專利名稱：兼容can總線與非總線型汽車組合儀表的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
兼容CAN總線與非總線型汽車組合儀表技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實用新型涉及汽車儀表裝置，特別是與一種兼容CAN總線與非總線型汽車組合儀表有關(guān)。
背景技術(shù)：
[0002]隨著汽車電子技術(shù)的發(fā)展，汽車上的電子控制單元(ECU)也越來越多，采用能夠滿足多路復(fù)用的總線通信系統(tǒng)，可以將各個E⑶連接成為一個網(wǎng)絡(luò)，以共享的方式傳送數(shù)據(jù)和信息，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化的數(shù)字通信與控制功能。[0003]因此，基于簡化汽車線束、增強控制功能、提高安全保證、降低燃油消耗、節(jié)約制造成本等多方面的考慮，數(shù)字化車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將會為汽車電子產(chǎn)業(yè)帶來一個巨大的飛躍，而 CAN(ControIler Area Network的縮寫，是ISO國際標準化的串行通信協(xié)議)總線是車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中重要的組成部分。[0004]目前，CAN總線已在汽車動力系統(tǒng)和車身系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)通信與控制中得到廣泛的應(yīng)用。汽車儀表作為車身控制系統(tǒng)的一部分，對于簡化汽車線束、增強控制功能、提高安全保證、降低燃油消耗、節(jié)約制造成本等問題也越來越緊迫，目前整車廠在用的傳統(tǒng)儀表線束多，連接復(fù)雜，信息反映不完全，抗干擾能力弱。[0005]鑒于此，本發(fā)明人設(shè)計出一種兼容CAN總線與非總線型汽車組合儀表，克服上述存在的缺陷，本案由此產(chǎn)生。實用新型內(nèi)容[0006]本實用新型的目的就是提供一種兼容CAN總線與非總線型汽車組合儀表，連接簡單，抗干擾能力強，穩(wěn)定性高的汽車儀表。[0007]為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型的解決方案為[0008]兼容CAN總線與非總線型汽車組合儀表，包括處理單元、CAN BUS模塊、移位輸出模塊、報警模塊、表頭模塊、液晶模塊；CAN BUS模塊連接處理單元的數(shù)據(jù)收發(fā)端，傳感器模塊連接在處理單元模擬量輸入端，移位輸出模塊連接在處理單元的輸出端，表頭模塊連接處理單元的脈沖輸出端，液晶模塊連接在處理單元的液晶驅(qū)動端上。[0009]所述的處理單元采用瑞薩科技H8S2282芯片，H8S2282采用兩位撥碼方式來進行正常工作模式和程序下載模式的切換，將程序下載功能合并到調(diào)試臺的調(diào)試接口上。[0010]所述的表頭模塊包括里程、轉(zhuǎn)速、燃油和水溫四個用來控制儀表指針的步進電機。 所述處理單元的外部供電端連接電源模塊。[0012]所述接口模塊，連接汽車儀表和汽車電器的紐帶，傳輸汽車儀表所要表達的各種信號。[0013]所述的CAN BUS模塊包括CAN接口芯片、共模電感瞬變抑制器、終端電阻、以及濾波電路組成；CAN接口芯片的輸入端依次連接共模電感瞬變抑制器和濾波電路，CAN接口芯片的輸出端接至處理單元的輸入端，終端電阻2R1和2R2兩個串聯(lián)電阻，CAN的終端電阻具有消除在通信電纜中的信號反射，提供CAN終端確定電平的作用。[0014]所述的移位輸出模塊包括兩個并口輸出芯片⑶4094串聯(lián)組成，輸出端連接有汽車儀表報警電路以及擴展的步進電機驅(qū)動芯片。[0015]采用上述方案后，本實用新型簡化汽車線束、增強控制功能、提高安全保證、信息反映完全，抗干擾能力強。其中本實用新型中的CAN總線采用共模電感進行隔離，防止CAN 處理電路的不可恢復(fù)性破壞，另外CAN總線本身具有高抗電磁干擾性，速度快，距離遠，數(shù)據(jù)出錯率極低，設(shè)置優(yōu)先級滿足不同實時性等特點。


[0016]圖1是本實用新型較佳實施例的模塊結(jié)構(gòu)示意圖；[0017]圖2是本實用新型較佳實施例的CAN BUS模塊電路圖；[0018]圖3是本實用新型較佳實施例的傳感器模塊電路圖；[0019]圖4是本實用新型較佳實施例的報警模塊電路圖；[0020]圖5是本實用新型較佳實施例的移位輸出模塊電路圖；[0021]圖6是本實用新型較佳實施例的儀表背光模塊電路圖；[0022]圖7是本實用新型較佳實施例的表頭模塊電路圖；[0023]圖8是本實用新型較佳實施例的液晶模塊電路圖；[0024]圖9是本實用新型較佳實施例的接口模塊電路圖；[0025]圖10是本實用新型較佳實施例的電源模塊電路圖；[0026]圖11是本實用新型較佳實施例的調(diào)試端口電路圖；[0027]圖12是本實用新型較佳實施例的按鍵電路圖。
具體實施方式
[0028]如圖1所示，本實用新型較佳實施例包括處理模塊1、CAN BUS模塊(CAN總線模塊)2、傳感器模塊3、報警模塊4、移位輸出模塊5、儀表背光模塊6、表頭模塊7、液晶模塊8、 接口模塊9、電源模塊10、測試模塊11。[0029]處理單元1中所采用的單片機是renesas瑞薩科技生產(chǎn)的H8S2282芯片，該芯片是帶CAN處理器、PWM/分頻輸出、10位A/D、IXD控制器等外圍功能的16位汽車級單片機， 其外圍連接電路如圖2所示。[0030]其中，H8S2282芯片中的管腳HRXD和管腳HT)(D連接CAN BUS模塊2。CAN BUS模塊2的具體連接如圖2所示，包括CAN接口芯片21、共模電感瞬變抑制器22、終端電阻23、 以及濾波電路M組成。[0031]CAN接口芯片21采用的型號為TJA1050T，其輸入端有連接共模電感瞬變抑制器 22，用于過濾共模點此干擾信號。共模電感瞬變抑制器22的輸入端上還連接有濾波電路M 和終端電阻，進行電路整流。[0032]傳感器模塊3如圖3所示，主要對汽車儀表所需的傳感器信號進行采集處理，包括里程脈沖信號處理31，轉(zhuǎn)速脈沖信號處理32，燃油傳感器信號處理33，水溫傳感器處理34 四路，氣壓1傳感器35，氣壓2傳感器36。[0033]里程脈沖信號處理31分為三個處理部分，第一部分是信號的低通濾波電路，濾除信號中的高頻信號，由器件2R19，2R20, 2C10, 2R21和2R22組成；第二部分為電平轉(zhuǎn)換電路， 由器件2T6和2R23組成，里程傳感器處理來的高電平為8 12V的脈沖轉(zhuǎn)換成單片機可采集的高電平為5V脈沖信號；第三部分后級低通濾波電路由2R23和2C11組成。轉(zhuǎn)速脈沖信號此表來自CAN總線，所以該處理電路32作為預(yù)留，另外轉(zhuǎn)速脈沖信號處理電路32與里程脈沖信號處理31的原理相同。里程脈沖信號反應(yīng)當(dāng)前汽車行駛的實時速度，記錄汽車行駛的總里程數(shù)。轉(zhuǎn)速脈沖信號反應(yīng)當(dāng)前發(fā)動機轉(zhuǎn)動的快慢。燃油傳感器信號處理33分為二個部分，第一部分是信號的上拉電阻，由器件R20，Q3，C20, R22，Q4，R23，C21，R48組成，與傳感器電阻信號相匹配提取傳感器電阻上的電壓信號，其中R20，Q3，C20, R22，Q4組成上拉電阻的電源控制電路，在汽車熄火狀態(tài)可以斷開電源使得燃油傳感器處在不工作狀態(tài)，確保儀表休眠時滿足低功耗要求；第二部分是信號濾波電路，由器件R25，C23組成組要是對傳感器過來的信號起到濾波的作用，同時R25還具有限流的作用，比如萬一燃油傳感器信號接口接了其他12V的信號，也不會破壞單片機，如果沒有R25或者R25過小，則很可能損壞單片機的采集管腳。水溫信號也來自CAN總線，硬件信號處理部分作為預(yù)留。水溫傳感器處理34，氣壓1傳感器35，氣壓2傳感器36原理相同。其中，燃油傳感器33、水溫傳感器 ；34、氣壓1傳感器35，氣壓2傳感器36連接在H8S2282芯片上的模擬量輸入管腳。[0034]本實施例中的報警模塊如圖4所示，主要有兩種結(jié)構(gòu)，一種是圖4所示的指示燈電路41 46，一種是蜂鳴器電路47。其中指示燈電路41中是汽車上引出的硬線直接控制， 比如左轉(zhuǎn)向，右轉(zhuǎn)向，水位指示燈等，另外一部分報警指示電路43 46由控制單元1中的單片機間接控制。蜂鳴器電路47由單片機的第79腳直接控制。[0035]移位輸出模塊5如5所示，由兩片單獨的⑶4094實現(xiàn)，其中一片51實現(xiàn)8位并口輸出控制功能，比如上面報警模塊中的報警指示電路43 46就是通過移位輸出控制來實現(xiàn)的。另外一片52實現(xiàn)擴展的步進電機驅(qū)動芯片的控制。[0036]儀表背光模塊6如圖6所示，儀表背光采用直接控制的方式，背光源由接口模塊9 中的接口 B的pin3提供。[0037]表頭模塊7圖如7所示，其中62部分的里程、轉(zhuǎn)速、燃油和水溫四個步進電機是連接在H8S2^2芯片脈沖輸出端，而62部分的氣壓1，氣壓2，尿素表頭由擴展的步進電機驅(qū)動電路61部分實現(xiàn)驅(qū)動。[0038]在H8S2282芯片中帶有IXD控制器，液晶模塊8直接連接在IXD驅(qū)動管腳上。液晶片名稱為ZB158F。[0039]接口模塊9如圖9所示，提供汽車儀表所需的各種信號。[0040]電源模塊10如圖10所示，包括穩(wěn)壓處理單元101、外部供電單元102、失電檢測單元103和傳感器電源104。穩(wěn)壓處理單元101采用GM7130開關(guān)電源將鑰匙火或者蓄電池電源進行穩(wěn)壓處理，得到12V電源，然后經(jīng)過LM7805穩(wěn)壓到系統(tǒng)供電電壓VCC。另外，外部供電單元102包括鑰匙火和蓄電瓶正極兩部分，失電檢測單元103為汽車熄火儀表進行失電后指針回零，里程保存，進入休眠操作的一個判斷。12V電源經(jīng)過限流電阻和二極管組成了傳感器電源104。[0041]另外，本實施例中還配調(diào)試端口(如圖11)和回零鍵(如圖12)，回零鍵連接在 H8S2282芯片上，對汽車里程進行小計清零和調(diào)時。調(diào)試端口模擬提供儀表脈沖，模擬量， CAN信號實現(xiàn)對儀表各種信號調(diào)試的功能。[0042] 本實用新型具有完善的報警模塊，對汽車硬線引出的信號可以直接報警，也可以對經(jīng)過單片機處理后的信號進行報警。
權(quán)利要求1.兼容CAN總線與非總線型汽車組合儀表，其特征在于包括處理單元、CANBUS模塊、 移位輸出模塊、報警模塊、表頭模塊、液晶模塊；CAN BUS模塊連接處理單元的數(shù)據(jù)收發(fā)端， 傳感器模塊連接在處理單元模擬量輸入端，移位輸出模塊連接在處理單元的輸出端，表頭模塊連接處理單元的脈沖輸出端，液晶模塊連接在處理單元的液晶驅(qū)動端上。
2.如權(quán)利要求1所述的兼容CAN總線與非總線型汽車組合儀表，其特征在于所述的處理單元采用瑞薩科技H8S2282芯片，H8S2282采用兩位撥碼方式來進行正常工作模式和程序下載模式的切換，將程序下載功能合并到調(diào)試臺的調(diào)試接口上。
3.如權(quán)利要求1所述的兼容CAN總線與非總線型汽車組合儀表，其特征在于所述的表頭模塊包括里程、轉(zhuǎn)速、燃油和水溫四個用來控制儀表指針的步進電機。
4.如權(quán)利要求1所述的兼容CAN總線與非總線型汽車組合儀表，其特征在于所述處理單元的外部供電端連接電源模塊。
5.如權(quán)利要求1所述的兼容CAN總線與非總線型汽車組合儀表，其特征在于所述接口模塊，連接汽車儀表和汽車電器的紐帶，傳輸汽車儀表所要表達的各種信號。
6.如權(quán)利要求1所述的兼容CAN總線與非總線型汽車組合儀表，其特征在于所述的 CAN BUS模塊包括CAN接口芯片、共模電感瞬變抑制器、終端電阻、以及濾波電路組成；CAN 接口芯片的輸入端依次連接共模電感瞬變抑制器和濾波電路，CAN接口芯片的輸出端接至處理單元的輸入端，終端電阻2R1和2R2兩個串聯(lián)電阻，CAN的終端電阻具有消除在通信電纜中的信號反射，提供CAN終端確定電平的作用。
7.如權(quán)利要求1所述的兼容CAN總線與非總線型汽車組合儀表，其特征在于所述的移位輸出模塊包括兩個并口輸出芯片CD4094串聯(lián)組成，輸出端連接有汽車儀表報警電路以及擴展的步進電機驅(qū)動芯片。
專利摘要本實用新型提供一種兼容CAN總線與非總線型汽車組合儀表，包括處理單元、CAN BUS模塊、移位輸出模塊、報警模塊、表頭模塊、液晶模塊；CAN BUS模塊連接處理單元的數(shù)據(jù)收發(fā)端，傳感器模塊連接在處理單元模擬量輸入端，移位輸出模塊連接在處理單元的輸出端，表頭模塊連接處理單元的脈沖輸出端，液晶模塊連接在處理單元的液晶驅(qū)動端上。本實用新型連接簡單，抗干擾能力強，穩(wěn)定性高的汽車儀表。
文檔編號B60K35/00GK202271854SQ20112043105
公開日2012年6月13日 申請日期2011年10月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月25日
發(fā)明者馬敏杰 申請人:浙江汽車儀表有限公司