CN201886302U - 一种电动汽车智能仪表盘接口电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种电动汽车智能仪表盘接口电路。传统的机械式仪表只能显示速度等最基本的汽车运行参数，无法满足对电动汽车运行参数的全面检测。本实用新型中的计数分频处理模块、光电耦合模块、掉电检测模块和里程清零模块分别与CPU模块的信号输入端连接；仪表显示模块、LCD显示模块分别与CPU模块的信号输出端连接；电源模块分别为计数分频处理模块、光电耦合模块、里程清零模块、CPU模块和LCD显示模块提供电源，指示灯模块为仪表显示模块提供照明。本实用新型电路抗干扰能力强，电压稳定性好，具有较强的数据处理能力，功能扩展方便，显示直观精度高，成本低。

Description

一种电动汽车智能仪表盘接口电路

技术领域

本实用新型属于信号处理和信号显示技术领域，涉及一种对电动汽车运行参数进行处理和显示的电路，具体指电动汽车智能仪表盘接口电路。

背景技术

随着石油、天然气等不可再生能源的日益减少和人们对汽车尾气对环境造成污染的认识，人们不断在寻找新的动力源以代替传统的汽车动力。电动汽车以其零排放、能源利用率高、能源多样化、结构简单和使用方便等优点成为了主要选择之一。近年来，电力电子技术的发展，电动车电池技术取得的突破，混合动力汽车等过度方案的提出以及国家政策的支持，都给电动汽车的发展提供了光明的前景。

汽车仪表作为司机和汽车之间进行信息交流的平台，对于保证安全，提高汽车使用寿命和经济驾驶有着十分积极的作用。电动汽车的运行参数和传统的内燃机汽车有很大的区别，除了车速检测以外，还需要增加对电池性能参数的实时检测与分析，并对不良的状况进行预警，从而保证电动汽车的安全运行。传统的机械式仪表只能显示速度等最基本的汽车运行参数，无法满足对电动汽车运行参数的全面检测。现在广泛应用的电气式仪表，虽然可以通过各种传感器对汽车运行参数进行更全面的检测，但由于缺乏数据分析和处理能力，也无法满足电动汽车仪表在性能和技术上的要求。随着近几年微处理器技术的发展和在汽车电子领域应用的日益广泛，使开发一种可以对电动汽车运行参数进行快速、准确处理并显示的智能仪表系统有了技术上的支持。现在，市场上也已出现了一些基于微处理器的智能仪表系统，基本实现了对电动车车速、电池电流、电池电压、总里程等车况参数的实时显示。

发明内容

本实用新型针对现有技术的不足，提供了一种电动汽车智能仪表接口电路。

本实用新型解决技术问题所采取的技术方案为：该电路包括电源模块、计数分频处理模块、光电耦合模块、掉电检测模块、里程清零模块、指示灯模块、仪表显示模块、LCD显示模块和CPU模块。

计数分频处理模块、光电耦合模块、掉电检测模块和里程清零模块分别与CPU模块的信号输入端连接；仪表显示模块、LCD显示模块分别与CPU模块的信号输出端连接；电源模块分别为计数分频处理模块、光电耦合模块、里程清零模块、CPU模块和LCD显示模块提供电源，指示灯模块为仪表显示模块提供照明。

所述的电源模块包括提供+5V电源的第一电源模块和+9V电源的第二电源模块。

第一电源模块包括第一电阻R1、第二电阻R2、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5、第六电容C6、第七电容C7、第八电容C8、第九电容C9、第一二极管D1、第一稳压器VR1。第一二极管D1的正端为第一电源模块的输入端，外接+12V电源；第一电阻R1的一端、第二电阻R2的一端接第一二极管D1的负端；第一电阻R1的另一端、第二电阻R2的另一端、第一电容C1的正端、第二电容C2的正端、第三电容C3的正端、第四电容C4的一端、第五电容C5的一端接第一稳压器VR1的输入端；第一电容C1的负端、第二电容C2的负端、第三电容C3的负端、第四电容C4的另一端、第五电容C5的另一端均接地；第一稳压器的接地端接地，第六电容C6的正端、第七电容C7的正端、第八电容C8的一端、第九电容C9的一端接第一稳压器VR1的输出端并作为第一电源模块的输出端，输出+5V电源；第六电容C6的负端、第七电容C7的负端、第八电容C8的另一端、第九电容C9的另一端均接地。

第二电源模块包括第三电阻R3、第四电阻R4、第十电容C10、第十一电容C11、第十二电容C12、第十三电容C13、第十四电容C14、第十五电容C15、第十六电容C16、第二二极管D2、第二稳压器VR2。第二二极管的正端作为第二电源模块的输入端，外接+12V电源；第三电阻R3的一端、第四电阻R4的一端接第二二极管D2的负端；第三电阻R3的另一端、第四电阻R4的另一端、第十电容C10的正端、第十一电容C11的一端、第十二电容C12的一端接第二稳压器VR2的输入端；第十电容C10的负端、第十一电容C11的另一端、第十二电容C12的另一端均接地；第二稳压器的接地端接地，第十三电容C13的正端、第十四电容C14的一端、第十五电容C15的一端、第十六电容C16的一端接第二稳压器VR2的输出端并作为第二电源模块的输出端，输出+9V电源；第十三电容C13的负端、第十四电容C14的另一端、第十五电容C15的另一端、第十六电容C16的另一端均接地。

所述的计数分频模块包括霍尔传感器J2、第五电阻R30、第六电阻R31、第七电阻R10、第十七电容C25、第十八电容C26、第三二极管D3、计数分频芯片U3。霍尔传感器电源端接+9V电压源；第三二极管D3的负端接霍尔传感器J2的输出端并作为计数分频模块的输入端；霍尔传感器J2接地端接地；第十七电容C25的一端、第五电阻R30的一端接+5V电源；第十七电容C25的另一端、第五电阻R30的另一端、第六电阻R31的一端接第三二极管D3的正端；第六电阻R31的另一端、第十八电容C26的一端接计数分频芯片U3的第一引脚；第十八电容C26的另一端、计数分频芯片U3的第二引脚、计数分频芯片U3的第七引脚均接地；计数分频芯片U3的第十四引脚接+5V电源；计数分频芯片U3的第十一引脚接第七电阻R10的一端，第七电阻R10的另一端作为计数分频模块的输出端。所述分频芯片U3的型号为CD404。

所述的光电耦合模块包括第八电阻R40、第九电阻R41、第四二极管D4、光电耦合器U4。第八电阻R40的一端作为光电耦合模块的第一输入端，接外部信号SIG+；第八电阻R40的另一端、第四二极管D4的负端接光电耦合器U4的第一输入端；第四二极管D4的正端接光电耦合器U4的第二输入端并作为光电耦合模块的第二输入端，接外部信号SIG-；第九电阻R41的一端接+5V电源；第九电阻R41的另一端接电压耦合器U4的第一输出端并作为光电耦合模块的输出端；光电耦合器U4的第二输出端接地。

所述的掉电检测模块包括第十电阻R5、第十一电阻R6、第十二电阻R7、第十九电容C27、稳压二极管D5。第十电阻R5的一端作为掉电检测模块的输入端，外接+12V电源；第十一电阻R6的一端接第十电阻R5的另一端；第十二电阻R7的一端、稳压二极管D5的负端、第十九电容C27的一端接第十一电阻R6的另一端并作为掉电检测模块的输出端；第十二电阻R7的另一端、稳压二极管D5的正端、第十九电容C27的另一端均接地。

所述的里程清零模块包括第十三电阻R11、第二十电容C20、按钮S1。第十三电阻R11的一端接+5V电源；按钮S1的一端、第二十电容C20的一端接第十三电阻R11的另一端并作为里程清零模块的输出端；按钮S1的另一端、第二十电容C20的另一端均接地。

所述的指示灯模块包括第十四电阻R32、第十五电阻R33、第十六电阻R34、第十七电阻R35、第十八电阻R36、第十九电阻R37、第二十电阻R38、第二十一电阻R39、第一发光二极管LED1、第二发光二极管LED2、第三发光二极管LED3、第四发光二极管LED4、第五发光二极管LED5、第六发光二极管LED6，第七发光二极管LED7、第八发光二极管LED8。第十四电阻R32的一端、第十五电阻R33的一端、第十六电阻R34的一端、第十七电阻R35的一端、第十八电阻R36的一端、第十九电阻R37的一端、第二十电阻R38的一端和第二十一电阻R39的一端均连接至指示灯信号输入端LAMP。

第十四电阻R32的另一端、第十五电阻R33的另一端接第一发光二极管LED1的正端；第一发光二极管LED1的负端接第二发光二极管LED2的正端，第二发光二极管LED2的负端接地；第十六电阻R34的另一端、第十七电阻R35的另一端接第三发光二极管LED3的正端；第三发二极管LED3的负端接第四发光二极管LED4的正端，第四发光二极管LED4的负端接地；第十八电阻R36的另一端、第十九电阻R37的另一端接第五发光二极管LED5的正端；第五发二极管LED5的负端接第六发光二极管LED6的正端，第六发光二极管LED6的负端接地；第二十电阻R38的另一端、第二十一电阻R39的另一端接第七发光二极管LED7的正端；第七发二极管LED7的负端接第八发光二极管LED8的正端，第八发光二极管LED8的负端接地。

所述的仪表显示模块包括步进电机模块和仪表盘。

所述的步进电机模块包括第二十二电阻R12、第二十三电阻R13、第二十四电阻R14、第二十五电阻R15、第二十六电阻R16、第二十七电阻R17、第二十八电阻R18、第二十九电阻R19、第三十电阻R20、第三十一电阻R21、第三十二电阻R22、第三十三电阻R23、第一步进电机M1、第二步进电机M2、第三步进电机M3。第二十二电阻R12的一端接第一步进电机M1的第一相线圈的负端并作为步进电机模块的第一输入端，接CPU模块的第二十五引脚；第二十二电阻R12的另一端接第二十三电阻R13的一端并作为步进电机模块的第二输入端，接CPU模块的第二十四引脚；第二十三电阻R13的另一端接第一步进电机M1的第一相线圈的正端；第二十四电阻R14的一端接第一步进电机M1的第二相线圈的负端并作为步进电机模块的第三输入端，接CPU模块的第二十三引脚；第二十四电阻R14的另一端接第二十五电阻R15的一端并作为步进电机模块的第四输入端，接CPU模块的第二十二引脚；第二十五电阻R15的另一端接第一步进电机M1的第二相线圈的正端。

第二十六电阻R16的一端接第二步进电机M2的第一相线圈的负端并作为步进电机模块的第五输入端，接CPU模块的第二十一引脚；第二十六电阻R16的另一端接第二十七电阻R17的一端并作为步进电机模块的第六输入端，接CPU模块的第二十引脚；第二十七电阻R17的另一端接第二步进电机M2的第一相线圈的正端；第二十八电阻R18的一端接第二步进电机M2的第二相线圈的负端并作为步进电机模块的第七输入端，接CPU模块的第十九引脚；第二十八电阻R18的另一端接第二十九电阻R19的一端并作为步进电机模块的第八输入端，接CPU模块的第十八引脚；第二十九电阻R19的另一端接第二步进电机M2的第二相线圈的正端；第三十电阻R20的一端接第三步进电机M3的第一相线圈的负端并作为步进电机模块的第九输入端，接CPU模块的第十二引脚；第三十电阻R20的另一端接第三十一电阻R21的一端并作为步进电机模块的第十输入端，接CPU模块的第十三引脚；第三十一电阻R21的另一端接第三步进电机M3的第一相线圈的正端；第三十二电阻R22的一端接第三步进电机M3的第二相线圈的负端并作为步进电机模块的第十一输入端，接CPU模块的第十六引脚；第三十二电阻R22的另一端进第三十三电阻R23的一端并作为步进电机模块的第十二输入端，接CPU模块的第十七引脚；第三十三电阻R23的另一端接第三步进电机M3的第二相线圈的正端。

所述的仪表盘包括电压仪表盘、速度仪表盘和电量仪表盘，第一步进电机M1的输出与电压仪表盘内指针连接，第二步进电机M2的输出与速度仪表盘内指针连接，第三步进电机M3的输出与电量仪表盘内指针连接。

所述的LCD显示模块包括第一可调电阻R24，LCD控制芯片U2，液晶显示模块U3。可调电阻R24的一端接+5V电源，可调电阻R24的另一端接可调电阻R24的可调端并作为输出端接LCD控制芯片U2的第十六引脚；LCD控制芯片U2的第一引脚接液晶显示模块U3的第八引脚，LCD控制芯片U2的第二引脚接液晶显示模块U3的第七引脚，LCD控制芯片U2的第三引脚接液晶显示模块U3的第六引脚，LCD控制芯片U2的第四引脚接液晶显示模块U3的第五引脚，LCD控制芯片U2的第五引脚接液晶显示模块U3的第四引脚，LCD控制芯片U2的第六引脚接液晶显示模块U3的第三引脚，LCD控制芯片U2的第七引脚接液晶显示模块U3的第二引脚，LCD控制芯片U2的第八引脚接液晶显示模块U3的第一引脚，LCD控制芯片U2的第九引脚接片选信号，LCD控制芯片U2的第十一引脚为读写信号输入端，LCD控制芯片U2的第十二引脚为数据信号输入端，LCD控制芯片U2的第十三引脚接地，LCD控制芯片U2的第十七引脚接+5V电源，LCD控制芯片U2的第二十一引脚接液晶显示模块U3的第十五引脚，LCD控制芯片U2的第二十二引脚接液晶显示模块U3的第十六引脚，LCD控制芯片U2的第二十三引脚接液晶显示模块U3的第十七引脚，LCD控制芯片U2的第二十四引脚接液晶显示模块U3的第十八引脚，LCD控制芯片U2的第四十三引脚接液晶显示模块U3的第十四引脚，LCD控制芯片U2的第四十四引脚接液晶显示模块U3的第十三引脚，LCD控制芯片U2的第四十五引脚接液晶显示模块U3的第十二引脚，LCD控制芯片U2的第四十六引脚接液晶显示模块U3的第十一引脚，LCD控制芯片U2的第四十七引脚接液晶显示模块U3的第十引脚，LCD控制芯片U2的第四十八引脚接液晶显示模块U3的第九引脚，LCD控制芯片U2的其它引脚均悬空。所述的LCD控制芯片U2型号为HT1621B，所述的液晶控制模块U3型号为SMS0733。

所述的CPU模块U1的第一引脚接片选信号，U1的第二引脚接里程清零模块的输出端，U1的第三引脚接复位信号，U1的第四引脚接光电耦合模块的输出端，U1的第五引脚接调试模块，U1的第六、第七引脚接晶体振荡器，U1的第八引脚接掉电检测模块的输出端，U1的第九引脚接计数分频模块输出端，U1的第十四引脚接地，U1的第二十六引脚作为读写信号的输出端，接LCD控制芯片U2的第十一引脚；U1的第二十七引脚作为数据输出端，接LCD控制芯片U2的第十二引脚，U1的第二十八引脚接+5V电源，U1的第十引脚、第十一引脚、第十七引脚均悬空。所述CPU模块的型号为STC12C5608。

本实用新型相对于现有技术具有以下有益效果：本实用新型电路抗干扰能力强，电压稳定性好，具有较强的数据处理能力，功能扩展方便，显示直观精度高，成本低。抗干扰指采用了光电耦合电路，很好的隔离了外部干扰对电路的影响。利用带稳压器的稳压电路对电源进行变压，为电路提供了稳定的电压源。采用微处理芯片对各种数据进行处理，速度快效率高，并支持线上编程，方便功能扩展。在微处理器的控制下，利用步进电机带动仪表盘，提高了表盘精度。通过液晶显示器显示总里程数，方便直观。本电路采用了性价比较高的成熟器件，极大降低了产品成本。

附图说明

图1为本实用新型电路结构示意图；

图2为本实用新型中第一电源模块；

图3为本实用新型中第二电源模块；

图4为本实用新型中计数分频模块；

图5为本实用新型中光电耦合模块；

图6为本实用新型中掉电检测模块

图7为本实用新型中里程清零模块；

图8为本实用新型中指示灯模块；

图9为本实用新型中仪表显示模块；

图10为本实用新型中LCD显示模块；

图11为本实用新型中CPU模块。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步描述。

如图1所示，电动汽车智能仪表盘接口电路包括电源模块6、计数分频处理模块3、光电耦合模块2、掉电检测模块5、里程清零模块4、指示灯模块1、仪表显示模块9、LCD显示模块8和CPU模块7。

计数分频处理模块3、光电耦合模块2、掉电检测模块5和里程清零模块4分别与CPU模块7的信号输入端连接；仪表显示模块9、LCD显示模块8分别与CPU模块7的信号输出端连接；电源模块1分别为计数分频处理模块3、光电耦合模块2、里程清零模块4、CPU模块7和LCD显示模块8提供电源。LCD显示模块包括LCD控制芯片8-1和液晶显示模块8-2；仪表显示模块包括步进电机模块9-1和仪表盘9-2，电源模块包括提供+5V电源的第一电源模块和+9V电源的第二电源模块。

如图2所示，第一电源模块包括第一电阻R1、第二电阻R2、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5、第六电容C6、第七电容C7、第八电容C8、第九电容C9、第一二极管D1、第一稳压器VR1。第一二极管D1的正端为第一电源模块的输入端，外接+12V电源；第一电阻R1的一端、第二电阻R2的一端接第一二极管D1的负端；第一电阻R1的另一端、第二电阻R2的另一端、第一电容C1的正端、第二电容C2的正端、第三电容C3的正端、第四电容C4的一端、第五电容C5的一端接第一稳压器VR1的输入端；第一电容C1的负端、第二电容C2的负端、第三电容C3的负端、第四电容C4的另一端、第五电容C5的另一端均接地；第一稳压器的接地端接地，第六电容C6的正端、第七电容C7的正端、第八电容C8的一端、第九电容C9的一端接第一稳压器VR1的输出端并作为第一电源模块的输出端，输出+5V电源；第六电容C6的负端、第七电容C7的负端、第八电容C8的另一端、第九电容C9的另一端均接地。

外接+12V电源信号经过第一二极管D1、第一电阻R1、第二电阻R2的限流处理和第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5的滤波后输入第一稳压器VR1，产生的输出信号经过第六电容C6、第七电容C7、第八电容C8、第九电容C9的滤波后得到稳定的+5V电源。

如图3所示，第二电源模块包括第三电阻R3、第四电阻R4、第十电容C10、第十一电容C11、第十二电容C12、第十三电容C13、第十四电容C14、第十五电容C15、第十六电容C16、第二二极管D2、第二稳压器VR2。第二二极管的正端作为第二电源模块的输入端，外接+12V电源；第三电阻R3的一端、第四电阻R4的一端接第二二极管D2的负端；第三电阻R3的另一端、第四电阻R4的另一端、第十电容C10的正端、第十一电容C11的一端、第十二电容C12的一端接第二稳压器VR2的输入端；第十电容C10的负端、第十一电容C11的另一端、第十二电容C12的另一端均接地；第二稳压器的接地端接地，第十三电容C13的正端、第十四电容C14的一端、第十五电容C15的一端、第十六电容C16的一端接第二稳压器VR2的输出端并作为第二电源模块的输出端，输出+9V电源；第十三电容C13的负端、第十四电容C14的另一端、第十五电容C15的另一端、第十六电容C16的另一端均接地。

外接+12V电源信号经过第二二极管D1、第三电阻R3、第四电阻R4的限流处理和第十电容C10、第十一电容C11、第十二电容C12的滤波后输入第二稳压器VR1，产生的输出信号经过第十三电容C13、第十四电容C14、第十五电容C15、第十六电容C16的滤波后得到稳定的+9V电源。

如图4所示，计数分频模块包括霍尔传感器J2、第五电阻R30、第六电阻R31、第七电阻R10、第十七电容C25、第十八电容C26、第三二极管D3、计数分频芯片U3。霍尔传感器电源端接+9V电压源；第三二极管D3的负端接霍尔传感器J2的输出端并作为计数分频模块的输入端；霍尔传感器J2接地端接地；第十七电容C25的一端、第五电阻R30的一端接+5V电源；第十七电容C25的另一端、第五电阻R30的另一端、第六电阻R31的一端接第三二极管D3的正端；第六电阻R31的另一端、第十八电容C26的一端接计数分频芯片U3的第一引脚；第十八电容C26的另一端、计数分频芯片U3的第二引脚、计数分频芯片U3的第七引脚均接地；计数分频芯片U3的第十四引脚接+5V电源；计数分频芯片U3的第十一引脚接第七电阻R10的一端，第七电阻R10的另一端作为计数分频模块的输出端。分频芯片U3的型号为CD4024。

霍尔传感器J2将检测到的速度信号转换成相应的脉冲信号。由于第三二极管D3的反向截止作用，当霍尔传感器J2输出的脉冲信号为高电平时，计数分频芯片U3第一引脚的输入也为高电平；当霍尔传感器J2输出的脉冲信号变为低电平时，第三二极管D3导通，计数分频芯片U3第一引脚的输入为低电平。在这个过程中，计数分频芯片U3第一引脚的输入脉冲信号处在下降沿，计数分频芯片U3对该信号进行计数并通过分频处理产生2分频后的脉冲信号。

如图5所示，光电耦合模块包括第八电阻R40、第九电阻R41、第四二极管D4、光电耦合器U4。第八电阻R40的一端作为光电耦合模块的第一输入端，接外部信号SIG+；第八电阻R40的另一端、第四二极管D4的一端接光电耦合器U4的第一输入端；第四二极管D4的另一端接光电耦合器U4的第二输入端并作为光电耦合模块的第二输入端，接外部信号SIG-；第九电阻R41的一端接+5V电源；第九电阻R41的另一端接电压耦合器U4的第一输出端并作为光电耦合模块的输出端；光电耦合器U4的第二输出端接地。

信号SIG+和信号SIG-均来自外部一个电动汽车电池检测电路，该电路对电动汽车电池的电流信号和电压信号进行检测和处理并产生相应的差分信号。当SIG+为高电平时，SIG-为低电平，由于第四二极管D4的反向截止作用，SIG+和SIG-使光电耦合器U4处于导通状态，光电耦合模块的输出为低电平；当SIG+为低电平、SIG-为高电平时，第四二极管D4导通，光电耦合器U4处于截止状态，光电耦合模块的输出为高电平。

如图6所示，掉电检测模块包括第十电阻R5、第十一电阻R6、第十二电阻R7、第十九电容C27、稳压二极管D5。第十电阻R5的一端作为掉电检测模块的输入端，外接+12V电源；第十一电阻R6的一端接第十电阻R5的另一端；第十二电阻R7的一端、稳压二极管D5的负端、第十九电容C27的一端接第十一电阻R6的另一端并作为掉电检测模块的输出端；第十二电阻R7的另一端、稳压二极管D5的正端、第十九电容C27的另一端均接地。当对电动汽车进行停车操作时，外部信号突然为零。由于第十二电阻R7和第十九电容C27所组成回路的阻尼效果，掉电检测模块的输出信号会逐渐减小，这可以抑制低脉冲对芯片的影响。CPU模块对该信号进行相应的处理后执行停车操作，诸如仪表盘指针复位，当前里程数存储等操作。

如图7所示，里程清零模块包括第十三电阻R11、第二十电容C20、按钮S1。第十三电阻R11的一端接+5V电源；按钮S1的一端、第二十电容C20的一端接第十三电阻R11的另一端并作为里程清零模块的输出端；按钮S1的另一端、第二十电容C20的另一端均接地。当按下按钮时，里程清零模块的输出端信号由高电平变成低电平，CPU模块检测到该信号的变化之后做出相应处理，将存储的里程信息清零。

如图8所示电路为指示灯模块，它为仪表盘提供照明。该模块包括第十四电阻R32、第十五电阻R33、第十六电阻R34、第十七电阻R35、第十八电阻R36、第十九电阻R37、第二十电阻R38、第二十一电阻R39、第一发光二极管LED1、第二发光二极管LED2、第三发光二极管LED3、第四发光二极管LED4、第五发光二极管LED5、第六发光二极管LED6，第七发光二极管LED7、第八发光二极管LED8。第十四电阻R32的一端、第十五电阻R33的一端、第十六电阻R34的一端、第十七电阻R35的一端、第十八电阻R36的一端、第十九电阻R37的一端、第二十电阻R38的一端和第二十一电阻R39的一端均连接至指示灯信号输入端LAMP，该输入端LAMP由另外的电路提供。

第十四电阻R32的另一端、第十五电阻R33的另一端接第一发光二极管LED1的正端；第一发光二极管LED1的负端接第二发光二极管LED2的正端，第二发光二极管LED2的负端接地；第十六电阻R34的另一端、第十七电阻R35的另一端接第三发光二极管LED3的正端；第三发二极管LED3的负端接第四发光二极管LED4的正端，第四发光二极管LED4的负端接地；第十八电阻R36的另一端、第十九电阻R37的另一端接第五发光二极管LED5的正端；第五发二极管LED5的负端接第六发光二极管LED6的正端，第六发光二极管LED6的负端接地；第二十电阻R38的另一端、第二十一电阻R39的另一端接第七发光二极管LED7的正端；第七发二极管LED7的负端接第八发光二极管LED8的正端，第八发光二极管LED8的负端接地。

如图9所示，步进电机模块包括第二十二电阻R12、第二十三电阻R13、第二十四电阻R14、第二十五电阻R15、第二十六电阻R16、第二十七电阻R17、第二十八电阻R18、第二十九电阻R19、第三十电阻R20、第三十一电阻R21、第三十二电阻R22、第三十三电阻R23、第一步进电机M1、第二步进电机M2、第三步进电机M3。第二十二电阻R12的一端接第一步进电机M1的第一相线圈的负端并作为步进电机模块的第一输入端，接CPU模块的第二十五引脚；第二十二电阻R12的另一端接第二十三电阻R13的一端并作为步进电机模块的第二输入端，接CPU模块的第二十四引脚；第二十三电阻R13的另一端接第一步进电机M1的第一相的负端；第二十四电阻R14的一端接第一步进电机M1的第二相线圈的负端并作为步进电机模块的第三输入端，接CPU模块的第二十三引脚；第二十四电阻R14的另一端接第二十五电阻R15的一端并作为步进电机模块的第四输入端，接CPU模块的第二十二引脚；第二十五电阻R15的另一端接第一步进电机M1的第二相线圈的正端。

第二十六电阻R16的一端接第二步进电机M2的第一相线圈的负端并作为步进电机模块的第五输入端，接CPU模块的第二十一引脚；第二十六电阻R16的另一端接第二十七电阻R17的一端并作为步进电机模块的第六输入端，接CPU模块的第二十引脚；第二十七电阻R17的另一端接第二步进电机M2的第一相线圈的正端；第二十八电阻R18的一端接第二步进电机M2的第二相线圈的负端并作为步进电机模块的第七输入端，接CPU模块的第十九引脚；第二十八电阻R18的另一端接第二十九电阻R19的一端并作为步进电机模块的第八输入端，接CPU模块的第十八引脚；第二十九电阻R19的另一端接第二步进电机M2的第二相线圈的正端；第三十电阻R20的一端接第三步进电机M3的第一相线圈的负端并作为步进电机模块的第九输入端，接CPU模块的第十二引脚；第三十电阻R20的另一端接第三十一电阻R21的一端并作为步进电机模块的第十输入端，接CPU模块的第十三引脚；第三十一电阻R21的另一端接第三步进电机M3的第一相线圈的正端；第三十二电阻R22的一端接第三步进电机M3的第二相线圈的负端并作为步进电机模块的第十一输入端，接CPU模块的第十六引脚；第三十二电阻R22的另一端进第三十三电阻R23的一端并作为步进电机模块的第十二输入端，接CPU模块的第十七引脚；第三十三电阻R23的另一端接第三步进电机M3的第二相线圈的正端。

仪表盘包括电压仪表盘、速度仪表盘和电量仪表盘，第一步进电机M1的输出与电压仪表盘内指针连接，第二步进电机M2的输出与速度仪表盘内指针连接，第三步进电机M3的输出与电量仪表盘内指针连接。

CPU模块通过产生相应的脉冲信号对步进电机进行控制，进而控制仪表盘指针的偏转角。在如图9所示的步进电机模块中，第二十三电阻R13、第二十五电阻R15、第二十七电阻R17、第二十九电阻R19、第三十一电阻R21和第三十三电阻R23起到了限流的作用。在步进电机停止转动的瞬间，电机的线圈会产生较大的电流，为了保证CPU模块的安全，通过与步进电机的各相线圈并联大电阻来消耗余下的能量。第二十二电阻R12、第二十四电阻R14、第二十六电阻R16、第二十八电阻R18、第三十电阻R20和第三十二电阻R22分别为相应线圈的并联电阻。

如图10所示，LCD显示模块包括第一可调电阻R24，LCD控制芯片U2，液晶显示模块U3。可调电阻R24的一端接+5V电源，可调电阻R24的另一端接可调电阻R24的可调端并作为输出端接LCD控制芯片U2的第十六引脚；LCD控制芯片U2的第一引脚接液晶显示模块U3的第八引脚，LCD控制芯片U2的第二引脚接液晶显示模块U3的第七引脚，LCD控制芯片U2的第三引脚接液晶显示模块U3的第六引脚，LCD控制芯片U2的第四引脚接液晶显示模块U3的第五引脚，LCD控制芯片U2的第五引脚接液晶显示模块U3的第四引脚，LCD控制芯片U2的第六引脚接液晶显示模块U3的第三引脚，LCD控制芯片U2的第七引脚接液晶显示模块U3的第二引脚，LCD控制芯片U2的第八引脚接液晶显示模块U3的第一引脚，LCD控制芯片U2的第九引脚接片选信号，LCD控制芯片U2的第十一引脚为读写信号输入端，LCD控制芯片U2的第十二引脚为数据信号输入端，LCD控制芯片U2的第十三引脚接地，LCD控制芯片U2的第十七引脚接+5V电源，LCD控制芯片U2的第二十一引脚接液晶显示模块U3的第十五引脚，LCD控制芯片U2的第二十二引脚接液晶显示模块U3的第十六引脚，LCD控制芯片U2的第二十三引脚接液晶显示模块U3的第十七引脚，LCD控制芯片U2的第二十四引脚接液晶显示模块U3的第十八引脚，LCD控制芯片U2的第四十三引脚接液晶显示模块U3的第十四引脚，LCD控制芯片U2的第四十四引脚接液晶显示模块U3的第十三引脚，LCD控制芯片U2的第四十五引脚接液晶显示模块U3的第十二引脚，LCD控制芯片U2的第四十六引脚接液晶显示模块U3的第十一引脚，LCD控制芯片U2的第四十七引脚接液晶显示模块U3的第十引脚，LCD控制芯片U2的第四十八引脚接液晶显示模块U3的第九引脚，LCD控制芯片U2的其它引脚均悬空。所述的LCD控制芯片U2型号为HT1621B，液晶控制模块U3型号为SMS0733。液晶显示模块用于显示电动汽车的里程数，通过调节第一可调电阻R24可以调节LCD的显示亮度。

如图11所示，CPU模块U1的第一引脚接片选信号，U1的第二引脚接里程清零模块的输出端，U1的第三引脚接复位信号，U1的第四引脚接光电耦合模块的输出端，U1的第五引脚接调试模块，调试模块由不属于本实用新型的内容，U1的第六、第七引脚接晶体振荡器，U1的第八引脚接掉电检测模块的输出端，U1的第九引脚接计数分频模块输出端，U1的第十四引脚接地，U1的第二十六引脚作为读写信号的输出端，接LCD控制芯片U2的第十一引脚；U1的第二十七引脚作为数据输出端，接LCD控制芯片U2的第十二引脚，U1的第二十八引脚接+5V电源，U1的第十引脚、第十一引脚、第十七引脚均悬空。CPU模块的型号为STC12C5608。CPU模块对相应的数据进行处理并协调各个模块的工作。

该电路的具体工作过程是：电源模块对电池电压进行变压和稳压处理，为电路的其他模块提供电源；表征电压值和电流值的差分信号经光耦隔离后输入到CPU模块；计数分频模块将获取的速度信号进行分频处理，然后输入到CPU模块；通过控制步进电机，CPU模块将速度、电池电压值和电池电量值显示在仪表盘上；CPU模块将计算所得的电动汽车的总里程数据输入到液晶显示模块，并在LCD上显示，可以通过里程清零模块对总里程数据进行清零。

Claims (1)

1.一种电动汽车智能仪表盘接口电路，包括电源模块、计数分频处理模块、光电耦合模块、掉电检测模块、里程清零模块、指示灯模块、仪表显示模块、LCD显示模块和CPU模块，其特征在于：

计数分频处理模块、光电耦合模块、掉电检测模块和里程清零模块分别与CPU模块的信号输入端连接；仪表显示模块、LCD显示模块分别与CPU模块的信号输出端连接；电源模块分别为计数分频处理模块、光电耦合模块、里程清零模块、CPU模块和LCD显示模块提供电源，指示灯模块为仪表显示模块提供照明；

所述的电源模块包括提供+5V电源的第一电源模块和+9V电源的第二电源模块；

第一电源模块包括第一电阻R1、第二电阻R2、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5、第六电容C6、第七电容C7、第八电容C8、第九电容C9、第一二极管D1、第一稳压器VR1；第一二极管D1的正端为第一电源模块的输入端，外接+12V电源；第一电阻R1的一端、第二电阻R2的一端接第一二极管D1的负端；第一电阻R1的另一端、第二电阻R2的另一端、第一电容C1的正端、第二电容C2的正端、第三电容C3的正端、第四电容C4的一端、第五电容C5的一端接第一稳压器VR1的输入端；第一电容C1的负端、第二电容C2的负端、第三电容C3的负端、第四电容C4的另一端、第五电容C5的另一端均接地；第一稳压器的接地端接地，第六电容C6的正端、第七电容C7的正端、第八电容C8的一端、第九电容C9的一端接第一稳压器VR1的输出端并作为第一电源模块的输出端，输出+5V电源；第六电容C6的负端、第七电容C7的负端、第八电容C8的另一端、第九电容C9的另一端均接地；

第二电源模块包括第三电阻R3、第四电阻R4、第十电容C10、第十一电容C11、第十二电容C12、第十三电容C13、第十四电容C14、第十五电容C15、第十六电容C16、第二二极管D2、第二稳压器VR2；第二二极管的正端作为第二电源模块的输入端，外接+12V电源；第三电阻R3的一端、第四电阻R4的一端接第二二极管D2的负端；第三电阻R3的另一端、第四电阻R4的另一端、第十电容C10的正端、第十一电容C11的一端、第十二电容C12的一端接第二稳压器VR2的输入端；第十电容C10的负端、第十一电容C11的另一端、第十二电容C12的另一端均接地；第二稳压器的接地端接地，第十三电容C13的正端、第十四电容C14的一端、第十五电容C15的一端、第十六电容C16的一端接第二稳压器VR2的输出端并作为第二电源模块的输出端，输出+9V电源；第十三电容C13的负端、第十四电容C14的另一端、第十五电容C15的另一端、第十六电容C16的另一端均接地；

所述的计数分频模块包括霍尔传感器J2、第五电阻R30、第六电阻R31、第七电阻R10、第十七电容C25、第十八电容C26、第三二极管D3、计数分频芯片U3；霍尔传感器电源端接+9V电压源；第三二极管D3的负端接霍尔传感器J2的输出端并作为计数分频模块的输入端；霍尔传感器J2接地端接地；第十七电容C25的一端、第五电阻R30的一端接+5V电源；第十七电容C25的另一端、第五电阻R30的另一端、第六电阻R31的一端接第三二极管D3的正端；第六电阻R31的另一端、第十八电容C26的一端接计数分频芯片U3的第一引脚；第十八电容C26的另一端、计数分频芯片U3的第二引脚、计数分频芯片U3的第七引脚均接地；计数分频芯片U3的第十四引脚接+5V电源；计数分频芯片U3的第十一引脚接第七电阻R10的一端，第七电阻R10的另一端作为计数分频模块的输出端；所述分频芯片U3的型号为CD404；

所述的光电耦合模块包括第八电阻R40、第九电阻R41、第四二极管D4、光电耦合器U4；第八电阻R40的一端作为光电耦合模块的第一输入端，接外部信号SIG+；第八电阻R40的另一端、第四二极管D4的负端接光电耦合器U4的第一输入端；第四二极管D4的正端接光电耦合器U4的第二输入端并作为光电耦合模块的第二输入端，接外部信号SIG-；第九电阻R41的一端接+5V电源；第九电阻R41的另一端接电压耦合器U4的第一输出端并作为光电耦合模块的输出端；光电耦合器U4的第二输出端接地；

所述的掉电检测模块包括第十电阻R5、第十一电阻R6、第十二电阻R7、第十九电容C27、稳压二极管D5；第十电阻R5的一端作为掉电检测模块的输入端，外接+12V电源；第十一电阻R6的一端接第十电阻R5的另一端；第十二电阻R7的一端、稳压二极管D5的负端、第十九电容C27的一端接第十一电阻R6的另一端并作为掉电检测模块的输出端；第十二电阻R7的另一端、稳压二极管D5的正端、第十九电容C27的另一端均接地；

所述的里程清零模块包括第十三电阻R11、第二十电容C20、按钮S1；第十三电阻R11的一端接+5V电源；按钮S1的一端、第二十电容C20的一端接第十三电阻R11的另一端并作为里程清零模块的输出端；按钮S1的另一端、第二十电容C20的另一端均接地；

所述的指示灯模块包括第十四电阻R32、第十五电阻R33、第十六电阻R34、第十七电阻R35、第十八电阻R36、第十九电阻R37、第二十电阻R38、第二十一电阻R39、第一发光二极管LED1、第二发光二极管LED2、第三发光二极管LED3、第四发光二极管LED4、第五发光二极管LED5、第六发光二极管LED6，第七发光二极管LED7、第八发光二极管LED8；第十四电阻R32的一端、第十五电阻R33的一端、第十六电阻R34的一端、第十七电阻R35的一端、第十八电阻R36的一端、第十九电阻R37的一端、第二十电阻R38的一端和第二十一电阻R39的一端均连接至指示灯信号输入端LAMP；

第十四电阻R32的另一端、第十五电阻R33的另一端接第一发光二极管LED1的正端；第一发光二极管LED1的负端接第二发光二极管LED2的正端，第二发光二极管LED2的负端接地；第十六电阻R34的另一端、第十七电阻R35的另一端接第三发光二极管LED3的正端；第三发二极管LED3的负端接第四发光二极管LED4的正端，第四发光二极管LED4的负端接地；第十八电阻R36的另一端、第十九电阻R37的另一端接第五发光二极管LED5的正端；第五发二极管LED5的负端接第六发光二极管LED6的正端，第六发光二极管LED6的负端接地；第二十电阻R38的另一端、第二十一电阻R39的另一端接第七发光二极管LED7的正端；第七发二极管LED7的负端接第八发光二极管LED8的正端，第八发光二极管LED8的负端接地；

所述的仪表显示模块包括步进电机模块和仪表盘；

所述的步进电机模块包括第二十二电阻R12、第二十三电阻R13、第二十四电阻R14、第二十五电阻R15、第二十六电阻R16、第二十七电阻R17、第二十八电阻R18、第二十九电阻R19、第三十电阻R20、第三十一电阻R21、第三十二电阻R22、第三十三电阻R23、第一步进电机M1、第二步进电机M2、第三步进电机M3；第二十二电阻R12的一端接第一步进电机M1的第一相线圈的负端并作为步进电机模块的第一输入端，接CPU模块的第二十五引脚；第二十二电阻R12的另一端接第二十三电阻R13的一端并作为步进电机模块的第二输入端，接CPU模块的第二十四引脚；第二十三电阻R13的另一端接第一步进电机M1的第一相线圈的正端；第二十四电阻R14的一端接第一步进电机M1的第二相线圈的负端并作为步进电机模块的第三输入端，接CPU模块的第二十三引脚；第二十四电阻R14的另一端接第二十五电阻R15的一端并作为步进电机模块的第四输入端，接CPU模块的第二十二引脚；第二十五电阻R15的另一端接第一步进电机M1的第二相线圈的正端；

第二十六电阻R16的一端接第二步进电机M2的第一相线圈的负端并作为步进电机模块的第五输入端，接CPU模块的第二十一引脚；第二十六电阻R16的另一端接第二十七电阻R17的一端并作为步进电机模块的第六输入端，接CPU模块的第二十引脚；第二十七电阻R17的另一端接第二步进电机M2的第一相线圈的正端；第二十八电阻R18的一端接第二步进电机M2的第二相线圈的负端并作为步进电机模块的第七输入端，接CPU模块的第十九引脚；第二十八电阻R18的另一端接第二十九电阻R19的一端并作为步进电机模块的第八输入端，接CPU模块的第十八引脚；第二十九电阻R19的另一端接第二步进电机M2的第二相线圈的正端；第三十电阻R20的一端接第三步进电机M3的第一相线圈的负端并作为步进电机模块的第九输入端，接CPU模块的第十二引脚；第三十电阻R20的另一端接第三十一电阻R21的一端并作为步进电机模块的第十输入端，接CPU模块的第十三引脚；第三十一电阻R21的另一端接第三步进电机M3的第一相线圈的正端；第三十二电阻R22的一端接第三步进电机M3的第二相线圈的负端并作为步进电机模块的第十一输入端，接CPU模块的第十六引脚；第三十二电阻R22的另一端进第三十三电阻R23的一端并作为步进电机模块的第十二输入端，接CPU模块的第十七引脚；第三十三电阻R23的另一端接第三步进电机M3的第二相线圈的正端；

所述的仪表盘包括电压仪表盘、速度仪表盘和电量仪表盘，第一步进电机M1的输出与电压仪表盘内指针连接，第二步进电机M2的输出与速度仪表盘内指针连接，第三步进电机M3的输出与电量仪表盘内指针连接；

所述的LCD显示模块包括第一可调电阻R24，LCD控制芯片U2，液晶显示模块U3；可调电阻R24的一端接+5V电源，可调电阻R24的另一端接可调电阻R24的可调端并作为输出端接LCD控制芯片U2的第十六引脚；LCD控制芯片U2的第一引脚接液晶显示模块U3的第八引脚，LCD控制芯片U2的第二引脚接液晶显示模块U3的第七引脚，LCD控制芯片U2的第三引脚接液晶显示模块U3的第六引脚，LCD控制芯片U2的第四引脚接液晶显示模块U3的第五引脚，LCD控制芯片U2的第五引脚接液晶显示模块U3的第四引脚，LCD控制芯片U2的第六引脚接液晶显示模块U3的第三引脚，LCD控制芯片U2的第七引脚接液晶显示模块U3的第二引脚，LCD控制芯片U2的第八引脚接液晶显示模块U3的第一引脚，LCD控制芯片U2的第九引脚接片选信号，LCD控制芯片U2的第十一引脚为读写信号输入端，LCD控制芯片U2的第十二引脚为数据信号输入端，LCD控制芯片U2的第十三引脚接地，LCD控制芯片U2的第十七引脚接+5V电源，LCD控制芯片U2的第二十一引脚接液晶显示模块U3的第十五引脚，LCD控制芯片U2的第二十二引脚接液晶显示模块U3的第十六引脚，LCD控制芯片U2的第二十三引脚接液晶显示模块U3的第十七引脚，LCD控制芯片U2的第二十四引脚接液晶显示模块U3的第十八引脚，LCD控制芯片U2的第四十三引脚接液晶显示模块U3的第十四引脚，LCD控制芯片U2的第四十四引脚接液晶显示模块U3的第十三引脚，LCD控制芯片U2的第四十五引脚接液晶显示模块U3的第十二引脚，LCD控制芯片U2的第四十六引脚接液晶显示模块U3的第十一引脚，LCD控制芯片U2的第四十七引脚接液晶显示模块U3的第十引脚，LCD控制芯片U2的第四十八引脚接液晶显示模块U3的第九引脚，LCD控制芯片U2的其它引脚均悬空；所述的LCD控制芯片U2型号为HT1621B，所述的液晶控制模块U3型号为SMS0733；

所述的CPU模块U1的第一引脚接片选信号，U1的第二引脚接里程清零模块的输出端，U1的第三引脚接复位信号，U1的第四引脚接光电耦合模块的输出端，U1的第五引脚接调试模块，U1的第六、第七引脚接晶体振荡器，U1的第八引脚接掉电检测模块的输出端，U1的第九引脚接计数分频模块输出端，U1的第十四引脚接地，U1的第二十六引脚作为读写信号的输出端，接LCD控制芯片U2的第十一引脚；U1的第二十七引脚作为数据输出端，接LCD控制芯片U2的第十二引脚，U1的第二十八引脚接+5V电源，U1的第十引脚、第十一引脚、第十七引脚均悬空；所述CPU模块的型号为STC12C5608。

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