CN204149872U - 一种fsae电动赛车仪表总成 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种FSAE电动赛车仪表总成，包括显示模块、电源模块和控制系统，所述的电源模块的输出端分别与显示模块、控制系统连接，所述的控制系统的输出端与显示模块连接，所述的控制系统包括单片机、FLASH芯片、蓝牙和收发器，所述的单片机的输入端分别与FLASH芯片、蓝牙和收发器连接，该单片机的输出端分别与FLASH芯片、蓝牙和收发器连接。本实用新型克服了现有技术中的储存芯片储存数据量小、稳定性不好，电源不能确保本系统稳定可靠，主控系统芯片性价比不高等问题，提高了FSAE电动赛车仪表中储存芯片的数据存储量和稳定性。

Description

一种FSAE电动赛车仪表总成

技术领域

本实用新型涉及一种车用仪表，特别是一种FSAE电动赛车仪表总成。 

背景技术

根据FSAE（即Formula SAE）中国大学生纯电动方程式汽车大赛规则对电气系统的要求，设计出能够可靠工作且既能保证赛车手操作方便又可保证可靠停车的电气系统。2014年LS Racing E-team 纯电动赛车电气系统主要包括控制系统、CAN（即Controller Area Network，控制器局域网络）总线通信系统和驱动系统。控制系统采用24V电源，一方面为常规低压电器供电，另一方面为整车控制器和电池管理系统（BMS）以及电机控制器、DC/AC 等高压电气设备的控制回路供电；CAN总线通信系统用来实现整车控制器、BMS和电机控制器之间的通信；驱动系统主要由动力电池、永磁同步电机及其控制器、以及充电机等大功率等高压电气设备组成，这是纯电动赛车电气系统是区别于传统赛车低压线束的部分，同时也是纯电动赛车安全性的研究重点。

FSAE赛车仪表电子系统的相对乘用车有着很大的区别，乘用车主要考虑驾驶员的舒适性和驾驶体验，在空间布置上要求不是太高。但是，对于FSAE电动赛车来说，赛车动力性和操纵稳定性是摆在首位的。同时，为了合理的利用赛车的驾驶空间，保证整车的结构紧凑型，电动赛车的仪表系统只需要显示一些特定的信息，而更注重微控制系统对赛车的智能控制。车速对于赛车来说是一个十分重要的信息数据，赛车手会根据车速的大小来对赛车采取合理的操控；为了确保赛车的有效工作，仪表总成需要对电池、电机及其控制器的温度进行实时监控。在省去乘用车不必要的数据显示的同时，2014年根据对电动赛车的设计要求仪表总成加入了更具有参考意义的数据反馈和相应的控制策略。 

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是：根据电动赛车的设计要求，提供一种数据存储量大，稳定性好的FSAE电动赛车仪表总成。

  解决上述技术问题的技术方案是：一种FSAE电动赛车仪表总成，包括显示模块、电源模块和控制系统，所述的电源模块的输出端分别与显示模块、控制系统连接，所述的控制系统的输出端与显示模块连接，所述的控制系统包括单片机、FLASH芯片、蓝牙和收发器，所述的单片机的输入端分别与FLASH芯片、蓝牙和收发器连接，该单片机的输出端分别与FLASH芯片、蓝牙和收发器连接。

本实用新型的进一步技术方案是：所述的收发器包括RS232收发器和CAN收发器，所述的RS232收发器与显示模块连接，所述的CAN收发器与FSAE电动赛车上的动力系统和驱动系统相连。

所述的电源模块包括电压为12V的仪表电源、12V转5V电源模块和5V转3.3V电源模块，所述的仪表电源的输出端与12V转5V电源模块连接，所述的12V转5V电源模块的输出端分别与5V转3.3V电源模块、显示模块、RS232收发器和CAN收发器连接，所述的5V转3.3V电源模块的输出端分别与单片机、FLASH芯片和蓝牙连接。

所述的FSAE电动赛车仪表总成还包括仪表控制电路板和与仪表控制电路板相匹配的DB25针插头，所述的电源模块和控制系统均安装在仪表控制电路板上，所述的DB25针插头插装在仪表控制电路板上，所述的RS232收发器的输出端与DB25针插头连接，所述的CAN收发器的输入输出端分别与DB25针插头连接，所述的DB25针插头上的显示屏电源线、RS232通信线与显示模块连接，所述的DB25针插头上的CAN通信线与FSAE电动赛车上的动力系统和驱动系统相连。

所述的单片机为型号为C8051F040的单片机芯片，所述的FLASH芯片为型号为SST25VF032B的FLASH芯片，所述的蓝牙为型号为HM10的蓝牙4.0BLE模块，所述的显示模块为型号为IMP043的TFT智能液晶显示模块。

所述的RS232收发器为型号为Max3232的RS232收发器，CAN收发器为型号为ISO1050的CAN收发器。

所述的12V转5V电源模块为型号为YND5-12SO5的12V转5V电源模块，所述的5V转3.3V电源模块为型号为LM7803的SV转3.3v电源模块。 

由于采用上述技术方案，本实用新型之一种FSAE电动赛车仪表总成具有以下有益效果：

1.本实用新型选用了储存数据量大、稳定性好的FLASH芯片为储存芯片，特别是型号为SST25VF032B的FLASH芯片，因为该芯片是32Mb串行闪存采用四线、兼容SPI的接口，从而实现占用较少电路板空间的低引脚数封装，并最终降低总系统成本。FLASH芯片SST25VF032B器件是增强型器件，提高了工作频率并降低了功耗。SST25VF032B SPI串行闪存采用SST专有的高性能CMOS SuperFlash?技术制造。与其他方法相比，分离栅极单元设计（split-gate cell design）和厚氧化层隧穿注入器（thick-oxide tunneling injector）可实现更高的可靠性和可制造性。

2.本实用新型采用C8051F系列单片机C8051F040芯片作为主控制芯片，因为采用51系列单片机作为控制器。51系列单片机使用简单，软件编程灵活。C8051F系列单片机具有功能强大的位操作指令，I/O口允许按位寻址，现今运用广泛，性价比高等优点；

3.本实用新型采用变压器将赛车蓄电池24V电压进行变压，经变压后得到5V向仪表系统供电，这样可以让系统保持5V稳定电压；本实用新型还采用了LM1117-3.3V降压芯片把5V电压降为3.3V供给显示器与主控芯片使用。

4.本实用新型选择IMP043系列的TFT智能显示屏，因为结合仪表设计要显示的信息量，及布置上的要求：IMP系列TFT智能显示屏灵活用户访问接口和内建强大的图片、文本、图形处理加速引擎，无疑让使用者可以顺利解决软硬件开发上的疑虑，同时达成低成本、高效能的系统方案。内建记忆存储器，容量支持128MByte～2GByte,可以通过U 盘模式或用户接口直接访问；

5. 本实用新型增加了储存芯片用来保存赛车的行驶里程，把每次行驶的里程叠加并记录下来这样发动机的维修保养得到了有力的保障。本实用新型克服了现有技术中的储存芯片储存数据量小、稳定性不好，电源不能确保本系统稳定可靠，主控系统芯片性价比不高等问题，提高了FSAE电动赛车仪表中储存芯片的数据存储量和稳定性。

下面，结合说明书附图和具体实施例对本实用新型之一种FSAE电动赛车仪表总成的技术特征作进一步的说明。

附图说明

图1：本实用新型之一种FSAE电动赛车仪表总成的示意图。

图2：为仪表主控电源关系框图。

图3：为仪表主控信号关系框图。

图4：本实用新型中的电源电路图。

图5：本实用新型中的蓝牙模块电路图。

图6：本实用新型中的单片机最小系统电路图。

图7：本实用新型中的RS232模块电路图。

图8：本实用新型中的DB25针插头电路图。

图9：本实用新型中的CAN总线模块电路图。

图10：本实用新型中的存储模块电路图。

在上述附图中，各标号说明如下：

1-显示模块，21-12V转5V电源模块，22-5V转3.3V电源模块，31-单片机，32-FLASH芯片，33-蓝牙，341-RS232收发器，342-CAN收发器，4-仪表控制电路板，5-DB25针插头，6-RS232通信线，7-显示屏电源线，8-CAN通信线，9-仪表电源线。 

具体实施方式

一种FSAE电动赛车仪表总成，包括显示模块1、电源模块、控制系统、仪表控制电路板4和与仪表控制电路板相匹配的DB25针插头5，所述的控制系统包括单片机31、FLASH芯片32、蓝牙33和收发器。所述的单片机31为型号为C8051F040的单片机芯片，所述的FLASH芯片32为型号为SST25VF032B的FLASH芯片，所述的蓝牙33为型号为HM10的蓝牙4.0BLE模块，所述的收发器包括RS232收发器341和CAN收发器342，所述的RS232收发器341为型号为Max3232的RS232收发器，所述的CAN收发器342为型号为ISO1050的CAN收发器。所述的显示模块1为型号为IMP043的4.3寸TFT智能液晶显示模块。所述的12V转5V电源模块21为型号为YND5-12SO5的12V转5V电源模块21，所述的5V转3.3V电源模块22为型号为LM7803的SV转3.3v电源模块。

所述的电源模块和控制系统均安装在仪表控制电路板4上，即所述的电压为12V的仪表电源、12V转5V电源模块21、5V转3.3V电源模块22、控制系统包括单片机31、FLASH芯片32、蓝牙33、RS232收发器341和CAN收发器342均安装在仪表控制电路板4上，所述的电压为12V的仪表电源的输出端与12V转5V电源模块21连接，所述的12V转5V电源模块21的输出端分别与5V转3.3V电源模块22、显示模块1、RS232收发器341和CAN收发器342连接，所述的5V转3.3V电源模块22的输出端分别与单片机31、FLASH芯片32和蓝牙33连接。所述的单片机31的输入端分别与FLASH芯片32、蓝牙33、RS232收发器341和CAN收发器342连接，该单片机31的输出端分别与FLASH芯片32、蓝牙33、RS232收发器341和CAN收发器342连接，所述的RS232收发器341与显示模块1连接，所述的CAN收发器342与FSAE电动赛车上的动力系统和驱动系统相连。

使用时，将所述的DB25针插头5插装在仪表控制电路板4上，将DB25针插头5上的仪表电源线9与FSAE电动赛车上的车载电源相连，将DB25针插头5上的RS232通信线6和显示屏电源线7安装在4.3寸TFT智能液晶显示模块IMP043上，将DB25针插头5上的CAN通信线85与FSAE电动赛车上的的动力系统和驱动系统相连。使得仪表控制电路板4上的RS232收发器341通过DB25针插头5上的RS232通信线6和显示屏电源线7与4.3寸TFT智能液晶显示模块IMP043连接使得仪表控制电路板4上的CAN收发器342通过DB25针插头5上的CAN通信线8与FSAE电动赛车上的动力系统和驱动系统相连。

Claims (7)

1.一种FSAE电动赛车仪表总成，其特征在于：包括显示模块（1）、电源模块和控制系统，所述的电源模块的输出端分别与显示模块（1）、控制系统连接，所述的控制系统的输出端与显示模块（1）连接，所述的控制系统包括单片机（31）、FLASH芯片（32）、蓝牙（33）和收发器，所述的单片机（31）的输入端分别与FLASH芯片（32）、蓝牙（33）和收发器连接，该单片机（31）的输出端分别与FLASH芯片（32）、蓝牙（33）和收发器连接。

2.根据权利要求1所述的一种FSAE电动赛车仪表总成，其特征在于：所述的收发器包括RS232收发器（341）和CAN收发器（342），所述的RS232收发器（341）与显示模块（1）连接，所述的CAN收发器（342）与FSAE电动赛车上的动力系统和驱动系统相连。

3.根据权利要求2所述的一种FSAE电动赛车仪表总成，其特征在于：所述的电源模块包括电压为12V的仪表电源、12V转5V电源模块（21）和5V转3.3V电源模块（22），所述的仪表电源的输出端与12V转5V电源模块（21）连接，所述的12V转5V电源模块（21）的输出端分别与5V转3.3V电源模块（22）、显示模块（1）、RS232收发器（341）和CAN收发器（342）连接，所述的5V转3.3V电源模块（22）的输出端分别与单片机（31）、FLASH芯片（32）和蓝牙（33）连接。

4.根据权利要求3所述的一种FSAE电动赛车仪表总成，其特征在于：所述的FSAE电动赛车仪表总成还包括仪表控制电路板（4）和与仪表控制电路板相匹配的DB25针插头（5），所述的电源模块和控制系统均安装在仪表控制电路板（4）上，所述的DB25针插头（5）插装在仪表控制电路板（4）上，所述的RS232收发器（341）的输出端与DB25针插头（5）连接，所述的CAN收发器（342）的输入输出端分别与DB25针插头（5）连接，所述的DB25针插头（5）上的显示屏电源线（7）、RS232通信线（6）与显示模块（1）连接，所述的DB25针插头（5）上的CAN通信线（8）与FSAE电动赛车上的动力系统和驱动系统相连。

5.根据权利要求1-4任一权利要求所述的一种FSAE电动赛车仪表总成，其特征在于：所述的单片机（31）为型号为C8051F040的单片机芯片，所述的FLASH芯片（32）为型号为SST25VF032B的FLASH芯片，所述的蓝牙（33）为型号为HM10的蓝牙4.0BLE模块，所述的显示模块（1）为型号为IMP043的TFT智能液晶显示模块。

6.根据权利要求2-4任一权利要求所述的一种FSAE电动赛车仪表总成，其特征在于：所述的RS232收发器（341）为型号为Max3232的RS232收发器，CAN收发器（342）为型号为ISO1050的CAN收发器。

7.根据权利要求3或4所述的一种FSAE电动赛车仪表总成，其特征在于：所述的12V转5V电源模块（21）为型号为YND5-12SO5的12V转5V电源模块，所述的5V转3.3V电源模块（22）为型号为LM7803的SV转3.3V电源模块。