CN211223705U - 一种基于can通信的电动自行车仪表 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于CAN通信的电动自行车仪表，其包括CAN通信模块，该CAN通信模块包括单片机控制器、CAN收发器、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一电容、第二电容和第三电容，其中，单片机控制器的TXD端和CAN收发器的TXD端通过第一电阻电连接，单片机控制器的RXD端和CAN收发器的RXD端通过第二电阻电连接，CAN收发器的CANH端与CANL端通过第三电阻电连接；第一电容的一端与CAN收发器的VCC端电连接，第一电容的另一端接电源负极；第二电容的一端与CAN收发器的CANH端电连接，第二电容的另一端接电源负极；第三电容的一端与CAN收发器的CANL端电连接，第三电容的另一端接电源负极，从而实现仪表与电动自行车系统采用CAN总线通讯方式，各设备间按统一的通讯协议传输信号数据。
Description
技术领域
本实用新型属于电动车仪表领域，具体涉及一种基于CAN通信的电动自行车仪表。
背景技术
随着能源日益紧张、环保要求和生活水平的不断提高，电动车特别是电动自行车作为一种新型绿色的环保交通工具及健身器材，市场容量巨大，发展势头强劲。
电动车仪表作为电动车不可缺少的核心配件之一，在电动车行业广泛应用。电动车仪表一般包括电源部分、控制部分和显示部分。其中，电源部分的作用是将电池电压转换成仪表所需电压，一般采用开关电源及线性电源组合使用。控制部分采用单片机检测来自整车其他系统，包括电机、锂电池、传感器、控制器、手刹把等，通过软件处理和运算，得出电量、速度、里程、档位、时间、温度等信息，然后驱动显示部分，并可通过软件实现不同的功能。显示部分采用LED发光二极管或液晶段码显示屏将信息显示在仪表上，目前国内用的比较多的是LED发光二极管及液晶段码显示方式。
现有的电动车仪表一般采用多线或是串口UART方式与控制器、锂电池等设备进行通讯，导致仪表引出线过多，且通讯时易受外界干扰，造成仪表显示异常。此外市面上的仪表多采用仪表控制整个系统的供电回路，对安全性要求非常苛刻的客户就需要考虑提高整个系统各个设备的主要IC的容错能力，相应的提高了整套系统的生产成本。
实用新型内容
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本实用新型提供了一种基于CAN通信的电动自行车仪表，其通过单片机控制器可接收控制单元中微处理器发出的数据，处理数据并传给CAN收发器；CAN收发器将数据传到总线或从总线接收数据给控制器，可实现CAN总线的协议底层和数据链路层，生成完整CAN帧，CAN收发器实现二进制码流与差分信号之间的转换，从而实现仪表与电动自行车系统采用CAN总线通讯方式，各设备间按统一的通讯协议传输信号数据。
为实现上述目的，按照本实用新型的一个方面，提供了一种基于CAN通信的电动自行车仪表，该仪表包括CAN通信模块，
CAN通信模块包括单片机控制器、CAN收发器、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一电容、第二电容和第三电容，其中，单片机控制器的TXD端和CAN收发器的TXD端通过第一电阻电连接，单片机控制器的RXD端和CAN收发器的RXD端通过第二电阻电连接，CAN收发器的CANH端与CANL端通过第三电阻电连接；第一电容的一端与CAN收发器的VCC端电连接，第一电容的另一端接电源负极；第二电容的一端与CAN收发器的CANH端电连接，第二电容的另一端接电源负极；第三电容的一端与CAN收发器的CANL端电连接，第三电容的另一端接电源负极。
作为本实用新型的进一步改进，单片机控制器选用PIC系列带有CAN控制器的16位单片机。
作为本实用新型的进一步改进，仪表还包括按键模块，所述按键模块包括第一二极管、第二二极管、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第一按键、第二按键、第一磁珠、第四电容和第五电容；第一二极管的正极与第一电阻的一端电连接；第四电容的一端与第一二极管的正极相连，还与单片机控制器的I/O口电连接；第五电阻、第六电阻和第七电阻并联后一端通过第一磁珠连入与单片机控制器相连的DS端，另一端与第一按键串联后到电源负极；第二二极管的正极与第八电阻的一端相连；第五电容的一端与第二二极管的正极相连，还与单片机控制器的I/O口电连接，第九电阻、第十电阻和第九电阻并联后一端通过第一磁珠连入与单片机控制器相连的DS端，另一端与第二按键串联后到电源负极。
作为本实用新型的进一步改进，仪表还包括显示模块，显示模块包括速度显示单元、电量显示单元、背光指示显示单元、充电显示单元、蓝牙接入指示单元和档位显示单元。
作为本实用新型的进一步改进，显示模块采用黑白点阵液晶屏显示，并在底部设计背光板。
作为本实用新型的进一步改进，显示模块与单片机控制器采用SPI进行通讯。
作为本实用新型的进一步改进，仪表还包括电源模块，电源模块采用开关电源设计。
作为本实用新型的进一步改进，仪表通过CAN总线与电动自行车的锂电池、力矩传感器、控制器、BESST网络工具、变速器和电子锁中的一个或多个电连接。
总体而言，通过本实用新型所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：
本实用新型的一种基于CAN通信的电动自行车仪表，其通过第一电阻与第二电阻分别在两条线路上起到限流的作用；单片机控制器可接收控制单元中微处理器发出的数据，处理数据并传给CAN收发器；CAN收发器将数据传到总线或从总线接收数据给控制器，可实现CAN总线的协议底层和数据链路层，生成完整CAN帧，CAN收发器实现二进制码流与差分信号之间的转换，从而实现仪表与电动自行车系统采用CAN总线通讯方式，各设备间按统一的通讯协议传输信号数据。
本实用新型的一种基于CAN通信的电动自行车仪表，其单片机通过通讯得到电机速度、行驶距离、电池电压、电量、工作电流以及各种故障信号，并经过软件运算后，驱动显示部分，在软件里集成不同轮径、电池类型、背光亮度的程序板块，开机后可通过按键设置，具有很强的通用性。
本实用新型的一种基于CAN通信的电动自行车仪表，其显示模块与单片机之间采用SPI通讯的方式，并在整车出现故障的情况下显示故障代码，并自动断电保护，大大的提高了整车的安全性和可操作性，而且也解决了待机状态下仪表电源部分长期工作的问题，降低了仪表器件损坏的概率。
附图说明
图1是本实用新型实施例的CAN通信模块的结构示意图；
图2是本实用新型实施例的按键模块的结构示意图；
图3是本实用新型实施例的显示模块的结构示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。下面结合具体实施方式对本实用新型进一步详细说明。
图1是本实用新型实施例的CAN通信模块的结构示意图。如图1所示，一种基于CAN通信的电动自行车仪表，其包括CAN通信模块，CAN通信模块包括单片机控制器(U1)、CAN收发器(U5)、第一电阻(R36)、第二电阻(R37)、第三电阻(R38)、第一电容(C20C)、第二电容(C34)和第三电容(C35)，其中，单片机控制器(U1)的TXD端和CAN收发器(U5)的TXD端通过第一电阻(R36)电连接，单片机控制器(U1)的RXD端和CAN收发器(U5)的RXD端通过第二电阻(R37)电连接，CAN收发器(U5)的CANH端与CANL端通过第三电阻(R38)电连接；第一电容(C20C)的一端与CAN收发器(U5)的VCC端电连接，第一电容(C20C)的另一端接电源负极；第二电容(C34)的一端与CAN收发器(U5)的CANH端电连接，第二电容(C34)的另一端接电源负极；第三电容(C35)的一端与CAN收发器(U5)的CANL端电连接，第三电容(C35)的另一端接电源负极。
其中，第一电阻(R36)与第二电阻(R37)分别在两条线路上起到限流的作用；单片机控制器(U1)可接收控制单元中微处理器发出的数据，处理数据并传给CAN收发器(U5)；CAN收发器(U5)将数据传到总线或从总线接收数据给控制器，收发器也可以称为驱动器。单片机控制器(U1)可实现CAN总线的协议底层和数据链路层，生成完整CAN帧，并以二进制码流发送到CAN收发器，所使用的所有操作都是在单片机控制器(U1)中实现的，如：帧ID、帧数据、帧格式、帧类型等参数成帧处理、CRC校验、应答检测、硬件过滤等。而CAN收发器(U5)是CAN总线物理层，工作是将二进制码流与差分信号之间的转换。单片机控制器(U1)选用PIC系列带有CAN控制器的16位单片机，仪表与控制器、锂电池、力矩传感器、BESST网络工具、变速器及电子锁等设备之间采用CAN总线通讯方式，各设备间按统一的通讯协议传输信号数据，单片机通过通讯得到电机速度、行驶距离、电池电压、电量、工作电流以及各种故障信号，并经过软件运算后，驱动显示部分。同时，在软件里集成不同轮径、电池类型、背光亮度的程序板块，开机后可通过按键设置，具有很强的通用性。
图2是本实用新型实施例的按键模块的结构示意图。如图2所示，作为一个优选的实施例，该仪表还包括按键模块，其中，按键模块包括第一二极管(D1)、第二二极管(D4)、第四电阻(R1)、第五电阻(R2)、第六电阻(R2A)、第七电阻(R2B)、第八电阻(R4)、第九电阻(R3)、第十电阻(R3A)、第十一电阻(R3B)、第一按键(K1)、第二按键(K3)、第一磁珠(L2)、第四电容(C7)和第五电容(C8)；其中，第一二极管(D1)的正极与第一电阻(R1)的一端电连接；第四电容(C7)的一端与第一二极管(D1)的正极相连，还与单片机控制器(U1)的I/O口19脚电连接；第五电阻(R2)、第六电阻(R2A)和第七电阻(R2B)并联后一端通过第一磁珠(L2)连入与单片机控制器(U1)相连的DS端，另一端与第一按键(K1)串联后到电源负极；第二二极管(D4)的正极与第八电阻(R4)的一端相连；第五电容(C8)的一端与第二二极管(D4)的正极相连，还与单片机控制器(U1)的I/O口26脚电连接，第九电阻(R3)、第十电阻(R3A)和第九电阻(R3B)并联后一端通过第一磁珠(L2)连入与单片机控制器(U1)相连的DS端，另一端与第二按键(K3)串联后到电源负极。
其中当第一按键或第二案件闭合时，仪表通过I/O口检测电平高、低变化(上升沿)来判断按键是否动作；单片机控制器(U1)通过模数转换电路检测3个并联电阻阻值的变化来判断按键是否动作，采用3个阻值相同的电阻并联是为了防止电阻异常时，引起系统误动作而采取的安全措施，二极管D1、D4的作用是防止高于VCC端的DS端电压反灌入单片机，造成单片机的损坏。通过二极管、多个电阻相并联及电容元件分别与单片机控制器(U1)、CAN收发器(U5)连接，当按键触动时，单片机控制器(U1)通过模拟量采集与仪表能同步收到按键信息。
作为一个优选的方案，电源模块采用开关电源设计，带负载能力强，输出精度高，具有较高的稳定性和可靠性，在待机状态下为零功耗。
图3是本实用新型实施例的显示模块的结构示意图。作为一个优选的方案，如图3所示，该仪表还包括显示模块，包括速度显示单元、电量(图中电池符号)显示单元、背光指示显示单元(图中灯泡符号)、充电显示单元、蓝牙接入指示单元、档位显示单元；通过按键控制在单次里程(TPIP)显示单元区，可循环显示总里程、平均速度、最大速度、功率、能量消耗、剩余里程、骑行时间等参数；出现故障时，在数值显示区会显示故障代码。LCD液晶屏下方设计有背光板，用于夜间行车。显示模块采用黑白点阵液晶屏显示，并在底部设计背光板，便于夜间照亮屏幕。作为进一步的优选，显示模块与单片机之间采用SPI通讯的方式，并在整车出现故障的情况下显示故障代码，并自动断电保护，大大的提高了整车的安全性和可操作性，而且也解决了待机状态下仪表电源部分长期工作的问题，降低了仪表器件损坏的概率。其具有瞬时速度、最大速度、单里程、总里程、功率、能量消耗、剩余里程、骑行时间、电量、档位、背光指示等显示功能，并能进行轮径、电池类型、背光亮度等的设置，可通过采用按键轻触开关进行开关机、换挡、设置、开关背光灯等操作。
作为一个优选的方案，该仪表通过CAN总线与电动自行车的锂电池、力矩传感器、控制器、BESST网络工具、变速器和电子锁中的一个或多个电连接。针对客户对安全性的特殊要求，在控制器采用纠错功能的单片机的条件下，从安全性考虑将仪表一些涉及到安全的功能转移到控制器来实施，当仪表在触动按键时，控制器通过物理方式能同步收到按键动作信息。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种基于CAN通信的电动自行车仪表，所述仪表包括CAN通信模块，其特征在于，
所述CAN通信模块包括单片机控制器、CAN收发器、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一电容、第二电容和第三电容，其中，单片机控制器的TXD端和CAN收发器的TXD端通过第一电阻电连接，单片机控制器的RXD端和CAN收发器的RXD端通过第二电阻电连接，CAN收发器的CANH端与CANL端通过第三电阻电连接；第一电容的一端与CAN收发器的VCC端电连接，第一电容的另一端接电源负极；第二电容的一端与CAN收发器的CANH端电连接，第二电容的另一端接电源负极；第三电容的一端与CAN收发器的CANL端电连接，第三电容的另一端接电源负极。
2.根据权利要求1所述的一种基于CAN通信的电动自行车仪表，其特征在于，单片机控制器选用PIC系列带有CAN控制器的16位单片机。
3.根据权利要求1所述的一种基于CAN通信的电动自行车仪表，其特征在于，所述仪表还包括按键模块，所述按键模块包括第一二极管、第二二极管、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第一按键、第二按键、第一磁珠、第四电容和第五电容；第一二极管的正极与第一电阻的一端电连接；第四电容的一端与第一二极管的正极相连，还与单片机控制器的I/O口电连接；第五电阻、第六电阻和第七电阻并联后一端通过第一磁珠连入与单片机控制器相连的DS端，另一端与第一按键串联后到电源负极；第二二极管的正极与第八电阻的一端相连；第五电容的一端与第二二极管的正极相连，还与单片机控制器的I/O口电连接，第九电阻、第十电阻和第九电阻并联后一端通过第一磁珠连入与单片机控制器相连的DS端，另一端与第二按键串联后到电源负极。
4.根据权利要求1所述的一种基于CAN通信的电动自行车仪表，其特征在于，所述仪表还包括显示模块，所述显示模块包括速度显示单元、电量显示单元、背光指示显示单元、充电显示单元、蓝牙接入指示单元和档位显示单元。
5.根据权利要求4所述的一种基于CAN通信的电动自行车仪表，其特征在于，所述显示模块采用黑白点阵液晶屏显示，并在底部设计背光板。
6.根据权利要求4所述的一种基于CAN通信的电动自行车仪表，其特征在于，所述显示模块与单片机控制器采用SPI进行通讯。
7.根据权利要求1所述的一种基于CAN通信的电动自行车仪表，其特征在于，所述仪表还包括电源模块，所述电源模块采用开关电源设计。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的一种基于CAN通信的电动自行车仪表，其特征在于，所述仪表通过CAN总线与电动自行车的锂电池、力矩传感器、控制器、BESST网络工具、变速器和电子锁中的一个或多个电连接。
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| CN201922284099.3U CN211223705U (zh) | 2019-12-18 | 2019-12-18 | 一种基于can通信的电动自行车仪表 |
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| CN (1) | CN211223705U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113184092A (zh) * | 2021-04-30 | 2021-07-30 | 雅迪科技集团有限公司 | 一种电动车智能液晶仪表及电动车 |
-
2019
- 2019-12-18 CN CN201922284099.3U patent/CN211223705U/zh active Active
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| CN113184092A (zh) * | 2021-04-30 | 2021-07-30 | 雅迪科技集团有限公司 | 一种电动车智能液晶仪表及电动车 |
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