【正文】 最后感謝我的母校四年來對(duì)我的大力栽培。在此，謹(jǐn)向指導(dǎo)老師表示崇高的敬意和衷心的感謝！ 本論文的順利完成，還要感謝大學(xué)近 4年來所有的老師，為我們打下專業(yè)知識(shí)的基礎(chǔ)；同時(shí)還要感謝所有的同學(xué)們，正是因?yàn)橛辛四銈兊闹С趾凸膭?lì)。不僅使我樹立了遠(yuǎn)大的學(xué)術(shù)目標(biāo)、掌握了基本的研究方法，還使我明白了許多待人接物與為人處世的道理。 電動(dòng)汽車儀表控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 24 參考文獻(xiàn) [1] 楊忠敏 . 現(xiàn)代汽車儀表及其發(fā)展趨勢(shì) [J].汽車情報(bào) ,2021,(18):2022. [2] 張武 ,顧凱 .基于 51單片機(jī)的車用數(shù)字儀表的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) .今日電子 ,2021,(01). [3] 宋漢沖 .我國汽車儀表工業(yè)現(xiàn)狀與發(fā)展前景分析 [J].中國儀器 1995,(1):910. [4] 趙國軍 ,計(jì)時(shí)鳴 .一種具有行車工況記憶功能的智能汽車儀表 [J].中國儀器 1996,2225. [5] 葛蓓 .電動(dòng)汽車平板式電子儀表盤仿真設(shè)計(jì)研究 [D].長安大學(xué) 2021,. [6] 黃正權(quán) . 單片機(jī)技術(shù)的汽車儀表 [J]. 汽車與配件 ,2021,(2):15. [7] 張毅剛 ,彭喜源 ,譚曉昀等 .MCS51單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計(jì) [M].哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社 ,1997. [8] 張培仁 ,孫占輝 ,張村峰等 .MCS51單片機(jī)原理及應(yīng)用 [M].清華大學(xué)出版社 .2021. [9] 張煜 ,舒華 ,董素榮 ,劉金華 .粗識(shí)車用傳感器 .汽車運(yùn)用 ,2021,(02). [10] 劉迎春 ,葉湘賓 .現(xiàn)代新型傳感器原理與應(yīng)用 [M].國防工業(yè) 出版社 ,1998. [11] 徐愛鈞 .智能化測(cè)量控制儀表原理與設(shè)計(jì) [M]北京航空工業(yè)大學(xué)出版社 ,2021. [12] 張毅剛 ,彭喜元 ,董繼成 .單片機(jī)原理及應(yīng)用 [M].高等教育出版社 ,2021. [13] 張俊 .匠人手記 [M].北京航空航天大學(xué)出版社 ,2021. [14] 邵貝貝 .單片機(jī)系統(tǒng)可靠性技術(shù)及發(fā)展 .電子產(chǎn)品世界 ,1998,8:2021. [15] 陳粵初等 .單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)踐 [M].北京航空工業(yè)大學(xué)出版社 ,1991. [16] 鄔寬明 .CAN 總線原理和應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì) [M].北京航空航天大學(xué)出 版社 ,1996. [17] 潘永雄 ,沙河 .電子線路 CAD實(shí)用教程 [M].西安電子科技大學(xué)出版社 ,2021. [18] 何彬 .基于 CAN總線的混合動(dòng)力汽車 LCD儀表系統(tǒng) [D].上海交通大學(xué) 2021. [19] SAE J1939/71CAN Vehicle Application LayerIssue 199408,Revised ,199810. 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 ( 2021) 25 致 謝 經(jīng)過幾個(gè)月的忙碌和工作，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)已經(jīng)接近尾聲，本論文是在孫宏國老師的悉心指導(dǎo)下完成的。 c) 該汽車 LCD儀表系統(tǒng)采用 AT89S52作為控制芯片，從目前編程來看，系統(tǒng)還具有較強(qiáng)的程序擴(kuò)展能力。 b) 有限的 CAN節(jié)點(diǎn)，本文只對(duì) CAN總線做了初步的設(shè)計(jì)。 本文雖然做出了一些成果，但由于個(gè)人能力和時(shí)間限制，離實(shí)際的工程應(yīng)用 還有一定差距。 b) 研究了車速測(cè)量、電機(jī)溫度測(cè)量，給出了硬件模塊設(shè)計(jì)框圖和主要處理芯片、傳感器的選用方案。在該系統(tǒng)的實(shí)施過程中，本文主要完成了如下工作： a) 對(duì)數(shù)字車用儀表系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)、發(fā)展和研究 進(jìn)行了綜述，指出了數(shù)字車用儀表技術(shù)對(duì)未來汽車工業(yè)發(fā)展的重要性。 5. 結(jié)束語 課題以汽車組合儀表為研究對(duì)象，把先進(jìn)的通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù) CAN總線引入汽車儀表盤設(shè)計(jì)中，實(shí)現(xiàn)了汽車組合儀表信息的采集，數(shù)據(jù)的 CAN通信。 Buf_min 加 1 開啟定時(shí)器 T0 退出中斷 TH0， TH1 賦值 關(guān)閉定時(shí)器 T0 進(jìn)入定時(shí)中斷 電動(dòng)汽車儀表控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 22 圖 44 SJA1000初始化流程圖 圖 45 發(fā)送流程圖 c) 接收數(shù)據(jù)程序 本設(shè)計(jì)中，我們采用中斷的方式進(jìn)行 CAN 總線上的數(shù)據(jù)接收。為了避免這種情況，該函數(shù)在啟動(dòng)發(fā)送后便立即返回，通過發(fā)送中斷或者利用查詢 TCS 狀態(tài)位判斷是否發(fā)送成功。在使用發(fā)送函數(shù)時(shí)有一點(diǎn)必須注意，因?yàn)樵趩?dòng)發(fā)送數(shù)據(jù)的命令后， CAN 控制器要將緩沖區(qū)內(nèi)的數(shù)據(jù)發(fā)送完畢后，才會(huì)將該幀數(shù)據(jù)是否發(fā)送成功的狀態(tài)返回。 b) 發(fā)送數(shù)據(jù)程序 對(duì) CAN 模塊初始化成功后，就可以用它來傳送報(bào)文。 CAN 初始化程序主要用來實(shí)現(xiàn) CAN 工作時(shí)的參數(shù)設(shè)置，其初始化主要內(nèi)容包括 ： 接收屏蔽寄存器（ AMR）和接收代碼寄存器（ ACR）的設(shè)置、波特率及位周期設(shè)置 （ BTRO,BTR1）、輸出控制寄存器設(shè)置（ OCR）、時(shí)鐘分頻寄存器 (CDR)設(shè)置、 中斷允許寄存器（ IR）設(shè)置 。 開始 初始化 T0， T1 開始定時(shí) T0 等待 50ms 開啟計(jì)數(shù)器 T1 關(guān)閉計(jì)數(shù)器 T1 處理 TH1， TH0數(shù)據(jù) 顯示數(shù)據(jù) Buf_min=100 N Y DS18B20初始化 結(jié)束 溫度轉(zhuǎn)換 跳過 ROM匹配 延時(shí) DS18B20是否存在？ 跳過 ROM匹配 讀暫存器 轉(zhuǎn)換為顯示碼 是 否 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 ( 2021) 21 圖 43 T0定時(shí)中斷流程圖 CAN節(jié)點(diǎn)軟件設(shè)計(jì) CAN節(jié)點(diǎn)軟件設(shè)計(jì) 包括：初始化子程序、發(fā)送子程序、接收子程序。主要是 c語言在經(jīng)過反匯編后，一條 c語句將會(huì)編譯成幾條語句，這樣就增加了指令執(zhí)行的時(shí)間，使定時(shí) 產(chǎn)生誤差，而在經(jīng)過多次調(diào)試后，選擇 10236 為 T0 初值是最接近 10ms 的。 主程序的流程圖如圖 42所示。計(jì)數(shù) 器 T1 工作于 計(jì)數(shù)狀態(tài)對(duì) 外部 脈沖進(jìn)行 計(jì)數(shù)； T0 工作 為 定時(shí)器方式 每次定時(shí)10ms。 電動(dòng)汽車儀表控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 20 部分 模塊程序設(shè)計(jì)介紹 溫度傳感器 DS18B20模塊程序設(shè)計(jì) DS18B20 模塊程序主要完成 DS18B20 的初始化和溫度的讀去操作，程序流程如圖 41 所示。 軟件總體設(shè)計(jì) 本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的汽車電子儀表，采用 AT89S52單片機(jī)依次檢測(cè)各種傳感器傳過來的信息，在這里設(shè)計(jì)的主要是溫度和車速，他們通過單片機(jī)的處理之后，通過 LCD液晶顯示模塊顯示出來。因此在編寫單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)程序時(shí)，更著重于程序本身的編寫效率。但由于匯編語言不是一種結(jié)構(gòu)化語言，匯編語 言程序較難編寫和調(diào)試，程序本身的編寫效率較低。 圖 312 電源電路 4. 車用數(shù)字儀表系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 開發(fā)語言簡(jiǎn)介 在開發(fā)一個(gè)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)時(shí)，系統(tǒng)程序的編寫效率在很大程度上決定了目標(biāo)系統(tǒng)的研制成效。需要說明的一點(diǎn)是：由于本系統(tǒng)使用了光耦器件及考慮到 CAN總線的抗干擾能力，所以 CAN總線這一塊的供電采用直流 5V轉(zhuǎn) 5V的電源隔離模塊。在這里斜率電阻選擇了 47K。另外在兩根 CAN總線接入端與地之間分別反接了一個(gè)保護(hù)二極管，當(dāng) CAN總線有較高的負(fù)電壓時(shí)，本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 ( 2021) 19 通過二極管的短路可起到一定的過壓保護(hù)作用。 82C250的CANH和 CANL引腳各自通過一個(gè) 120? 的電阻與 CAN總線相連，電阻可起到一定的限流作用，保護(hù) 82C250免受過流的沖擊。這些部分雖然增加了節(jié)點(diǎn)的復(fù)雜，但是卻提高了節(jié)點(diǎn)的穩(wěn)定性和安全性。 不過，應(yīng)該特別說明的一點(diǎn)是光耦部分電路所采用的兩個(gè)電源 VCC和 VDD必須完全隔離，否則采用光耦也就失去了意義。 SJA1000的 RD 、 WR 、 ALE分別與 89C51的對(duì)應(yīng)引腳相連， INT 接 89C51的 0INT ，89C51也可通過中斷方式訪問 SJA1000。微處理器 89C51負(fù)責(zé)SJA1000的初始化，通過控制 SJA1000實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的接收和發(fā)送等通信任務(wù)。 如圖 311所示為 CAN總線系統(tǒng)智能節(jié)點(diǎn)硬件電路原理圖。當(dāng) RX0高于 RX1時(shí)，讀出為隱性電平，否則為顯性電平 VSS2 21 輸入比較器地 VDD1 22 邏輯電路 5V電源 SJA1000 的主要新功能如下： ? 標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)和擴(kuò)展結(jié)構(gòu)報(bào)文的接收和發(fā)送 ? 64字節(jié)的接收 FIFO ? 標(biāo)準(zhǔn)和擴(kuò)展幀格式都具有單 /雙接收濾波器 (含接收屏蔽和接收碼寄存器 ) ? 可進(jìn)行讀 /寫訪問的錯(cuò)誤計(jì)數(shù)器 ? 可編程的錯(cuò)誤報(bào)警限制 ? 最近一次的錯(cuò)誤代碼寄存器 電動(dòng)汽車儀表控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 18 ? 每一個(gè) CAN總線錯(cuò)誤都可以產(chǎn)生錯(cuò)誤中斷 ? 具有丟失仲裁定位功能的丟失仲裁中斷 ? 單發(fā)方式 (當(dāng)發(fā)生錯(cuò)誤 或丟失仲裁時(shí)不重發(fā) ) ? 只聽方式 (監(jiān)聽 CAN總線，無應(yīng)答，無錯(cuò)誤標(biāo)志 ) ? 支持熱插拔 (無干擾軟件驅(qū)動(dòng)位速率檢測(cè) ) ? 硬件禁止 CLKOUT輸出 CAN總線系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì) 本文中所設(shè)計(jì)的 CAN總線系統(tǒng)智能節(jié)點(diǎn)，采用 89C51作為節(jié)點(diǎn)的微處理器，在 CAN總線通信接口中，采用 PHILIPS公司的 SJA1000和 82C250芯片?？删幊探乖撘_ VSS1 8 邏輯電路地 XTAL1 9 振蕩放大器輸入，外部振蕩放大器信號(hào)經(jīng)此引腳輸入 XTAL2 10 振蕩放大器輸出，使用外 部振蕩信號(hào)時(shí)此引腳必須開路 MODE 11 方式選擇輸入端： 1=Intel方式， 0=Motorola方式 VDD3 12 輸出驅(qū)動(dòng)器 5V電源 TX0 13 由輸出驅(qū)動(dòng)器 0至物理總線的輸出端 TX1 14 由輸出驅(qū)動(dòng)器 1至物理總線的輸出端 VSS3 15 輸出驅(qū)動(dòng)器地 /INT 16 中斷輸出端 ,用于向微控制器提供中斷信號(hào) /RST 17 復(fù)位輸入端，用于重新啟動(dòng) CAN接口（低電平有效） VDD2 18 輸入比較器 5V電源 RX0， RX1 19,20 由物理總線至 SJA1000輸入比較器的輸 入端。 PeliCAN方式支持 (29位的標(biāo)識(shí)符 )。 在 PeliCAN方式下， SJA1000有一個(gè)重新設(shè)計(jì)的含很多新功能的寄存器組。上電本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 ( 2021) 17 復(fù)位默認(rèn)工作方式是 BasicCAN方式。為了實(shí)現(xiàn)軟件兼容， SJA1000采用了兩種工作方式： BasicCAN方式 (PCA82C200兼容方式 )， PeliCAN方式 (擴(kuò)展特性方式 )。 SJA1000具有 BasicCAN和 PeliCAN兩種工作方式， PeliCAN工作方式支持具有很多新特性的 。這里主要以 SJA1000為代表對(duì) CAN控制器的功能作一個(gè)簡(jiǎn)單介紹。 CAN控制器主要由實(shí)現(xiàn) CAN總線協(xié)議的部分和實(shí)現(xiàn)與微處理器接口部分的電路組成。下面以 CAN通信控制器 SJA1000為例，對(duì) CAN總線設(shè)計(jì)作一個(gè)簡(jiǎn)單介紹。節(jié)點(diǎn)是網(wǎng)絡(luò)上信息的接收和發(fā)送站，所謂智能節(jié)點(diǎn)是由微處理器和可編程的 CAN控制芯片組成，它們有兩者合二為一的，如芯片 P8XC592；也有如本文介紹的，獨(dú)立的通信控制芯片 (SJA1000)與單片機(jī)接口，后者的優(yōu)點(diǎn)是比較靈活 。 除了上述提到的特點(diǎn)外， CAN總線還有一些其它的特點(diǎn)，如：傳輸時(shí)間短、數(shù)據(jù)出錯(cuò)率低等。 d) CAN只需通過報(bào)文濾波即可實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)及全局廣播等幾種方式傳送接收數(shù)據(jù)，無需專門的“調(diào)度”； e) CAN上的節(jié)點(diǎn)數(shù)主要取決于總線驅(qū)動(dòng)電路，目前可達(dá) 110個(gè)。其特點(diǎn)可概括如下： a) CAN為多主方式工作，網(wǎng)絡(luò)上任一節(jié)點(diǎn)均可在任意時(shí)刻主動(dòng)地向網(wǎng)絡(luò)上其它節(jié)點(diǎn)發(fā)送信息，通信方式靈活，且無需占地址 等節(jié)點(diǎn)信息。 CAN總線與其它幾種現(xiàn)場(chǎng)總線比較而言，是最容易實(shí)現(xiàn)、價(jià)格最為低廉的一種，但其性能并不比其它現(xiàn)場(chǎng)總線差。 CAN總線規(guī)范已被 ISO國際標(biāo)準(zhǔn)組織制訂為國際標(biāo)準(zhǔn)， CAN協(xié)議也是電動(dòng)汽車儀表控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 16 建立在國際標(biāo)準(zhǔn)組織的開放系統(tǒng)互連參考模型基礎(chǔ)上 的，主要工作在數(shù)據(jù)鏈路層和物理層。 CAN 通信原理及其實(shí)現(xiàn) CAN總線簡(jiǎn)介 CAN(Controller Area Network)總線，又稱控制器局域網(wǎng)，是 Bosch公司在現(xiàn)代汽車技術(shù)中領(lǐng)先推出的一種多主機(jī)局部網(wǎng)，由于其卓越的性能，極高的可靠性，獨(dú)特靈活的設(shè)計(jì)和低廉的價(jià)格，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)控制、智能大廈、小區(qū)安防、交通工具、醫(yī)療儀器、環(huán)境監(jiān)控等眾多領(lǐng)域。一般情況下廠家已設(shè)定好，可不再調(diào)節(jié)。 圖 310 液晶顯示模塊與 AT89S52接口電路 液晶的 8位數(shù)據(jù)線 DB0～ DB7連接到單片機(jī)的 P1口， 5根控制線分別連接到單片機(jī)的 ～ , VDD和 VSS是最基本的電源，在這里接 5V即可，第三個(gè)引腳 V0的接法如上圖所示即可，當(dāng) LCD與單片機(jī)接線以及電源供給完畢以后，需要調(diào)節(jié)可變電阻的阻值。 其引腳說明如表 33所示。設(shè)定一個(gè)字符或數(shù)字由 8*8個(gè)點(diǎn)陣來表示，也就是說每個(gè)字符由 8個(gè)字節(jié)組成，將這8個(gè)字節(jié)作為一個(gè)數(shù)組存入 RAM里。之后，每次先通過控制字指定開始位置，然后順序?qū)懭朦c(diǎn)的信息。該芯片自帶雙控制芯片，自動(dòng)完成液晶控制。通過單片機(jī)測(cè)量產(chǎn)生脈沖的頻率，就可以得出被測(cè)