CAN总线汽车仪表研究.pdf

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1、第卷第期电子设计工程年月急戏混车仪系研空宋晓东王建北京航空航天大学交通科学与工程学院北京摘要!在总线技术的基础上研究和设计了一款总线汽车仪表该仪表采用公司的处理器由信号采集模块数据处理模块和显示模块组成仪表硬件平台并通过编程实现数据接收处理以及显示该设计利用总线将仪表纳入整个车身网络通过对总线数据和各传感器数据的读取处理和显示实时反映车辆工况该仪表极大简化了设计电路以及设计成本实验结果表明该仪表的现实误差为低于标准中规定的因此该仪表完全满足数据可靠性及实时性要求关键词!汽车仪表设计试验总线中图分类号文献标识码!文章编号!!!汽车仪表是

2、汽车与驾驶员进行信息交流的窗口是汽车世纪年代初为解决现代汽车中众多的控制和测试仪器之信息的中卜能够集中直观迅速地反映汽车在行驶过程中间的数据交换而开发的一种有效支持分布式控制或实时控的各种动态指标如行驶速度里程电系状况制动压力制的串行通信网络总线的通信实时性强数据传输速发动机转速冷却液温度油量各种危险报警随着科技进率可高达通信介质可以是双绞线同轴电缆或者光步汽车排放节能安全和舒适性等使用性能不断提高汽导纤维通过标准的插接件能够方便的连接总线的数车电子控制程度也越来越高汽车电子控制装置必须迅速据通信具有突出的可靠性实时性和灵活性是目前应

3、用最准确地处理各种信息并通过仪表显示出来使驾驶员能够广泛的一种汽车总线及时了解并掌握汽车的运行状态以妥善处理各种情况协议是美国汽车工程师协会这里给出一种基于总线的发布的以作为网络核卜协议汽车仪表设计方案该仪表利用总线使其成为车身网的车辆网络串行通信和控制协议是参照的开放络一部分遵循协议读取发动机转速水温等信式数据互联模型定义的层基准参考模型而制定的该协议息仪表还能接收传感器的车速油量油压制动气压等信明确规定汽车内部的地址配置命名通讯方式以及报号并显示为驾驶员提供实时车辆工况所设计的仪表主要文发送优先级等并且对汽车内部各个具体的通讯作应

4、用于重型运输车等领域在某重型车辆工厂进行的试验结了详细的说明它使用多路复用技术为汽车上的各种传感果表明该仪表能够满足数据可靠性及实时性等要求器执行器和控制器提供建立在总线基础上的标准化的高速网络连接在车载电子装置之间实现高速数据共享总线及协议有效地减少了电子线束的数量提高了车辆电子控制系统的总线及协议简介灵活性可靠性可维修性和标准化程度更大程度地发挥了总线属于现场总线的范畴是德国公司在优异的性能收稿日期!稿件编号!作者简介宋晓东男山东海阳人硕士研究生研究方向汽车电子!!!电子设计工程"!"#数据帧格式容易实现提高了可靠性其内置模块具有

5、以下特点数据帧是以协议数据单元为单位共支持协议并支持符合协议的扩展帧的由优先权保留位数据页格式报文传输位速率可高达具有个报文对象每个细节源地址及数据域等个域组对象都具有自己的标识符屏蔽码包含可屏蔽中断针对时成除了数据域之外的对应于扩展帧的位间触发的应用可选择禁止自动重发送模式标识符其中是个位段其定义取决于值若通过和引脚与外部无缝连接值小于是目标地址若值介于和具有可编程的模式之间则为组扩展微处理器具有运算速度快功耗小体积小有些数据帧不是在中定义包括价位低等特点其控制器模块特性完全满足总线控制域部分域域和域这些域是汽车仪表的应用要求该处理

6、器具有强大的处理能力在车由定义的不作修改辆的各种工况下都能够实时反映车辆信息同时该处理器具有很大的可扩展空间有利于后续开发总线汽车仪表设计由于内置控制器模块所以只需外接一仪表整体设计个收发器即可接收总线数据该仪表选用该汽车仪表系统由数据采集处理以及显示个模块组作为收发器是一款通用的带隔离的成其中数据采集模块负责接收车辆的各种数据并将数据收发器该器件内部集成所有必需的隔离及收发预处理后发送至微处理器其中模拟量信号脉冲信号以及器该器件可连接任何一款协议控制器实现节开关量信号等传感器信号在各传感器处采集后分别经过分点的收发与隔离功能该器件设

7、计体积小集成度高可取代压滤波整形以及光电隔离后发送至微处理器而发动机转传统的收发器及其外围电路降低了电路的复杂程度速水温和故障代码等总线数据通过发动机模块减少了设计成本如图所示发送至总线后通过收发器进行接收微处理器接收到需要的数据后根据预定的算法对数据进行处理并将处理结果输出显示模块包括指针以及各种信号灯的显示微处理器将发动机转速车速等结果输出至电机驱动器驱动器驱动步进电机转动从而带动指针显示微处理器直接驱动显示及灯的亮灭汽车仪表系统结构如图所示图电路连接仪表采用驱动器驱动步进电机每片可同时驱动路步进电机在其频率控制端输入脉冲序列即可

8、控制输出端使步进电机的输出轴以微步转动每个微步电机输出轴转动!最大角速度可达!该电机驱动器具有以下特点硬件微步驱动简单易用电机图汽车仪表系统结构组成只需速度!和方向个控制端所有输入引根据对汽车仪表的整体分析汽车仪表盘由个