【正文】 數(shù)時間；測周法產(chǎn)生的相對誤差為： （5）同樣, 第二項誤差一般可忽略。由公式可知當(dāng)被測頻率越?。粗芷谠酱螅? 計數(shù)基準頻率越大, 則測周產(chǎn)生的誤差越小, 因此測周法適合測低頻信號。這樣在測頻與測周之間存在一個中介頻率, 該頻率可由下面公式計算得出： （6）式中大為測頻時選用的頻標信號頻率, 即標準時間的倒數(shù)；fc為測周時選用的基準頻率。本設(shè)計中選擇Ts=，fc=4MHz，由式（6）得中介頻率fxm=，而轉(zhuǎn)速及車速頻率信號一般均小于此頻率, 因此本設(shè)計采用測周法測量電機轉(zhuǎn)速和車速信號。根據(jù)式（5）, , 由此知采用該方法具有較高的測頻精度。故本設(shè)計中采用此種測量方法。通過單片機的PWM端口進行車速脈沖信號的采集，同時利用計數(shù)器進行輸入脈沖信號的計數(shù)。同時利用單片機的輸入捕獲中斷功能，計算車速脈沖的周期：每次中斷讀取主定時器的值，相鄰兩次主定時器的值相減，再加上主定時器的溢出次數(shù)，即可得到相鄰兩次捕獲中斷之間的主時鐘信號的個數(shù)，從而得到車速脈沖的周期。由以上所獲取的信息，計算出對應(yīng)的車速。最后，利用車速對時間的累加，求出臨時里程和總里程信息。 設(shè)V為車速，W為車輪轉(zhuǎn)速，T為車速信號的周期，tc為時鐘脈沖，Nc為周期T內(nèi)的時鐘脈沖數(shù)，則 其中：K為常數(shù)，等于2π；η為車速常數(shù)；S為行駛的里程。在本設(shè)計中，車速、轉(zhuǎn)速信息的顯示是由步進電機實現(xiàn)的，然而車速、轉(zhuǎn)速捕獲的時間間隔有可能小于步進電機一次控制的執(zhí)行時間，故在程序編寫過程中應(yīng)注意，在程序設(shè)計中加入一個標志符號，每次步進電機步數(shù)走完后將其清零，從而允許下一次當(dāng)前車速、轉(zhuǎn)速的賦值。車速（轉(zhuǎn)速）的捕捉程序流程圖如下所示： 圖 車速捕捉程序流程圖（5）Flash擦寫程序的設(shè)計 本設(shè)計中，系統(tǒng)需要在掉電時或正常停車時，將總里程信息及時保存。以前，一般采用EEPROM來實現(xiàn)。S12系列MCU提供了對Flash存儲器在用戶模式下的在線編程功能，來實現(xiàn)EEPROM的功能，從而簡化電路設(shè)計、降低成本。 Flash存儲器的讀/寫不同于一般的RAM讀/寫，需要專門的編程過程來完成Flash的擦除和寫入。擦除及寫入過程中，一般需要高于電源的電壓。在執(zhí)行寫入操作之前，要確保該寫入?yún)^(qū)在上一次擦除后沒有被寫過，即寫入?yún)^(qū)是空白的。因此，在寫入之前一般都要先執(zhí)行擦除操作。Flash存儲器的編程模式有寫入器模式（或監(jiān)控模式）和在線編程模式（或用戶模式）兩種。這兩種模式對Flash存儲器的擦/寫操作程序是一致的，而差別在于調(diào)用這些程序的方式和環(huán)境。在DG128中，與Flash編程有關(guān)的寄存器分為通用寄存器和專用寄存器。擦除和寫入操作主要用到的寄存器有5個：Flash存儲器的時鐘分頻寄存器、配置寄存器、保護寄存器、狀態(tài)寄存器和命令寄存器。Flash擦寫程序包括擦寫公共操作子程序、擦除子程序和寫入子程序三部分，其中公共操作子程序部分主要完成時鐘分頻的設(shè)置、錯誤標志位的清除以及塊號和PPAGE寄存器的設(shè)置等；而擦除與寫入子程序的步驟大致為：擦寫公共操作、定位要操作的扇區(qū)、向命令寄存器寫入相應(yīng)的操作命令、啟動命令以及等待命令的完成。（6） CAN通信程序的設(shè)計CAN通信程序中，主要完成的功能：故障診斷時，診斷設(shè)備單片機之間數(shù)據(jù)的傳送；電機電流、蓄電池電壓、電流和荷電狀態(tài)等信息的收發(fā)。為了保證CAN通信的實現(xiàn)和穩(wěn)定，信息的發(fā)送是在定時器中斷服務(wù)程序中完成的，即周期性地與外部發(fā)送信息，而信息的接收是靠CAN接收中斷實現(xiàn)的。利用CAN報文接收程序。接收來自CAN總線的報文信息，在本設(shè)計中報文的接收采用的是中斷的方式，即當(dāng)MSCAN接收到有效的報文時，系統(tǒng)就進入CAN接收中斷子程序讀出MSCAN緩沖區(qū)中存儲的信息并將其放入指定位置。這樣可以使得儀表的顯示有更好的實時性。根據(jù)CAN協(xié)議的規(guī)定，報文的路由是由標識符指定而非站地址，因此，同一節(jié)點可以通過設(shè)置接收不同路由的報文。為了方便系統(tǒng)的處理，儀表接收兩種不同的報文標識符的報文，一種報文包含的是車速、電機轉(zhuǎn)速等信息。另一種報文包含的是各種指示燈的信息，由MSCAN的標識符濾波器來過濾驗收。CAN通信程序主要包括CAN初始化程序、CAN發(fā)送數(shù)據(jù)程序和CAN接收數(shù)據(jù)程序3個部分。其中CAN初始化程序用來實現(xiàn)CAN工作時的參數(shù)設(shè)置，主要包括工作方式的設(shè)置、時鐘輸出寄存器的設(shè)置、接收屏蔽寄存器和接收代碼寄存器的設(shè)置、總線定時器的設(shè)置、中斷允許寄存器的設(shè)置和總線波特率的設(shè)置等等。實際上，這3個程序都已被封裝成子程序，位于CAN模塊的C文件中，要用時直接調(diào)用即可。另外，在CAN接收中斷服務(wù)程序中主要完成數(shù)據(jù)的接收，數(shù)據(jù)的判斷和讀出以及根據(jù)讀出的數(shù)據(jù)信息作一些相應(yīng)的后續(xù)操作。如果判斷接收到的數(shù)據(jù)為電機溫度信息時，就將此數(shù)據(jù)與最大極限溫度相比較，若大于最大極限溫度，則置相應(yīng)故障位為1，產(chǎn)生電機過熱警報；若判斷接收到的數(shù)據(jù)為電機電流，電池電量或電壓信息時，就要啟動相應(yīng)的PWM通道，從而控制對應(yīng)的步進電機動作，在儀表上指示出相應(yīng)的值。 CAN接收中斷服務(wù)程序的流程圖如下所示： 圖 CAN通信程序流程圖（7） 本章小結(jié) 該部分根據(jù)所設(shè)計系統(tǒng)的功能和要求，構(gòu)思整體的實現(xiàn)方案、接著從硬件設(shè)計和軟件設(shè)計兩方面入手，詳細地論述了設(shè)計的主要內(nèi)容和具體的實現(xiàn)方法。 硬件設(shè)計方面：完成的主要有電源電路和掉電保護電路模塊、脈沖信號處理模塊、步進電機與其驅(qū)動芯片電路模塊、LED與其驅(qū)動芯片電路模塊、LCD與其取得芯片電路模塊、ＣＡＮ收發(fā)器電路模塊以及故障診斷電路模塊等做了詳細具體的設(shè)計；對于轉(zhuǎn)向、霧燈、門開報警等指示和轉(zhuǎn)向信號燈電路、蜂鳴器電路的設(shè)計，則相對較簡單，故沒有特別介紹。軟件設(shè)計方面：主要介紹了系統(tǒng)程序的構(gòu)成，對主程序的設(shè)計及一些子程序（中斷服務(wù)）如輸入脈沖捕捉程序、Ｆlash存儲程序和CAN通信程序的設(shè)計和相關(guān)程序的編寫做了具體的介紹；而對于一些模塊的設(shè)計和編程，沒有做詳細的描述，如SPI模塊、SCI模塊、PWM模塊。三 結(jié) 束 語汽車技術(shù)和電子技術(shù)的發(fā)展，以及計算機技術(shù)和通信技術(shù)在汽車上的廣泛應(yīng)用，汽車不斷地向智能化發(fā)展，整個社會交通系統(tǒng)也提供越來越智能的服務(wù)，汽車的信息系統(tǒng)也日趨紛繁復(fù)雜，汽車儀表系統(tǒng)將能提供更豐富的信息和更人性化的功能，因此種類更多、功能更強大、調(diào)試更簡便的汽車儀表需要開發(fā)研制。本設(shè)計的組合儀表系統(tǒng)控臺控制電路，以MC9S12DG128微處理器為基礎(chǔ)，把步進電機指針式儀表、LED數(shù)碼管顯示和LCD液晶顯示和CAN通信技術(shù)結(jié)合起來，應(yīng)用于汽車組合儀表，實現(xiàn)了優(yōu)勢互補，使顯示的信息更加直觀、準確、清晰，同時簡化了一些外圍電路的設(shè)計、降低了成本，增強了儀表盤的可靠性和穩(wěn)定性，滿足了用戶的相關(guān)需求。同時，系統(tǒng)的局部性能有待改進，如采取硬件和軟件方面的抗干擾措施等；此外，由于電動汽車上組合儀表的開發(fā)處于試用階段，缺乏相關(guān)國家/行業(yè)標準的指導(dǎo)，對一些儀表的性能和有關(guān)的參數(shù)沒有相關(guān)的文件的要求，有待改善和規(guī)范。從總體來看，汽車儀表的數(shù)字化、智能化將是未來一段時間的發(fā)展趨勢，應(yīng)用前景將十分廣闊。 四 致 謝本次設(shè)計中，非常感謝我的指導(dǎo)老師。他對我的耐心指導(dǎo)和嚴格要求，使得我在兩個多月的時間內(nèi)逐步有序的進行畢業(yè)設(shè)計，對本設(shè)計有了深入的了解。同時，自己也學(xué)習(xí)了單片機方面的一些相關(guān)知識，拓寬了知識面，也為以后的深入學(xué)習(xí)打下了基礎(chǔ)。在此，我還要感謝幫助我的同學(xué)，他們在我進行畢業(yè)設(shè)計的時候提供了一些便利條件，并給予了很多指導(dǎo)和幫助，幫我解決了許多困難。 五 參考文獻[1] 王宜懷, 劉曉升 等. 嵌入式系統(tǒng)使用HCS12微控制器的設(shè)計與應(yīng)用［M］. 北京: 北京航空航天大學(xué)出版社, 2008.[2] 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