【正文】 數(shù)時(shí)間；測(cè)周法產(chǎn)生的相對(duì)誤差為： （5）同樣, 第二項(xiàng)誤差一般可忽略。由公式可知當(dāng)被測(cè)頻率越小（即周期越大）, 計(jì)數(shù)基準(zhǔn)頻率越大, 則測(cè)周產(chǎn)生的誤差越小, 因此測(cè)周法適合測(cè)低頻信號(hào)。這樣在測(cè)頻與測(cè)周之間存在一個(gè)中介頻率, 該頻率可由下面公式計(jì)算得出： （6）式中大為測(cè)頻時(shí)選用的頻標(biāo)信號(hào)頻率, 即標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間的倒數(shù)；fc為測(cè)周時(shí)選用的基準(zhǔn)頻率。本設(shè)計(jì)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(hào)一般均小于此頻率, 因此本設(shè)計(jì)采用測(cè)周法測(cè)量電機(jī)轉(zhuǎn)速和車速信號(hào)。根據(jù)式（5）, , 由此知采用該方法具有較高的測(cè)頻精度。故本設(shè)計(jì)中采用此種測(cè)量方法。通過單片機(jī)的PWM端口進(jìn)行車速脈沖信號(hào)的采集，同時(shí)利用計(jì)數(shù)器進(jìn)行輸入脈沖信號(hào)的計(jì)數(shù)。同時(shí)利用單片機(jī)的輸入捕獲中斷功能，計(jì)算車速脈沖的周期：每次中斷讀取主定時(shí)器的值，相鄰兩次主定時(shí)器的值相減，再加上主定時(shí)器的溢出次數(shù)，即可得到相鄰兩次捕獲中斷之間的主時(shí)鐘信號(hào)的個(gè)數(shù)，從而得到車速脈沖的周期。由以上所獲取的信息，計(jì)算出對(duì)應(yīng)的車速。最后，利用車速對(duì)時(shí)間的累加，求出臨時(shí)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(hào)的周期，tc為時(shí)鐘脈沖，Nc為周期T內(nèi)的時(shí)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(jì)中，車速、轉(zhuǎn)速信息的顯示是由步進(jìn)電機(jī)實(shí)現(xiàn)的，然而車速、轉(zhuǎn)速捕獲的時(shí)間間隔有可能小于步進(jìn)電機(jī)一次控制的執(zhí)行時(shí)間，故在程序編寫過程中應(yīng)注意，在程序設(shè)計(jì)中加入一個(gè)標(biāo)志符號(hào)，每次步進(jìn)電機(jī)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(jì) 本設(shè)計(jì)中，系統(tǒng)需要在掉電時(shí)或正常停車時(shí)，將總里程信息及時(shí)保存。以前，一般采用EEPROM來實(shí)現(xiàn)。S12系列MCU提供了對(duì)Flash存儲(chǔ)器在用戶模式下的在線編程功能，來實(shí)現(xiàn)EEPROM的功能，從而簡(jiǎn)化電路設(shè)計(jì)、降低成本。 Flash存儲(chǔ)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(chǔ)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(duì)Flash存儲(chǔ)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(gè)：Flash存儲(chǔ)器的時(shí)鐘分頻寄存器、配置寄存器、保護(hù)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(shí)鐘分頻的設(shè)置、錯(cuò)誤標(biāo)志位的清除以及塊號(hào)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(dòng)命令以及等待命令的完成。（6） CAN通信程序的設(shè)計(jì)CAN通信程序中，主要完成的功能：故障診斷時(shí)，診斷設(shè)備單片機(jī)之間數(shù)據(jù)的傳送；電機(jī)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(shí)現(xiàn)和穩(wěn)定，信息的發(fā)送是在定時(shí)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(shí)現(xiàn)的。利用CAN報(bào)文接收程序。接收來自CAN總線的報(bào)文信息，在本設(shè)計(jì)中報(bào)文的接收采用的是中斷的方式，即當(dāng)MSCAN接收到有效的報(bào)文時(shí)，系統(tǒng)就進(jìn)入CAN接收中斷子程序讀出MSCAN緩沖區(qū)中存儲(chǔ)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(shí)時(shí)性。根據(jù)CAN協(xié)議的規(guī)定，報(bào)文的路由是由標(biāo)識(shí)符指定而非站地址，因此，同一節(jié)點(diǎn)可以通過設(shè)置接收不同路由的報(bào)文。為了方便系統(tǒng)的處理，儀表接收兩種不同的報(bào)文標(biāo)識(shí)符的報(bào)文，一種報(bào)文包含的是車速、電機(jī)轉(zhuǎn)速等信息。另一種報(bào)文包含的是各種指示燈的信息，由MSCAN的標(biāo)識(shí)符濾波器來過濾驗(yàn)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(gè)部分。其中CAN初始化程序用來實(shí)現(xiàn)CAN工作時(shí)的參數(shù)設(shè)置，主要包括工作方式的設(shè)置、時(shí)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(shí)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(shí)際上，這3個(gè)程序都已被封裝成子程序，位于CAN模塊的C文件中，要用時(shí)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(jī)溫度信息時(shí)，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(jī)過熱警報(bào)；若判斷接收到的數(shù)據(jù)為電機(jī)電流，電池電量或電壓信息時(shí)，就要啟動(dòng)相應(yīng)的PWM通道，從而控制對(duì)應(yīng)的步進(jìn)電機(jī)動(dòng)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(jì)系統(tǒng)的功能和要求，構(gòu)思整體的實(shí)現(xiàn)方案、接著從硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)兩方面入手，詳細(xì)地論述了設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容和具體的實(shí)現(xiàn)方法。 硬件設(shè)計(jì)方面：完成的主要有電源電路和掉電保護(hù)電路模塊、脈沖信號(hào)處理模塊、步進(jìn)電機(jī)與其驅(qū)動(dòng)芯片電路模塊、LED與其驅(qū)動(dòng)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(xì)具體的設(shè)計(jì)；對(duì)于轉(zhuǎn)向、霧燈、門開報(bào)警等指示和轉(zhuǎn)向信號(hào)燈電路、蜂鳴器電路的設(shè)計(jì)，則相對(duì)較簡(jiǎn)單，故沒有特別介紹。軟件設(shè)計(jì)方面：主要介紹了系統(tǒng)程序的構(gòu)成，對(duì)主程序的設(shè)計(jì)及一些子程序（中斷服務(wù)）如輸入脈沖捕捉程序、Ｆlash存儲(chǔ)程序和CAN通信程序的設(shè)計(jì)和相關(guān)程序的編寫做了具體的介紹；而對(duì)于一些模塊的設(shè)計(jì)和編程，沒有做詳細(xì)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(jì)算機(jī)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(gè)社會(huì)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(qiáng)大、調(diào)試更簡(jiǎn)便的汽車儀表需要開發(fā)研制。本設(shè)計(jì)的組合儀表系統(tǒng)控臺(tái)控制電路，以MC9S12DG128微處理器為基礎(chǔ)，把步進(jìn)電機(jī)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(shí)現(xiàn)了優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，使顯示的信息更加直觀、準(zhǔn)確、清晰，同時(shí)簡(jiǎn)化了一些外圍電路的設(shè)計(jì)、降低了成本，增強(qiáng)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(shí)，系統(tǒng)的局部性能有待改進(jìn)，如采取硬件和軟件方面的抗干擾措施等；此外，由于電動(dòng)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(biāo)準(zhǔn)的指導(dǎo)，對(duì)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(shí)間的發(fā)展趨勢(shì)，應(yīng)用前景將十分廣闊。 四 致 謝本次設(shè)計(jì)中，非常感謝我的指導(dǎo)老師。他對(duì)我的耐心指導(dǎo)和嚴(yán)格要求，使得我在兩個(gè)多月的時(shí)間內(nèi)逐步有序的進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)，對(duì)本設(shè)計(jì)有了深入的了解。同時(shí)，自己也學(xué)習(xí)了單片機(jī)方面的一些相關(guān)知識(shí)，拓寬了知識(shí)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?cè)谖疫M(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)的時(shí)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(xiàn)[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(jì)與應(yīng)用［M］. 北京: 北京航空航天大學(xué)出版社, 2008.[2] 王佳,等. 基于CAN總線純電動(dòng)汽車整車控制器設(shè)計(jì)[A]. 北京理工大學(xué)出版社, 2007．[3] 肖玲妮,等著 Protel 2004電路設(shè)計(jì)［M］, 清華大學(xué)出版社 2006.[4] 張翔,楊建中, 等. 純電動(dòng)汽車的組合儀表綜述［J］. 汽車電器, 2008,(12):15.[5] 劉偉, 等. 基于ST72F561的全數(shù)字式汽車組合儀表的設(shè)計(jì)[J]. 儀器儀表學(xué)報(bào), 2007, 28(9): 16351639.[6] 董浩,王建,趙云波. 基才MC9S12HZ256的總線式汽車數(shù)字儀表設(shè)計(jì)[J]. 電子設(shè)計(jì)工程, 2010, 18 (2): 8388.[7] 付曉光. 電動(dòng)汽車數(shù)字儀表的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)［D］， 北京工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文，.[8] 李飛，姜木霖等。基于MC68HC908LJl2的汽車組合儀表設(shè)計(jì)［Ｊ］湖北汽車工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào) 2008,22（4）.[9] 付勝波 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