CN106940380A - 一种工程机械车速表电路 - Google Patents

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高剑
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朱明星
李文强
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Abstract

本发明涉及一种工程机械车速表电路，包括电源稳压电路、电源状态检测电路、信号输入电路、主控电路等组成部分，其中输入信号经单片机进行数字测频并由软件运算后用PWM方式直接由单片机I/O驱动动磁式表头或步进电机式表头；里程计数器与电子车速表组合在一起，软件对输入信号计数并通过LCD显示累计里程数。本发明的优点在于：采用数字测频、软件转换，使转换精度高、调整范围广；调试时可对每点刻度的指示位置进行逐一修正，使仪表指示线性度好；取消了表头驱动电路并利用单片机I/O端口驱动表头，降低电路成本；通过调整软件设置选项就可以随意更换驱动的表头形式，使用更灵活；共用了大部分电路硬件，使体积小、成本低。

Description

一种工程机械车速表电路
技术领域
本发明涉及一种工程机械车速表电路，具体就是用来计量工程机械工作时行驶车速和行驶里程的一种基于单片机控制技术的带里程计数器的电子车速表电路。
背景技术
随着国内工程机械技术水平的提高，电子车速表的应用正在逐渐被普及。工程机械用电子车速表一般采用测量变速箱壳体上的磁感应式传感器上输出的正弦波频率信号，并将频率信号转换成安装于仪表表头上的指针的偏转角度的方法来实现车速的指示。当前在工程机械上常用的电子车速表电路主要由模拟电路组成，其原理是将整形成方波后的频率信号用积分电路进行积分，得到与输入信号频率成正比关系的电压值，再通过正切函数电路将电压值转换成驱动动磁式表头的相位信号。调试过程中通过调节积分电路中的电位器改变RC常数实现比率调整。以前通用的电子车速表方案中通常不带里程计数功能，或里程计数器被单独配置。
以上电子车速表通用方案存在模拟电路测量精度不高，电位器调节范围小，表头的非线性无补偿措施等不足，另外，里程计数器被设计成单独部件后在使用时增加了体积和使用成本。
发明内容
本发明的目的是将电子车速表与里程计数器一体化设计的工程机械车速表电路，为工程机械行业提供一种结构紧凑，使用成本较低，测量精度和指示线性度较高的仪表电路。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：一种工程机械车速表电路，包含：电源电路、电源状态检测电路、信号输入电路、主控电路。
所述电源电路包括12V稳压电路、5V稳压电路。24V(电源电压均为直流电压，下同)输入电压经12V稳压电路后稳定于12V，再经5V稳压电路后稳定于5V为信号输入电路和主控电路电路供电。
所述电源状态检测电路连接于单片机的检测端口，检测电路中的12V电压状态，为软件提供关机信号。
所述信号输入电路包括正弦波半波整流及RC滤波电路、信号整形电路。输入的正弦波频率信号经半波整流、RC滤波电路后由信号整形电路转换成与输入信号频率相同、幅度为5V的方波信号作为单片机的测频输入。
所述主控电路采用单片机作为控制单元，包括单片机、与单片机相联接的其它外围电路、LCD驱动电路。被整形后的车速频率信号通过单片机数字测频后，经软件处理并由单片机I/O端口直接输出PWM信号驱动表头指示车速，同时软件对车速信号进行计数后，通过LCD驱动电路驱动LCD显示累计行驶里程。
本发明与通用的模拟电路解决方案相比较主要存在以下特点：
1.由于输入的频率信号与指示角度间采用了软件控制的数字转换，转换时的传动比在合理的范围内可以任意设置，使转换精度高、调整范围广。
2.由于采用单片机技术，软件被设计成在调试时可对表头每点刻度指示位置的非线性误差进行逐一修正，使仪表指示线性度好。
3.由于利用了ATMEGA系列单片机I/O端口负载能力高的特点，巧妙的采用软件PWM方式模拟驱动信号并直接通过单片机I/O端口驱动表头，取消了表头驱动电路，降低了电路成本；并且可在对电路不做任何改变的情况下仅通过调整软件设置选项就可以随意更换驱动的表头形式(动磁式表头或步进电机式表头)，提高了使用的灵活性。
4.里程计数器功能被组合在车速表内后，两个单独的仪表电路合并成为一个，减小了体积；由于里程计数器与车速表共用电源和主控电路并利用软件执行车速表功能时的空闲时间执行里程计数功能，充分利用了硬件资源，降低了电路成本。
附图说明
图1为本发明车速表电路的组成原理图；
图2为本发明车速表电路的电路图。
具体实施方式
下列实施方案，仅是举例说明，不是仅有的，所以，一切在本发明范围内或是作与本发明相似的改变均包含于本发明之内。
参阅图1以及图2，本发明公开了一种工程机械车速表电路，包含：电源电路、电源状态检测电路(20)、信号输入电路(40)、主控电路(50)。
所述电源电路包括12V稳压电路(10)、5V稳压电路(30)。24V(电源电压均为直流电压，下同)输入电压经12V稳压电路(10)后稳定于12V，再经 5V稳压电路(30)后稳定于5V为信号输入电路(40)和主控电路(50)供电。
所述12V稳压电路(10)中，电阻(14)、(15)、稳压二极管(18)、三极管(17)构成一个有源稳压电路，其中电阻(14)、(15)和稳压二极管(18) 为三极管(17)提供基准电压，三极管(17)作为调整管使用，将输出电压进行电流放大。输入的24V电源电压经单向导通二极管(11)、大功率限流电阻(12)、电源滤波电容(13)、(16)后由三极管(17)的发射极输出12V电源电压。
所述5V稳压电路(30)中，前级输出的12V电压经滤波电容(34)滤波后由三端稳压电源芯片(35)稳定到5V，再经滤波电容(36)、(37)滤波后为信号输入电路和主控电路提供电源电压。二极管(31)与大容量电解电容(32)、 (33)够成蓄能电路，正常工作时12V电压通过二极管(31)向电容(32)、(33) 充电，输入电源断电后由电容(32)、(33)放电，以维持电路执行关机程序这段时间的电能消耗。
所述电源状态检测电路(20)连接于单片机(51)的检测端口，检测电路中的12V电压状态，为软件提供关机信号。
所述电源状态检测电路(20)中，稳压二极管(21)和电阻(22)、(23) 构成一个分压电路，软件通过单片机指定的输入端口检测电阻(22)、(23)分压点的电压，当检测到该电压下降到1.8V时软件将执行关机程序(保存显示内容并将指针回转到零位，下同)。电阻(24)为单片机输入端口限流电阻，稳压二极管(21)可提高被检测点电压的下降速度。
所述信号输入电路(40)包括正弦波半波整流电路、RC滤波电路及信号整形电路。信号输入端输入的正弦波频率信号经半波整流电路、RC滤波电路后由信号整形电路转换成与输入信号频率相同、幅度为5V的方波信号作为单片机 (51)的测频输入。
所述信号输入电路(40)中，电阻(42)、(44)和电容(43)组成T型RC 信号滤波电路，输入的正弦波信号经二极管(41)半波整流、RC滤波后由三极管(46)转换成与输入信号频率相同、幅度为5V的方波信号输入到单片机(51) 的测频端口。电阻(45)、三极管(46)、电阻(47)、电容(48)组成信号整形电路。三极管(46)工作在开关状态，电阻(45)是三极管(46)的基极下拉电阻，电阻(47)是三极管(46)的集电极上拉电阻，电容(48)对转换后的方波信号进行沿口滤波。
所述主控电路采用单片机作为控制单元，包括单片机(51)、与单片机相联接的外围电路电阻(53)、(54)和晶板(52)、电容(55)及LCD驱动电路 (57)。电阻(53)是调试状态检测电阻，电阻(54)是数据通讯线与电源的上拉电阻，为数据供电，晶板(52)为单片机(51)提供时钟信号，电容(55) 为单片机(51)内部基准电源的滤波电路。被整形后的车速频率信号通过单片机数字测频后，经软件处理并由单片机I/O端口直接输出PWM信号驱动表头指示车速，同时软件对车速信号进行计数后，通过LCD驱动电路(57)即LCD 驱动芯片驱动LCD显示器(58)显示累计行驶里程。
主控电路(50)中，电路采用ATMEGA8L单片机(51)作为主控制芯片。单片机(51)通过软件在外围电路电阻(53)、(54)和晶板(52)、电容(55) 的支持下实现设计的功能。单片机(51)对整形过的输入信号进行数字测频，并将测得的频率值与调试时设置的传动比(常数)进行计算后得到指针指示角度值，然后根据软件中仪表表头机芯(56)的配置情况，换算成驱动动磁式表头针轴偏转角度对应的正切函数相位值，或换算成驱动步进电机式表头针轴偏转角度对应的电机转子运动方向和步数。表头驱动信号由单片机的I/O端口直接输出，输出最大负载能力为5V/±20mA，输出有效值通过高速PWM形式模拟出连续波形。
当检测到有输入信号时软件开始计数，计数的里程以0.1km为单位进行累计，并通过LCD驱动芯片(57)驱动LCD 58显示累计行驶里程。
车速表电路可进行调试操作，与调试设备连接后，可对被调试仪表软件中的部分参数(如传动比、表头机芯形式、每点刻度指示非线性度的补偿值等) 进行在线设置。
由于采用了单片机数字测频、频率与指示角度通过软件转换，整个过程均为数字处理，使最终仪表的指示精度和线性度比模拟电路有了很大提高。由于里程计数器与电子车速表组合在一起，共用同一电源电路和主控电路(50)，里程计数工作由软件完成，较好的降低了生产成本。由于采用了由单片机I/O端口直接驱动表头(利用ATMEGA系列单片机具有高负载能力I/O口的特性，通过软件模拟出PWM驱动信号)的电路结构，可以根据需要灵活选择安装动磁式表头或步进电机表头。

Claims (6)

1.一种工程机械车速表电路，其特征在于：含有电源电路、电源状态检测电路(20)、信号输入电路(40)、主控电路(50)。
2.根据权利要求1所述的一种工程机械车速表电路，其特征在于：所述的电源电路包括12V稳压电路(10)、5V稳压电路(30)，用于信号输入电路(40)和主控电路(50)供电。
3.根据权利要求2所述的一种工程机械车速表电路，其特征在于：所述的12V稳压电路(10)由24V直流输入电压经12V稳压电路(10)后形成；5V稳压电路(30)由12V直流输入电压经5V稳压电路(30)后形成。
4.根据权利要求1所述的一种工程机械车速表电路，其特征在于：所述的电源状态检测电路(20)连接于单片机(51)的检测端口，检测电路中的12V电压状态，为软件提供关机信号。
5.根据权利要求1所述的一种工程机械车速表电路，其特征在于：所述的信号输入电路(40)包括正弦波半波整流及RC滤波电路、信号整形电路。
6.根据权利要求1所述的一种工程机械车速表电路，其特征在于：所述的主控电路(50)包括单片机(51)、与单片机相联接的其它外围电路电路电阻(53)、(54)和晶板(52)、电容(55)及LCD驱动电路(57)。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109827591A (zh) * 2019-01-23 2019-05-31 西安微电子技术研究所 一种适应多种输入信号的里程计信号检测电路及方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN202033379U (zh) * 2011-03-04 2011-11-09 绍兴天科电子有限公司 发动机电子转速小时表

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN202033379U (zh) * 2011-03-04 2011-11-09 绍兴天科电子有限公司 发动机电子转速小时表

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109827591A (zh) * 2019-01-23 2019-05-31 西安微电子技术研究所 一种适应多种输入信号的里程计信号检测电路及方法
CN109827591B (zh) * 2019-01-23 2022-05-17 西安微电子技术研究所 一种适应多种输入信号的里程计信号检测电路及方法

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