATM12864D點陣式液晶作為主要顯示工具 。該液晶屏由兩塊控制芯片來控制，各為（ 64*64）方陣，圖像點信息按照縱向每 8個點組成一個字節(jié)。 電動汽車儀表控制系統(tǒng)的設(shè)計 12 表 32 液晶引腳說明 管腳號 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 16 CS2 H/L H:選擇芯片 (左半屏 )信號 17 RET H/L 復(fù)位信號 ,低電平復(fù)位 18 VOUT 10V LCD驅(qū)動負(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 液晶屏與單片機的接線如圖 310所示。引腳 A和 K是液晶屏的背光電源 ， 在這里 加 了一個 小電阻 來 限流 ，以防電壓過高損壞液晶屏。用戶可在其基礎(chǔ)上開發(fā)適合系統(tǒng)實際需要的應(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)議得以大大簡化。 b) CAN網(wǎng)絡(luò)上的節(jié)點信息根據(jù)其報文 ID號的不同分成不同的優(yōu)先級，可滿足不同的實時要求； c) CAN采用非破壞性具有優(yōu)先級控制的載波偵 聽及碰撞檢測機制 (CSMA/CD)總線仲裁技術(shù)，信道中傳輸?shù)氖腔鶐盘?，并?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。 對于不同型號的 CAN總線通信控制器，實現(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 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 (Intel方式 )或 AS信號 (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 (Intel方式 )或 E信號 (Motorola方式 ) /WR 6 微控制器的寫信號 (Intel方式 )或讀寫信號 (Motorola方式 ) CLKOUT 7 SJA1000 產(chǎn)生的 ， 提供給微控制器的時鐘輸出信號，此信號由內(nèi)部振蕩器經(jīng)可編程分頻器得到。 SJA1000是獨立 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通過這些地址可對 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)電源模塊實現(xiàn)。 CANH和 CANL與地之間并聯(lián)了兩個 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輸入端，與門的另一個輸入為使能端，當(dāng)使能端為高時與門輸出高電平，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，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、 斜率控制和待機模式 。 整個電源電路如圖 314所示。隨著單片機硬件性能的提高，其工作速度越來越快。另一部分則是整個系統(tǒng)的 CAN通信模塊的軟件設(shè)計。 本設(shè)計程序編程的思想就是在給定的 10ms 之內(nèi)，用單片機自帶的計數(shù)器T1 對外部脈沖進(jìn)行計數(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，會使整個微處理器的性能下降。 SJA1000報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 ，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)送報文 ID、 將數(shù)據(jù)寫入發(fā)送數(shù)據(jù)緩沖 區(qū) 啟動發(fā)送 返回 先前發(fā)送已完成？ Y 開始 N 電動汽車儀表控制系統(tǒng)的設(shè)計 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 是一個需要我們 多觀察，多思考 的過程 。 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同時也是 PK51及其它開發(fā)套件的一個重要組件。 b) STCISP 鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計說明書 ( 2021) 23 STCISP 是一款 單片機 下載編程燒錄軟件，是針對 STC 系列單片機而設(shè)計的，可下載 STC89 系列、 12C2052 系列和 12C5410 等系列的 STC 單片機，使用簡便，現(xiàn)已被廣泛使用。針對實時顯示汽車車速、溫度等的要求，通過兩類傳感器對汽車車速， 溫度進(jìn)行檢測， 從而確定了整個儀表系統(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)計中，課題 成功的將 CAN總線引入到汽車儀表設(shè)計通信中，利用 CAN總線的通信速率高、容錯性強等特點，提高了整個汽車儀表系統(tǒng)的現(xiàn)場數(shù)據(jù)通信的實時 性和可靠性，大大的節(jié)約和簡化汽車布線系統(tǒng) 。所以，在將來的工作中完全可以利用 CAN總線網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢將其打造成車內(nèi)控制和娛樂于一體的信息平臺系統(tǒng)。 指導(dǎo)老 師淵博的專業(yè)知識，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度 ，樸實無華、平易近人的人格魅力對我影響深遠(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 //一個字節(jié)在 DAT 里 } return(dat)。 for(j=1。 dat=dat1。 DS