基于CAN总线的纯电动汽车组合仪表设计.pdf

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1、基于CAN总线的纯电动汽车组合仪表设计王振国(合肥工业大学机械与汽车工程学院，合肥230009)【摘要】设计了基于CAN总线、以LPC1764单片机为核心的纯电动汽车组合仪表，阐述了硬件的工作原理和电路以及软件的设计思想和流程。检测结果表明，仪表指针指示正确、稳定，里程、报警和档位等显示准确。【Abstract】AdesignofelectricautomobileinstrumentbasedonCANbusandLPC1764singlechip．Spellsoutthehardware~operatingprincipleandci

2、rcuitaswellassoftwaredesignideaandflowpath．hetestresultsshowthatthepointersofinstrumentindicatecorrectlyandstably，andthemile-age，alarmLEDandgearpositiondisplayaccurately．【关键词】汽车仪表CAN总线电动车doi：10．3969／j．issn．1007-4554．2013．03．05工作可靠性。设计研制出了CAN总线数字仪表0引言样品，并进行相应的试验验证。车用电器和电子控

3、制项目越来越多，导致汽1系统描述车线束急剧膨胀，各电控单元间的数据交换也越来越复杂，对汽车的综合布线和信息的共享交互汽车组合仪表由以下几部分组成：车速表(转提出了更高的要求。CAN总线正是为满足这些要速表)、电流表、指示报警灯、多功能信息显示系统求而设计的。它的短针数据结构、非破坏性总线以及系统照明等。根据汽车厂商的要求，车速表仲裁技术以及灵活的通讯方式适应了汽车的实时(转速表)、电流表使用指针式仪表，通过步进电机性和可靠性要求，备受汽车厂商的青睐。对现代驱动仪表指针显示出来。多功能信息显示屏采用汽车而言，汽车仪表是汽车工作状态的信息显示

4、Tfvr液晶显示屏，主要显示的内容有续驶里程、小中心，是驾驶员与汽车进行信息交流的平台，是保计里程、总里程、动力电池电压、SOC、LOGO等，指证汽车安全行驶的关键零部件之一。示报警灯采用背光LED指示，显示的主要内容为本文将CAN总线技术应用于汽车数字式组制动系统报警、蓄电池故障报警、动力系统故障报合仪表的开发，使仪表所需的车速、电流、电压、档警等。这些需要显示的内容都是根据CAN报文位、SOC、行驶里程、报警信息等主要显示信号均通定义进行显示的。过其它车载电控系统的CAN协议接口直接读取，避免现有汽车数字式仪表每个信号均采用传感器2系

5、统硬件电路设计到仪表点对点的信号获取与传输方式，带来汽车线束多、质量大、故障率高等不足，减少了传感器仪表控制器选用LPC1764单片机，LPC1700和汽车线束的数量，降低了仪表成本，提高了系统系列Cortex．M3微控制器的外设组件包含高达收稿日期：2013～O1—10上海汽车2013．03·2l·512kB的Flash存储器、64kB的数据存储器、以太外围器件便可构成一种高效的稳压电路，内部有网MAC、USB主机／从机／OTG接口、8通道的通用完善的保护电路，包括电流限制及热关断电路等、DMA控制器、4个UART、2条CAN通道、2个

6、SSP再使用SP1117—3．3调压器把电压调整为3．3V供控制器、SPI接口、3个I2C接口、2一输入和2一输给主芯片。具体电路原理图如图1所示。出的I2S接口、8通道的12位ADC、10位DAC、电2．2CAN通讯模块机控制PWM、正交编码器接口、4个通用定时器、6由于LPC1764单片机自带CAN控制器，所以一输出的通用PWM、带独立电池供电的超低功耗可直接把主芯片的TX和RX引脚与CAN收发器RTC和多达70个的通用1／0管脚。仪表硬件电芯片相连，再接人CAN网络中的CAN高和CAN路主要有电源模块、CAN通讯模块、步进电机驱动低

7、，为防止通讯中的电磁干扰，加入共模滤波器。模块、LED指示灯模块等。CAN通讯接口原理图如图2所示。2．1电源模块2．3步进电机驱动模块车载电源是24V的蓄电池，而此单片机的输仪表步进电机选用伟力电子的VID29系列，入电压为3．3V，电路中的CAN收发器芯片以及VID29系列步进电机是一种精密的微型步进电其他芯片的输入电压为5V，所以此电源必须经过机，内置减速比180／1的齿轮系，输出轴的步距角降压、稳定后才可使用。使用LM2575稳压器把最小可达1／12。，最大角速度可达600。／S。电机驱24V电压降为5V。LM2575系列开关稳压

8、集成动采用伟力电子生产的VID-6606芯片；VID-6606电路是美国国家半导体公司生产的1A集成稳压是一款专为驱动微型步进电机而设计的CMOS集电路，它内部集成了一个固定的振荡器，只需极少