CN202719989U

CN202719989U - 基于can总线的商务车用仪表

Info

Publication number: CN202719989U
Application number: CN 201220326287
Authority: CN
Inventors: 马敏杰; 姜伟东; 沈永庆; 姚玉祥; 蔡海刚
Original assignee: ZHEJIANG AUTOMOBILE INSTRUMENT CO Ltd
Current assignee: ZHEJIANG AUTOMOBILE INSTRUMENT CO Ltd
Priority date: 2012-07-06
Filing date: 2012-07-06
Publication date: 2013-02-06
Anticipated expiration: 2022-07-06

Abstract

本实用新型公开一种基于CAN总线的商务车用仪表，包括处理单元，以及与处理单元各端口相连的CAN总线模块、传感器模块、报警模块、仪表背光模块、表头模块、液晶模块、接口模块、电源模块和存储器模块。可以最大化简化汽车线束、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。

Description

基于CAN总线的商务车用仪表

技术领域

本实用新型涉及汽车仪表装置，特别是涉及一种基于CAN总线的商务车用仪表。

背景技术

商务车集轿车、旅行车和厢式货车的功能于一身，车内每个座椅都可调整，并有多种组合的方式，例如可将中排座椅靠背翻下即可变为桌台，前排座椅可作180度旋转等。与一般的小轿车相比，商务车具有车身长、内部结构复杂、车用电器设备种类多、电器设备功率大等特点。传统的商务车控制系统往往都采用电缆直接连接，既大量浪费了电缆资源，又大大增加了连接线路中的不安全性。采用总线式组合仪表系统，一方面可以大大减少电缆连接，节约资源，另一方面也可对各个车用电器进行实时监测，一旦发现事故隐患可实时报警、及时处理，为人民的生命财产安全提供重要保证。

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基于CAN总线的商务车用仪表，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基于CAN总线的商务车用仪表，连接简单，抗干扰能力强，稳定性高。

为了实现上述目的，本实用新型的解决方案为：

基于CAN总线的商务车用仪表,包括处理单元，以及与处理单元各端口相连的CAN总线模块、传感器模块、报警模块、仪表背光模块、表头模块、液晶模块、接口模块、电源模块和存储器模块；其中，所述传感器模块连接处理单元模拟量输入端，包括里空调温度信号处理电路和燃油传感器信号处理电路；所述表头模块连接处理单元的脉冲输出端，包括里程表头、转速表头、燃油表头、水温表头以及驱动上述表头的4个步进电机；所述液晶模块包括点阵液晶和段码LCD液晶。

所述处理单元采用MC9S12HY64芯片，该芯片具有CAN处理器、PWM/分频输出、10位A/D、LCD控制器等多种外围功能的16位汽车级单片机。

所述CAN 总线模块连接处理单元的数据收发端，该模块包括CAN接口芯片、共模电感瞬变抑制器、终端电阻以及滤波电路；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，终端电阻包括两个相互串联的电阻，连接在共模电感瞬变抑制器和滤波电路之间，其主要作用为消除在通信电缆中的信号反射，提供CAN终端确定电平。

报警模块连接处理单元主要分为2部分，一部分是汽车上各部件的LED灯报警，另外一部分是蜂鸣器声音报警，这两部分共同组成了汽车的声光报警部分，增加驾驶人员对汽车状态的了解，提高汽车的安全性。其中LED灯报警指示部分分为直接控制和处理单元判断控制两种电路，蜂鸣器通过处理单元的PWM控制。

仪表背光模块连接处理单元为仪表提供背光，由汽车的小灯开关控制，在灯光黑暗的环境下行驶，打开仪表背光可以很清楚地知道汽车发动机转速，车速等车辆行驶信息，仪表背光模块采用处理单元PWM驱动控制实现。

液晶模块连接在处理单元的液晶驱动端上，显示燃油和水温的数据。

接口模块为连接汽车仪表和汽车电器的纽带，主要用于传输汽车仪表所要表达的各种信号。

处理单元的外部供电端连接电源模块。

存储器模块采用ATMEL公司的8K的E2PROM芯片。存储仪表需要保存的数据比如里程小计和累计等等。

所述传感器模块的空调温度信号处理电路分为三个处理部分，第一部分是信号的低通滤波电路，滤除信号中的高频信号；第二部分为电平转换电路；第三部分为后级低通滤波电路。所述燃油传感器信号处理电路分为二个部分，第一部分是信号的上拉电阻；第二部分是信号滤波电路。

采用上述方案后，可以最大化简化汽车线束、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处理单元的引脚图；

图3是本实用新型较佳实施例的CAN总线模块电路图；

图4是本实用新型较佳实施例的传感器模块电路图；

图5是本实用新型较佳实施例的报警模块电路图；

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存储模块电路图；

图12是本实用新型较佳实施例的调试端口电路图；

图13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单元1，以及与处理单元各端口相连的CAN总线模块2、传感器模块3、报警模块4、仪表背光模块5、表头模块6、液晶模块7、接口模块8、电源模块9和存储模块10。

在本实施例中，处理单元1采用freescale公司的MC9S12HY64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。MC9S12HY64采用6芯BDM接口来进行程序下载，其丰富的外围IO资源可以省去输入输出的IO口扩展，集成度更高，其外围连接电路如图2所示，MC9S12HY64芯片中的管脚RXCAN和管脚TXCAN连接CAN BUS模块，MC9S12HY64芯片中的管脚55脚至67脚，98脚连接LED报警指示灯和蜂鸣器报警部分。仪表背光模块由小灯开关电源直接控制的方式，液晶模块7的数据线通过电平转换芯片连接在MCU的37脚至44脚，液晶模块7的控制线通过电平转换后连接在MCU的45脚，46脚以及51至54脚。处理单元1的外部供电端连接电源模块9。存储器模块10的通讯线分别连接处理单元1的83脚和84脚。

如图3所示，CAN 总线模块2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。

CAN接口芯片21采用的型号为TJA1050T，其输入端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的输入端上还依次连接有终端电阻23和滤波电路24，对电路进行整流。

传感器模块3如图4所示，主要对汽车仪表所需的传感器信号进行采集处理，包括空调温度信号电路31和燃油传感器信号处理电路32，其他各种传感器通过汽车其他模块转换为CAN信号发送给仪表。

空调温度信号处理电路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2R22，2R23，2C1，2D1和2C8组成；第二部分为电平转换电路，由器件2R28,2R29以及2Q1组成，空调温度信号传感器处理来的高电平为8~12V的脉冲转换成处理单元1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2R30和2C5组成。里程和转速脉冲信号数据此表来自CAN总线，由处理单元1通过对CAN总线过来的数据进行解析直接显示。燃油传感器信号处理32分为二个部分，第一部分是信号的上拉电阻，由器件R6，Q3， R8，Q1和2R25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R6，Q3， R8和Q1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2R24，2C11和2C10组成组要是对传感器过来的信号起到滤波的作用，同时2R24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，也不会破坏处理单元1，如果没有2R24或者2R24过小，则很可能损坏处理单元1的采集管脚。水温信号也来自CAN总线。其中，燃油传感器32连接在MC9S12HY64芯片上的模拟量输入管脚。

本实施例中的报警模块4如图5所示，主要有两种结构，一种是图5所示的指示灯电路41~43，一种是蜂鸣器电路44。其中指示灯电路42中是汽车上引出的硬线直接控制，比如左转向，右转向，后雾灯等，报警指示电路43由控制单元1中的处理单元1直接控制。报警指示电路41由处理单元1采集信号，通过43处理单元1控制相应的指示灯。蜂鸣器电路44由处理单元1的第98脚直接控制。

仪表背光模块5如图6所示，仪表背光采用直接控制的方式。

表头模块6图如7所示，有四个步进电机驱动的表头，分别为里程表头、转速表头，燃油表头和水温表头，由处理单元1的步进电机驱动管脚直接驱动控制。

液晶模块7如8所示，包括两部分，一部分为160*160的点阵液晶，这是一款3.3V系的液晶，由于处理单元1是5V电源，所以处理单元1与液晶之间需要进行电平转换，71~74组成点阵液晶电路，其中71为5V到3.3V电源转换，72和73为处理单元1与点阵液晶之间的数据和控制线的电平转换电路。另外一部分是段码LCD液晶75，由处理单元1内部的LCD控制器直接控制。

接口模块8如图9所示，提供汽车仪表所需的各种信号。

电源模块9如图10所示，该电源采用常供电的方式，该模块包括稳压处理单元91、外部供电单元92、失电检测单元93和其他采样电路电源94。稳压处理单元91采用4275开关电源将蓄电池电源进行稳压处理，得到5V统供电电源。另外，外部供电单元92包括钥匙火和蓄电瓶正极两部分，失电检测单元93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。采样电路电源94在汽车熄火后停止对采样电路供电，节省功耗，另外避免仪表系统在汽车熄火后对外供电而产生错误的信息。

存储模块10如图11所示，使用的存储芯片是ATMEL公司的8K的E2PROM芯片。存储仪表需要保存的数据比如里程小计和累计等等。

另外，本实施例中还配调试端口（如图12）和操作按键（如图13），操作按键连接在MC9S12HY64芯片上，共2个，一个对汽车里程进行小计清零，另外一个实现油耗界面切换功能。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，也可以对经过处理单元1处理后的信号进行报警。

上述实施例和图式并非限定本实用新型的产品形态和式样，任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本实用新型的专利范畴。

Claims

1.基于CAN总线的商务车用仪表，其特征在于：包括处理单元，以及与处理单元各端口相连的CAN总线模块、传感器模块、报警模块、仪表背光模块、表头模块、液晶模块、接口模块、电源模块和存储器模块；其中，所述传感器模块连接处理单元模拟量输入端，包括空调温度信号处理电路和燃油传感器信号处理电路；所述表头模块连接处理单元的脉冲输出端，包括里程表头、转速表头、燃油表头、水温表头以及驱动上述表头的4个步进电机；所述液晶模块包括点阵液晶和段码LCD液晶。

2.如权利要求1 所述的基于CAN总线的商务车用仪表，其特征在于：所述处理单元采用MC9S12HY64芯片。

3.如权利要求1 所述的基于CAN总线的商务车用仪表，其特征在于：所述CAN 总线模块连接处理单元的数据收发端，该模块包括CAN接口芯片、共模电感瞬变抑制器、终端电阻以及滤波电路；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，终端电阻包括两个相互串联的电阻，连接在共模电感瞬变抑制器和滤波电路之间。

4.如权利要求1 所述的基于CAN总线的商务车用仪表，其特征在于：报警模块包括LED灯报警和蜂鸣器声音报警，其中LED灯报警指示部分分为直接控制和处理单元判断控制两种，蜂鸣器通过处理单元处理单元的PWM控制。

5.如权利要求1 所述的基于CAN总线的商务车用仪表，其特征在于：仪表背光模块采用理单元PWM驱动控制实现。

6.如权利要求1 所述的基于CAN总线的商务车用仪表，其特征在于：液晶模块连接在处理单元的液晶驱动端上。

7.如权利要求1 所述的基于CAN总线的商务车用仪表，其特征在于：处理单元的外部供电端连接电源模块。

8.如权利要求1 所述的基于CAN总线的商务车用仪表，其特征在于：存储器模块采用ATMEL公司的8K的E2PROM芯片。

9.如权利要求1 所述的基于CAN总线的商务车用仪表，其特征在于所述传感器模块的空调温度信号处理电路分为三个处理部分，第一部分是信号的低通滤波电路；第二部分为电平转换电路；第三部分为后级低通滤波电路；所述燃油传感器信号处理电路分为二个部分，第一部分是信号的上拉电阻；第二部分是信号滤波电路。