论电动汽车组合仪表设计

《论电动汽车组合仪表设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、论电动汽车组合仪表设计　　1绪论汽车作为当今社会最重要的交通运输工具之一，对国民经济的发展作出了重大的贡献。但随着车辆的增加，保障车辆的运行安全，就成为关注的热点。汽车电子安全技术的出现为行车安全问题的解决带来了曙光。此仪表是结合实际项目设计的，系统采用LCD和LED显示及第四代数字式步进电机指针式仪表的多种信息呈现方式。步进电机式仪表在欧美应用已相当普及，其指示精度远远高于国家标准，与传统模拟电路电子式仪表相比具有显著优点，如响应速度快、无抖动，指示范围分度均匀等。此仪表具有可靠性高、通用性强等特点。2仪

2、表功能描述设计一个适用性强的纯电动车仪表，主要实现对车子的速度的实时显示，电池的充放电时的电压，电动机工作时的电流，电量和里程的显示及各种信号灯。仪表上的各个量的显示方式为：10段LED发光条电量表；液晶小时计；步进电机指针电流表；步进电机指针电压表；步进电机指针表或液晶屏组合显示车速、里程；8路LED指示灯用于前进、后退、左转、右转、制动、大灯指示。63仪表的硬件架构设计汽车仪表系统由各种信号采集模块、处理与控制模块、驱动电路、显示模块和电源模块组成。其中采集模块负责采集电动车行驶时所关心的各工作状态信息

3、参数。处理与控制模块主要负责处理经过整形的脉冲信号（如：车速、LED指示灯信号）和各种模拟信号（如：电压、电流）。利用A/D转换芯片TLC1549完成对模拟信号的转换，然后由主控芯片AT89S52把各量送入步进电机和10段LED的驱动模块。驱动电路主要完成驱动步进电机分别显示电压、电流、车速及驱动10段LED显示电量。显示模块主要负责对各个采集的信号的显示。电源模块负责提供电动车仪表的电能。本文仪表以AT89S52为核心，通过各种传感器对车速、电压、电流参数进行了实时测量，并通过相应的脉冲信号，模拟信号，开

4、关量信号处理电路后进入AT89S52，经过计算后，驱动LCD和LED及步进电机，从而实现相关显示信息实时显示。3.1控制器模块和电源模块控制器模块即单片机最小系统模块]如图2所示，其主要由电源、时钟、复位电路组成。本系统采用外部12M晶振，便于单片机内部定时器产生精确的定时。单片机外部资源分配：6P0.0～P0.2用于对电流表步进电机的控制；P1.0～P1.2用于对电压表步进电机的控制；P1.3～P1.5用于对速度表步进电机的控制；P2.1～P2.4用于对里程表和小时计两块液晶LCD的控制；P2.5～P2.

5、7用于对A/D转换芯片TLC1549的控制；P3.4～P3.7用于对电量显示的驱动芯片74LS145的控制；P3.2是速度脉冲的输入端；P0.3是蜂鸣器的控制口；P2.0用于对多路模拟开关芯片CD4052第10管脚的控制。由于本系统的供电电源是48V的电池组，因此必须把48V的电压转换成5V才能够给单片机供电。其中BU508A是一个大功率三极管，用来承受大部分电压。48V电压经过BU508A后从e极输入到稳压芯片LM2576-5.0的VIN端，由LM2576-5.0输出稳定电压+5V。3.2电压电流采样电路

6、及其处理模块3.2.1电路图的简要说明电压电流采样电路及其处理模块如图3所示。由此电路就可得到相应大小的电压和电流信号，这两路信号从多路模拟开关芯片CD4052输入，通过对此芯片的控制在输出端可得到电压或电流的模拟值。然后其中的一路信号就可以从A/D芯片TLC1549的A_IN端输入，再由软件控制把模拟值转成相对应大小数字信号[6]。3.2.2TLC1549的工作原理6本文所用的A/D转换芯片TLC1549是美国德州仪器公司生产的10位模数转换器。它采用CMOS工艺，具有内在的采样和保持，采用差分基准电压高

7、阻输入，抗干扰，可按比例量程校准转换范围，总不可调整误差达到±1LSBMax（4.8mV）等特点。在芯片选择（CS）无效情况下，I/OCLOCK最初被禁止且DATAOUT处于高阻状态。当串行接口把CS拉至有效时，转换时序开始允许I/OCLOCK工作并使DATAOUT脱离高阻状态。串行接口然后把I/OCLOCK序列提供给I/OCLOCK并从DATAOUT接收前次转换结果。I/OCLOCK从主机串行接口接收长度在10和16个时钟之间的输入序列。开始10个I/O时钟提供采样模拟输入的控制时序。在CS的下降沿，前次

8、转换的MSB出现在DATAOUT端。10位数据通过DATAOUT被发送到主机串行接口。为了开始转换，最少需要10个时钟脉冲。如果I/OCLOCK传送大于10个时钟长度，那么在的10个时钟的下降沿，内部逻辑把DATAOUT拉至低电平以确保其余位的值为零。在正常进行的转换周期内，规定时间内CS端高电平至低电平的跳变可终止该周期，器件返回初始状态（输出数据寄存器的内容保持为前次转换结果）。由于可能破坏输出数据，所以在接