CN1267298C - 控制器局域网总线汽车电子组合仪表及其信息处理方式 - Google Patents
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Abstract
本发明控制器局域网总线汽车电子组合仪表及其信息处理方式涉及的是一种应用于汽车的具有控制器局域网CAN(Controller Area Net)数据传输及控制功能的仪表，用于控制整车的各种状态。其组合仪表具有仪表外壳，仪表外壳上部装有仪表面板，仪表外壳内装置有电子线路板、电子线路及电子元器件，仪表电子线路包括主控芯片(IC1)、移位寄存器(IC2)、CAN收发器(IC3)、存储器(IC4)、液晶显示屏LCD、步进电机(P)、控制器局域网总线，其信息处理方法特征在于主控芯片微处理器(IC1)首先检测自身存储的内容，结束后接受总线报文，当总线出现报文，CAN收发器(IC3)将总线信号转化为主控芯片可差分信号，主控芯片(IC1)将此类信号存储后并分析成对应信号，分别控制显示单元显示。
Description
技术领域
本发明控制器局域网总线汽车电子组合仪表及其信息处理方式涉及的是一种应用于汽车的具有控制器局域网CAN(Controler Area Net)数据传输及控制功能的仪表，用于控制整车的各种状态。
背景技术
当前的仪表显示技术都是通过电平信号的数据采集和电平信号直接控制LED，缺点是线束太多，接口繁杂，当出现故障后检测极其繁琐，不能满足当前汽车小型化家居化的要求。并且，在当前多数的显示仪表中使用的是交叉线圈及普通LED的方式显示，其耗电量大，控制精度低，已经逐渐不能满足轿车购买者的需求。
发明内容
本发明的目的是针对上述不足之处提供一种控制器局域网总线汽车电子组合仪表及其信息处理方式，采用CAN总线控制技术，仅需要2线传输即可从总线上采集到所有需要的数据并经过转化后控制仪表内部各个显示部件，节省了大量的线束，采用脉冲宽度调制信号PWM来控制步进电机，控制精确度高。
控制器局域网总线汽车电子组合仪表及其信息处理方式是通过以下方案实现的：控制器局域网总线汽车电子组合仪表结构具有仪表外壳，仪表外壳上部装有仪表面板，仪表面板上装置有仪表，仪表指针分别由步进电机P传动，仪表外壳内装置有电子线路板、电子线路及电子元器件，仪表电子线路包括主控芯片(微控制器)IC1、移位寄存器IC2、CAN收发器IC3、存储器IC4、液晶显示屏LCD、若干个步进电机P、控制器局域网总线。
主控芯片IC1通过数据线与CAN收发器IC3相连，CAN收发器IC3通过其接口与控制器局域网总线相连，主控芯片IC1通过信号线与多组步进电机P相连，主控芯片IC1可以直接产生脉冲宽度调制信号PWM，驱动步进电机P。主控芯片IC1通过信号线与液晶显示屏直接相连，通过串口使用SPI总线与永久存储器IC4相连，通过串口使用SPI总线技术与永久存储单元IC4进行督促写入数据，主控芯片IC1通过若干根数据线与移位存储器相连，共同控制发光二极管LED显示整车各种状态。
整个电子组合仪表供电电源设有两组，一组为常加电源，另外一组为发动机电源，当发动机发动后提供给电子组合仪表；当仅有电池电源提供电源的模式下仪表进入睡眠状态，此为节电模式，该模式仅能对网络管理报文进行回复，当二组电源同时提供仪表进行唤醒模式，可以初始化所有功能，并具有完整的显示控制功能和报文信息采集与应答，并且在唤醒模式下不断检测打火开关电源，若失去该电源一定时间，即进入节电模式。
控制器局域网总线汽车电子组合仪表信息处理方法：
主控芯片(微控制器)IC1首先检测自身存储内容包括行车里程、自身功能配置、初始化各个端口寄存器，结束后接受控制器局域网总线报文，当总线出现报文CAN收发器IC3将总线信号转化为主控芯片可差分信号，主控芯片IC1将此类信号存储后并分析成对应信号，分别控制显示单元显示例如步进电机P、液晶显示屏LCD、发光二极管LED，其中步进电机和液晶显示屏可由主控芯片直接驱动，发光二极管通过矩阵方式由移位寄存器IC2与主控芯片IC1共同控制，需要进行回复的报文在正确识别后进行回答，与其它节点进行控制器局域网总线通信。
为整个电子组合仪表设置两组供电电源，一组为常加电源(蓄电池电源)，另外一组为发动机电源，当发动机发动后提供给电子组合仪表。当仅有电池电源提供电源的模式下仪表进入睡眠状态，此为节电模式，该模式仅能对网络管理报文进行回复，当二组电源同时提供仪表进行唤醒模式(激活模式)，可以初始化所有功能，并具有完整的显示控制功能和报文信息采集与应答，并且在唤醒模式下不断检测打火开关电源，若失去该电源一定时间(30秒)，即进入节电模式(睡眠模式)。
在某些特定车型上含有蜂鸣器控制器，它可由主控芯片IC1直接控制发生音频信号。此功能在唤醒模式下初始化并工作。
控制器局域网总线汽车电子组合仪表及其信息处理方式使用控制器局域网协议进行整车系统中的各个节点间的信息采集、传输，并在仪表节点以LED、LCD、步进电机指针的形式反馈给驾驶员，能够检测环境变量并记录出现故障时外部的状态和故障类型，同时将其存储于永久存储区，以便于在汽车维修站进行故障检查。
汽车CAN总线网络是全新的汽车电子信息传输处理方式，分为高速CAN和低速CAN，其中仪表节点一般采用低速CAN，使用50kbps，与所有低速CAN总线上的节点进行数据交换，并随时保证与车身电脑主节点的通讯。
简化线束，CAN总线仅仅使用两根数据线进行数据传输，并且使用差分信号，抗干扰性极强，但数据传输量却大幅提高，并且由于BPS比较高，可以及时的把所有信息直接反应出来，达到最优控制。由于故障存储区可以永久存储资料，所以可以随时通过CAN总线约定好的协议进行数据读出，故障检查方便快捷准确。在生产线上进行整车的电子系统配置的时候同样进行CAN通讯，达到加密和配置保存功能的目的。
附图说明
以下将结合附图对本发明作进一步说明。
图1是控制器局域网总线汽车电子组合仪表示意图。
图2是控制器局域网总线汽车电子组合仪表电子原理图。
图3是控制器局域网总线汽车电子组合仪表信息处理方式示意图。
具体实施方式
参照附图1、2，控制器局域网总线汽车电子组合仪表结构具有仪表外壳1，仪表外壳上部装有仪表面板2，仪表面板2上装置有燃油表3、转速表4、速度表5、水温表6，仪表指针分别由步进电机P传动。面板上还装有发光二极管指示灯7和液晶显示屏8。仪表外壳1内装置有电子线路板、电子线路及电子元器件，仪表电子线路包括主控芯片(微控制器)IC1、移位寄存器IC2、CAN收发器IC3、存储器IC4、液晶显示屏LCD、4个步进电机P、控制器局域网总线。主控芯片IC1通过数据线与CAN收发器IC3相连，CAN收发器IC3通过其接口与控制器局域网总线相连，主控芯片IC1通过信号线与多组步进电机P相连，主控芯片IC！可以直接产生脉冲宽度调制信号PWM，直接驱动步进电机P。主控芯片IC1通过信号线与液晶显示屏直接相连，通过串口使用SPI总线与永久存储器IC4相连，通过串口使用SPI总线技术与永久存储单元IC4进行督促写入数据，主控芯片IC1通过若干根数据线与移位存储器相连，共同控制发光二极管LED显示整车各种状态。
整个电子组合仪表供电电源设有两组，一组为常加电源，另外一组为发动机电源，当发动机发动后提供给电子组合仪表；当仅有电池电源提供电源的模式下仪表进入睡眠状态，此为节电模式，该模式仅能对网络管理报文进行回复，当二组电源同时提供仪表进行唤醒模式，可以初始化所有功能，并具有完整的显示控制功能和报文信息采集与应答，并且在唤醒模式下不断检测打火开关电源，若失去该电源一定时间，即进入节电模式。
参照附图3，控制器局域网总线汽车电子组合仪表信息处理方法：主控芯片(微控制器)IC1首先检测自身存储内容包括行车里程、自身功能配置、初始化各个端口寄存器，结束后接受控制器局域网总线报文，当总线出现报文CAN收发器IC3将总线信号转化为主控芯片可差分信号，主控芯片IC1将此类信号存储后并分析成对应信号，分别控制显示单元显示例如步进电机P、液晶显示屏LCD、发光二极管LED，其中步进电机和液晶显示屏可由主控芯片直接驱动，发光二极管通过矩阵方式由移位寄存器IC2与主控芯片IC1共同控制，需要进行回复的报文在正确识别后进行回答，与其它节点进行控制器局域网总线通信。
为整个电子组合仪表设置两组供电电源，一组为常加电源(蓄电池电源)，另外一组为发动机电源，当发动机发动后提供给电子组合仪表。当仅有电池电源提供电源的模式下仪表进入睡眠状态，此为节电模式，该模式仅能对网络管理报文进行回复，当二组电源同时提供仪表进行唤醒模式(激活模式)，可以初始化所有功能，并具有完整的显示控制功能和报文信息采集与应答，并且在唤醒模式下不断检测打火开关电源，若失去该电源一定时间(30秒)，即进入节电模式(睡眠模式)。
在某些特定车型上含有蜂鸣器控制器，它可由主控芯片IC1直接控制发生音频信号。此功能在唤醒模式下初始化并工作。
附图中主控芯片IC1可采用NEC78F0828，CAN收发器IC3可采用TJA1054。
Claims (3)
1、一种控制器局域网总线汽车电子组合仪表，具有仪表外壳，仪表外壳上部装有仪表面板，仪表面板上设置有仪表，仪表指针分别由步进电机(P)传动，仪表外壳内设置有电子线路板、电子线路及电子元器件，其特征在于仪表包括主控芯片(IC1)、移位寄存器(IC2)、CAN收发器(IC3)、存储器(IC4)、液晶显示屏、步进电机(P)、控制器局域网总线；主控芯片(IC1)通过数据线与CAN收发器(IC3)相连，CAN收发器(IC3)通过其接口与控制器局域网总线相连，主控芯片(IC1)通过信号线与多个步进电机(P)相连，主控芯片(IC1)可以直接产生脉冲宽度调制信号，驱动步进电机(P)；主控芯片(IC1)通过信号线与液晶显示屏直接相连，通过串口使用SPI总线与永久存储器(IC4)相连，通过串口使用SPI总线技术向永久存储单元(IC4)写入数据，主控芯片(IC1)通过若干根数据线与移位存储器相连，共同控制发光二极管显示整车各种状态；
整个电子组合仪表供电电源设有两组，一组为常加电源，另外一组为发动机电源，当发动机发动后提供给电子组合仪表；当仅有常加电源提供电源的模式下仪表进入睡眠状态，此为节电模式，该模式仅能对网络管理报文进行回复，当二组电源同时提供时，仪表进入唤醒模式，可以初始化所有功能，并具有完整的显示控制功能和报文信息采集与应答功能，并且在唤醒模式下不断检测点火开关电源，若失去该电源一定时间，即进入节电模式。
2、一种控制器局域网总线汽车电子组合仪表的信息处理方法，其特征在于主控芯片微处理器(IC1)首先检测自身存储内容，包括行车里程、自身功能配置、初始化各个端口寄存器，结束后接受控制器局域网总线报文，当总线出现报文，CAN收发器(IC3)将总线信号转换为主控芯片可识别信号，主控芯片(IC1)将此类信号存储后，将其分析成对应信号，分别控制显示单元，例如步进电机(P)、液晶显示屏、发光二极管，其中步进电机和液晶显示屏可由主控芯片直接驱动，发光二极管通过矩阵方式由移位寄存器(IC2)与主控芯片(IC1)共同控制，需要进行回复的报文在正确识别后进行回答，与其它节点进行控制器局域网总线通信；
为整个电子组合仪表设置两组供电电源，一组为常加电源，另外一组为发动机电源，当发动机发动后提供给电子组合仪表；当仅有常加电源提供电源的模式下仪表进入睡眠状态，此为节电模式，该模式仅能对网络管理报文进行回复，当二组电源同时提供仪表进行唤醒模式，可以初始化所有功能，并具有完整的显示控制功能和报文信息采集与应答，并且在唤醒模式下不断检测点火开关电源，若失去该电源一定时间，即进入节电模式。
3、根据权利要求2所述的控制器局域网总线汽车电子组合仪表的信息处理方法，其特征在于含有蜂鸣器控制器，它可由主控芯片(IC1)直接控制发生音频信号，此功能在唤醒模式下初始化并工作。
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