CN2618803Y - 网络化车用仪表机芯电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及车用仪表机芯电路，具体地说是网络化车用仪表机芯电路。其特点是：在全数字化车用仪表机芯电路的单片机输出、输入端之间连接一个由CAN控制器和CAN驱动器组成的局域网接口电路。单片机通过CAN控制器收发局域网上传输的数据，CAN驱动器的功能是放大CAN控制器输入/输出信号，以便输入/输出信号有足够的强度在局域网上传输。本实用新型能够方便地连接到汽车局域网上，实现车用仪表机芯与汽车局域网间数字交换功能。
Description
技术领域
本实用新型涉及车用仪表领域，尤其是智能化、网络化车用仪表。
背景技术
车用仪表机芯是车用仪表的核心部件，车用仪表的功能和技术水准取决于其机芯技术，车用仪表机芯技术已经历了机械式、模拟电子式、全数字式三个发展阶段，也可以说经过三代发展过程。在车用仪表机芯的三代发展过程，研究内容始终围绕扩展车用仪表机芯的功能、增强可靠性、降低工艺难度和制造成本的主线展开。近期推出的全数字式车用仪表机芯代表当今车用仪表机芯的最高技术水准，其功能、可靠性、工艺难度和制造成本等方面指标都取得了令人比较满意的结果。随着汽车向网络化方向发展，即未来汽车本身就具备完善的局域网功能，汽车的局域网与国际互联网连接是信息技术发展的必然趋势。在这种技术背景下，汽车电器包括车用仪表首先需要网络化，即具备网络接口功能。为此，针对车载电器工作环境特点，Robert Bosch公司着手研究汽车局域网技术方案，并于1986年2月在SAE(汽车工业协会)上首次公布CAN(Controller AreaNetWork)CAN控制器局域网方案。然而Robert Bosch公司当时公布的CANCAN控制器局域网方案并不完善，随后许多公司纷纷推出自己的解决方案，这种局面将导致各家产品互不兼容的后果。于是VME杂志主管Holger Zeltwanger先生召集用户和开发商讨论成立一个促进CAN技术发展的中立性组织，以便将不同方案标准化。于是1992年5月CiA(CANin Automation)用户集团正式成立，1993年11月CAN被国际标准化组织批准为ISO11898标准，随后的1995年CiA发表了完整版CANopen通讯子协议。虽然CAN协议在全球市场还处于起点阶段，但多种渠道资料显示，美国和远东汽车生产厂商将会在他们所生产的汽车串行部件上使用CAN。
发明内容
为了迎接未来汽车电器网络化发展趋势，满足未来汽车网络化的需要，本实用新型的目的是提供一种能实现车用仪表与汽车局域网交换数据的网络化车用仪表机芯电路。
为了实现本实用新型的目的本实用新型的网络化车用仪表机芯电路，
1、包括由传感器组、单片机、驱动电路和指示装置组成的全数字化车用仪表机芯电路，其特征在于：在全数字化车用仪表机芯电路的单片机输出、输入端之间连接一个由CAN控制器和CAN驱动器组成的局域网接口电路。
2、所述单片机是微处理器，其型号为PIC16C73，所述CAN控制器为CAN控制器集成电路芯片，其型号为MCP2510，所述CAN驱动器为CAN驱动器集成电路芯片，其型号为PCA82C250。
3、所述CAN控制器(IC2)与单片机之(IC1)间是采用SPI串行通讯接口形式，实现CAN控制器与单片机之间的信号传输；
所述的CAN控制器(IC2)与单片机(IC1)之间或可以采用I2C串行通讯接口形式，实现CAN控制器与单片机之间的信号传输；
所述的CAN控制器(IC2)与单片机之(IC1)间或可以采用USART串行通讯接口形式，实现CAN控制器与单片机之间的信号传输；
所述的CAN控制器(IC2)与单片机之(IC1)间或可以采用并行接口形式，实现CAN控制器与单片机之间的信号传输。
4、所述单片机上的输出端(1)、(3)、(4)、(5)分别与CAN控制器上的输入端(6)、(8)、(9)、(10)连接；CAN控制器上的输出端(11)、(12)、(13)、(14)并联后接地；CAN控制器上的输入端(15)与CAN驱动器输出端(20)连接，CAN控制器上的输出端(16)与CAN驱动器输入端(21)连接；CAN控制器主时钟信号输入端(17)和(18)之间串联着由电容C1、电容C2和晶振OSC组成时钟电路；CAN控制器输入端(19)为电源输入引脚，连接到电源+5V上；
CAN驱动器输出端(22)为CAN驱动器的Vss引脚，连接到电源地；其输入端(23)为CAN驱动器电源输入引脚Vdd连接到电源+5V上；其输入端(24)和输出端(25)分别为信号引脚，分别连接到两根汽车局域通讯电缆上。
单片机通过CAN控制器收发局域网上传输的数据，CAN驱动器的功能是放大CAN控制器输入、输出信号，以便输入、输出信号有足够的强度在局域网上传输。
本实用新型的有益效果是：在不过多增加成本，即在成本可以接受的条件下，使全数字化车用仪表具备网络通讯、接入功能，使车用仪表网络化、智能化。
附图说明
图1为本实用新型网络化车用仪表机芯工作原理框图，
图2为通讯网络接口电路图。
具体实施方式
实施例：
参照图1，在现有的车用仪表机芯电路中，单片机接受来自“车速传感器”、发动机“转速传感器”、发动机冷却水的“水温传感器”、机油“压力传感器”、油箱“油量传感器”、和刹车系统的压力开关等“开关”信号后，将这些传感器和开关信号进行综合分析，获得汽车运行工作状况，然后通过驱动电路输出，驱动“车速表”表头指示行车速度、驱动“转速表”表头指示发动机转速、驱动“水温表”表头指示发动机冷却水温度、驱动“油量表”表头指示油箱内剩下的燃油量，驱动液晶LCD显示模块以数字显示形式显示“里程”、“油量”、“水温”、“压力”等，驱动发光二极管(LED)指示灯指示“远光灯”、“左转向灯”、等汽车操纵件工作状态。“总线控制器”接受单片机指令，收发单片机与“汽车局域网总线”间的数据，“总线驱动器”的功能是放大“总线控制器”与“汽车局域网总线”间传输的信号。
图2详细表达了车用仪表机芯电路和外围由CAN控制器和CAN驱动器组成的局域网接口电路及汽车局域网总线间电器连接关系。
图2中的IC1是单片机，其型号为PIC16C73；IC2是CAN控制器，其型号为MCP2510；IC3是CAN驱动器，其型号为PCA82C250。
单片机IC1发出的串行时钟信号SCK通过其输出端1输入到IC2的输入端6，CAN控制器输出数据SI通过IC2的输出端7加到IC1的输入端2，单片机IC1发出的串行数据SDO通过其输出端3输入到IC2的输入端8，单片机RB4引脚由IC1的输出端4连接到IC2的输入端9控制CAN控制器的片选信号，单片机RB5引脚由IC1的输出端5连接到IC2的输入端10控制CAN控制器的复位。上述的5条电器连接线，实现单片机PIC16C73对CAN控制器MCP2510的控制，并实现两者间数据串行通讯。
电容C1、电容C2和晶振OSC组成CAN控制器MCP2510的时钟电路，其电器连接关系是电容C1、电容C2串联，再与晶振OSC并联后，分别连接到IC2的主时钟信号输入端17和18，电容C1、电容C2串联中间点连接到电源地。
IC2的输出端11、12、13、14分别是CAN控制器的TX0RST、TX1RSI、TX2RST、Vss信号引脚，要求直接连接到电源地。IC2的输入端19是CAN控制器的电源输入引脚Vdd，要求连接到+5V上。
IC2的输入端15是CAN控制器接受来自CAN驱动器IC3输出端20的串行输出数据RXD；CAN控制器IC2的输出端16连接CAN驱动器IC3输入端21，传送串行输出时钟信号。
IC3的输出端22是CAN驱动器PCA82C250的Vss引脚，要求直接连接到电源地；IC3的输入端23是CAN驱动器的电源输入引脚Vdd，要求连接到+5V上。
IC3的输入、输出端24和25分别是CAN驱动器PCA82C250的CANH和CANL信号引脚，24和25分别连接到两根汽车局域网CAN通讯电缆A和B上，实现基于CAN协议的网络化车用仪表机芯与汽车局域网间数据通讯。
车用仪表总成一般是由几个不同功能的小表组成，轿车仪表总成通常由里程表、转速表、油量表、水温表四个小表组成；重型卡车仪表一般包括里程表、转速表、油量表、水温表、压力表、电压表、制动系统压力表七个小表；微型车仪表总成通常配置里程表、转速表、油量表、水温表、压力表、电压表六个小表中的若干个小表；轻型卡车仪表总成也是根据需要，从里程表、转速表、油量表、水温表、压力表、电压表六个小表中选择三至六个小表配置。因此，本实用新型所述的车用里程表机芯，包括车用转速表机芯，燃油油量表机芯，发动机冷却水水温表机芯，机油压力表机芯，电压表机芯，制动系统压力表机芯七种常见机芯。这七种常见机芯的网络接入方案可以有如下两种：
1)车用里程表机芯，车用转速表机芯，燃油油量表机芯，发动机冷却水水温表机芯，机油压力表机芯，电压表机芯，制动系统压力表机芯可以布置在一块线路板上，由一个单片机集中控制，以一个CAN接点的形式出现在汽车局域网上；
2)车用里程表机芯，车用转速表机芯，燃油油量表机芯，发动机冷却水水温表机芯，机油压力表机芯，电压表机芯，制动系统压力表机芯也可以分别布置在两个、或三个、或多个线路板上，使用两个、或三个、或多个单片机，以两个、或三个、或多个CAN接点的形式出现在汽车局域网上；
CAN控制器IC2与单片机之IC1间的接口形式有串行和并行两种基本形式，其中串行接口又分为I2C、USART、SPI三种串行接口方式。
根据仪表机芯电路功能的需要，单片机(IC1)可以改用数据信号处理器(DSP)，也可以是微处理器(MCU)，其功能都是由(IC1)控制CAN控制器(IC2)，实现车用仪表机芯电路与CAN控制器(IC2)间数据交换。
Claims (4)
1、网络化车用仪表机芯电路，包括由传感器组、单片机、驱动电路和指示装置组成的全数字化车用仪表机芯电路，其特征在于：在全数字化车用仪表机芯电路的单片机输出、输入端之间连接一个由CAN控制器和CAN驱动器组成的局域网接口电路。
2、根据权利要求1所述的网络化车用仪表机芯电路，其特征在于：所述单片机是微处理器，其型号为PIC16C73，所述CAN控制器为CAN控制器集成电路芯片，其型号为MCP2510，所述CAN驱动器为CAN驱动器集成电路芯片，其型号为PCA82C250。
3、根据权利要求2所述的网络化车用仪表机芯电路，其特征在于：所述CAN控制器(IC2)与单片机之(IC1)间是采用SPI串行通讯接口形式，实现CAN控制器与单片机之间的信号传输；
所述的CAN控制器(IC2)与单片机(IC1)之间或可以采用I2C串行通讯接口形式，实现CAN控制器与单片机之间的信号传输；
所述的CAN控制器(IC2)与单片机之(IC1)间或可以采用USART串行通讯接口形式，实现CAN控制器与单片机之间的信号传输；
所述的CAN控制器(IC2)与单片机之(IC1)间或可以采用并行接口形式，实现CAN控制器与单片机之间的信号传输。
4、根据权利要求2所述的网络化车用仪表机芯电路，其特征在于：所述单片机上的输出端(1)、(3)、(4)、(5)分别与CAN控制器上的输入端(6)、(8)、(9)、(10)连接；CAN控制器上的输出端(11)、(12)、(13)、(14)并联后接地；CAN控制器上的输入端(15)与CAN驱动器输出端(20)连接，CAN控制器上的输出端(16)与CAN驱动器输入端(21)连接；CAN控制器主时钟信号输入端(17)和(18)之间串联着由电容C1、电容C2和晶振OSC组成时钟电路；CAN控制器输入端(19)为电源输入引脚，连接到电源+5V上；
CAN驱动器输出端(22)为CAN驱动器的Vss引脚，连接到电源地；其输入端(23)为CAN驱动器电源输入引脚Vdd连接到电源+5V上；其输入端(24)和输出端(25)分别为信号引脚，分别连接到两根汽车局域通讯电缆上。
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