CN202271854U

CN202271854U - 兼容can总线与非总线型汽车组合仪表

Info

Publication number: CN202271854U
Application number: CN2011204310511U
Authority: CN
Inventors: 马敏杰
Original assignee: ZHEJIANG AUTOMOBILE INSTRUMENT CO Ltd
Current assignee: ZHEJIANG AUTOMOBILE INSTRUMENT CO Ltd
Priority date: 2011-10-25
Filing date: 2011-10-25
Publication date: 2012-06-13
Anticipated expiration: 2021-10-25

Abstract

本实用新型提供一种兼容CAN总线与非总线型汽车组合仪表，包括处理单元、CAN BUS模块、移位输出模块、报警模块、表头模块、液晶模块；CAN BUS模块连接处理单元的数据收发端，传感器模块连接在处理单元模拟量输入端，移位输出模块连接在处理单元的输出端，表头模块连接处理单元的脉冲输出端，液晶模块连接在处理单元的液晶驱动端上。本实用新型连接简单，抗干扰能力强，稳定性高的汽车仪表。

Description

兼容CAN总线与非总线型汽车组合仪表

技术领域

本实用新型涉及汽车仪表装置，特别是与一种兼容CAN总线与非总线型汽车组合仪表有关。

背景技术

随着汽车电子技术的发展，汽车上的电子控制单元(ECU)也越来越多，采用能够满足多路复用的总线通信系统，可以将各个ECU连接成为一个网络，以共享的方式传送数据和信息，实现网络化的数字通信与控制功能。

因此，基于简化汽车线束、增强控制功能、提高安全保证、降低燃油消耗、节约制造成本等多方面的考虑，数字化车载网络技术将会为汽车电子产业带来一个巨大的飞跃，而CAN(Controller AreaNetwork的缩写，是ISO国际标准化的串行通信协议)总线是车载网络系统中重要的组成部分。

目前，CAN总线已在汽车动力系统和车身系统的网络通信与控制中得到广泛的应用。汽车仪表作为车身控制系统的一部分，对于简化汽车线束、增强控制功能、提高安全保证、降低燃油消耗、节约制造成本等问题也越来越紧迫，目前整车厂在用的传统仪表线束多，连接复杂，信息反映不完全，抗干扰能力弱。

鉴于此，本发明人设计出一种兼容CAN总线与非总线型汽车组合仪表，克服上述存在的缺陷，本案由此产生。

实用新型内容

本实用新型的目的就是提供一种兼容CAN总线与非总线型汽车组合仪表，连接简单，抗干扰能力强，稳定性高的汽车仪表。

为了实现上述目的，本实用新型的解决方案为：

兼容CAN总线与非总线型汽车组合仪表，包括处理单元、CAN BUS模块、移位输出模块、报警模块、表头模块、液晶模块；CAN BUS模块连接处理单元的数据收发端，传感器模块连接在处理单元模拟量输入端，移位输出模块连接在处理单元的输出端，表头模块连接处理单元的脉冲输出端，液晶模块连接在处理单元的液晶驱动端上。

所述的处理单元采用瑞萨科技H8S2282芯片，H8S2282采用两位拨码方式来进行正常工作模式和程序下载模式的切换，将程序下载功能合并到调试台的调试接口上。

所述的表头模块包括里程、转速、燃油和水温四个用来控制仪表指针的步进电机。

所述处理单元的外部供电端连接电源模块。

所述接口模块，连接汽车仪表和汽车电器的纽带，传输汽车仪表所要表达的各种信号。

所述的CAN BUS模块包括CAN接口芯片、共模电感瞬变抑制器、终端电阻、以及滤波电路组成；CAN接口芯片的输入端依次连接共模电感瞬变抑制器和滤波电路，CAN接口芯片的输出端接至处理单元的输入端，终端电阻2R1和2R2两个串联电阻，CAN的终端电阻具有消除在通信电缆中的信号反射，提供CAN终端确定电平的作用。

所述的移位输出模块包括两个并口输出芯片CD4094串联组成，输出端连接有汽车仪表报警电路以及扩展的步进电机驱动芯片。

采用上述方案后，本实用新型简化汽车线束、增强控制功能、提高安全保证、信息反映完全，抗干扰能力强。其中本实用新型中的CAN总线采用共模电感进行隔离，防止CAN处理电路的不可恢复性破坏，另外CAN总线本身具有高抗电磁干扰性，速度快，距离远，数据出错率极低，设置优先级满足不同实时性等特点。

附图说明

图1是本实用新型较佳实施例的模块结构示意图；

图2是本实用新型较佳实施例的CAN BUS模块电路图；

图3是本实用新型较佳实施例的传感器模块电路图；

图4是本实用新型较佳实施例的报警模块电路图；

图5是本实用新型较佳实施例的移位输出模块电路图；

图6是本实用新型较佳实施例的仪表背光模块电路图；

图7是本实用新型较佳实施例的表头模块电路图；

图8是本实用新型较佳实施例的液晶模块电路图；

图9是本实用新型较佳实施例的接口模块电路图；

图10是本实用新型较佳实施例的电源模块电路图；

图11是本实用新型较佳实施例的调试端口电路图；

图12是本实用新型较佳实施例的按键电路图。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型较佳实施例包括处理模块1、CAN BUS模块(CAN总线模块)2、传感器模块3、报警模块4、移位输出模块5、仪表背光模块6、表头模块7、液晶模块8、接口模块9、电源模块10、测试模块11。

处理单元1中所采用的单片机是renesas瑞萨科技生产的H8S2282芯片，该芯片是带CAN处理器、PWM/分频输出、10位A/D、LCD控制器等外围功能的16位汽车级单片机，其外围连接电路如图2所示。

其中，H8S2282芯片中的管脚HRXD和管脚HTXD连接CAN BUS模块2。CAN BUS模块2的具体连接如图2所示，包括CAN接口芯片21、共模电感瞬变抑制器22、终端电阻23、以及滤波电路24组成。

CAN接口芯片21采用的型号为TJA1050T，其输入端有连接共模电感瞬变抑制器22，用于过滤共模点此干扰信号。共模电感瞬变抑制器22的输入端上还连接有滤波电路24和终端电阻，进行电路整流。

传感器模块3如图3所示，主要对汽车仪表所需的传感器信号进行采集处理，包括里程脉冲信号处理31，转速脉冲信号处理32，燃油传感器信号处理33，水温传感器处理34四路，气压1传感器35，气压2传感器36。

里程脉冲信号处理31分为三个处理部分，第一部分是信号的低通滤波电路，滤除信号中的高频信号，由器件2R19，2R20，2C10，2R21和2R22组成；第二部分为电平转换电路，由器件2T6和2R23组成，里程传感器处理来的高电平为8～12V的脉冲转换成单片机可采集的高电平为5V脉冲信号；第三部分后级低通滤波电路由2R23和2C11组成。转速脉冲信号此表来自CAN总线，所以该处理电路32作为预留，另外转速脉冲信号处理电路32与里程脉冲信号处理31的原理相同。里程脉冲信号反应当前汽车行驶的实时速度，记录汽车行驶的总里程数。转速脉冲信号反应当前发动机转动的快慢。燃油传感器信号处理33分为二个部分，第一部分是信号的上拉电阻，由器件R20，Q3，C20，R22，Q4，R23，C21，R48组成，与传感器电阻信号相匹配提取传感器电阻上的电压信号，其中R20，Q3，C20，R22，Q4组成上拉电阻的电源控制电路，在汽车熄火状态可以断开电源使得燃油传感器处在不工作状态，确保仪表休眠时满足低功耗要求；第二部分是信号滤波电路，由器件R25，C23组成组要是对传感器过来的信号起到滤波的作用，同时R25还具有限流的作用，比如万一燃油传感器信号接口接了其他12V的信号，也不会破坏单片机，如果没有R25或者R25过小，则很可能损坏单片机的采集管脚。水温信号也来自CAN总线，硬件信号处理部分作为预留。水温传感器处理34，气压1传感器35，气压2传感器36原理相同。其中，燃油传感器33、水温传感器34、气压1传感器35，气压2传感器36连接在H8S2282芯片上的模拟量输入管脚。

本实施例中的报警模块如图4所示，主要有两种结构，一种是图4所示的指示灯电路41～46，一种是蜂鸣器电路47。其中指示灯电路41中是汽车上引出的硬线直接控制，比如左转向，右转向，水位指示灯等，另外一部分报警指示电路43～46由控制单元1中的单片机间接控制。蜂鸣器电路47由单片机的第79脚直接控制。

移位输出模块5如5所示，由两片单独的CD4094实现，其中一片51实现8位并口输出控制功能，比如上面报警模块中的报警指示电路43～46就是通过移位输出控制来实现的。另外一片52实现扩展的步进电机驱动芯片的控制。

仪表背光模块6如图6所示，仪表背光采用直接控制的方式，背光源由接口模块9中的接口B的pin3提供。

表头模块7图如7所示，其中62部分的里程、转速、燃油和水温四个步进电机是连接在H8S2282芯片脉冲输出端，而62部分的气压1，气压2，尿素表头由扩展的步进电机驱动电路61部分实现驱动。

在H8S2282芯片中带有LCD控制器，液晶模块8直接连接在LCD驱动管脚上。液晶片名称为ZB158F。

接口模块9如图9所示，提供汽车仪表所需的各种信号。

电源模块10如图10所示，包括稳压处理单元101、外部供电单元102、失电检测单元103和传感器电源104。稳压处理单元101采用GM7130开关电源将钥匙火或者蓄电池电源进行稳压处理，得到12V电源，然后经过LM7805稳压到系统供电电压VCC。另外，外部供电单元102包括钥匙火和蓄电瓶正极两部分，失电检测单元103为汽车熄火仪表进行失电后指针回零，里程保存，进入休眠操作的一个判断。12V电源经过限流电阻和二极管组成了传感器电源104。

另外，本实施例中还配调试端口(如图11)和回零键(如图12)，回零键连接在H8S2282芯片上，对汽车里程进行小计清零和调时。调试端口模拟提供仪表脉冲，模拟量，CAN信号实现对仪表各种信号调试的功能。

本实用新型具有完善的报警模块，对汽车硬线引出的信号可以直接报警，也可以对经过单片机处理后的信号进行报警。

Claims

1.兼容CAN总线与非总线型汽车组合仪表，其特征在于：包括处理单元、CAN BUS模块、移位输出模块、报警模块、表头模块、液晶模块；CAN BUS模块连接处理单元的数据收发端，传感器模块连接在处理单元模拟量输入端，移位输出模块连接在处理单元的输出端，表头模块连接处理单元的脉冲输出端，液晶模块连接在处理单元的液晶驱动端上。

2.如权利要求1所述的兼容CAN总线与非总线型汽车组合仪表，其特征在于：所述的处理单元采用瑞萨科技H8S2282芯片，H8S2282采用两位拨码方式来进行正常工作模式和程序下载模式的切换，将程序下载功能合并到调试台的调试接口上。

3.如权利要求1所述的兼容CAN总线与非总线型汽车组合仪表，其特征在于：所述的表头模块包括里程、转速、燃油和水温四个用来控制仪表指针的步进电机。

4.如权利要求1所述的兼容CAN总线与非总线型汽车组合仪表，其特征在于：所述处理单元的外部供电端连接电源模块。

5.如权利要求1所述的兼容CAN总线与非总线型汽车组合仪表，其特征在于：所述接口模块，连接汽车仪表和汽车电器的纽带，传输汽车仪表所要表达的各种信号。

6.如权利要求1所述的兼容CAN总线与非总线型汽车组合仪表，其特征在于：所述的CAN BUS模块包括CAN接口芯片、共模电感瞬变抑制器、终端电阻、以及滤波电路组成；CAN接口芯片的输入端依次连接共模电感瞬变抑制器和滤波电路，CAN接口芯片的输出端接至处理单元的输入端，终端电阻2R1和2R2两个串联电阻，CAN的终端电阻具有消除在通信电缆中的信号反射，提供CAN终端确定电平的作用。

7.如权利要求1所述的兼容CAN总线与非总线型汽车组合仪表，其特征在于：所述的移位输出模块包括两个并口输出芯片CD4094串联组成，输出端连接有汽车仪表报警电路以及扩展的步进电机驱动芯片。