CN101814246A - 车辆位置方位数显装置 - Google Patents

车辆位置方位数显装置 Download PDF

Info

Publication number
CN101814246A
CN101814246A CN 201010147722 CN201010147722A CN101814246A CN 101814246 A CN101814246 A CN 101814246A CN 201010147722 CN201010147722 CN 201010147722 CN 201010147722 A CN201010147722 A CN 201010147722A CN 101814246 A CN101814246 A CN 101814246A
Authority
CN
China
Prior art keywords
circuit
steering wheel
pin
car body
chip
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN 201010147722
Other languages
English (en)
Inventor
宋立博
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shanghai Jiaotong University
Original Assignee
Shanghai Jiaotong University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shanghai Jiaotong University filed Critical Shanghai Jiaotong University
Priority to CN 201010147722 priority Critical patent/CN101814246A/zh
Publication of CN101814246A publication Critical patent/CN101814246A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)

Abstract

一种电子控制技术领域的车辆位置方位数显装置，包括：电源电路、方向盘位置检测电路、车体方位检测电路、显示电路、起始按键电路及主单片机电路，其中：电源电路分别与方向盘位置检测电路、车体方位检测电路、主单片机电路、显示电路和起始按键回路相连提供工作电源，主单片机电路分别与方向盘位置检测电路、车体方位检测电路、显示电路和起始按键电路相连以传输方向盘位置检测控制信号、车体方位检测控制信号和LCD显示控制信号，方向盘位置检测电路固定设置于方向盘转轴上，车体方位检测电路固定设置于仪表盘上。本发明利用磁阻传感器和光电码盘实时检测车体方位和方向盘所在位置，并在LCD上实时显示车体方位信息和方向盘所在位置信息。

Description

车辆位置方位数显装置
技术领域
本发明涉及的是一种电子控制技术领域的装置，具体是一种用于驾驶训练的车辆位置方位数显装置。
背景技术
随生活水平的提高，汽车和轿车逐渐进入家庭，成为不可或缺的家庭日用品。很多人通过驾校等培训机构获得驾驶执照。因对轿车操作不熟悉，部分学员和实习驾驶员在移库和倒车等驾驶过程中难以将车体对准正南、正北、正西或正东等基准方位，在驾驶或实习驾驶过程中难以确认方向盘所在位置，从而影响驾驶和行使安全。
经过对现有技术的检索发现，刘庆伟、任波和林青松等在《现代电子技术》(2008年第3期第151-153页)上发表的“DSP在平行双轮电动车控制***中的应用”，该文中提出使用TMS320F2407A为主控芯片，以微硅陀螺仪和倾角传感器为组合传感检测装置检测车体平台运行姿态的方法和技术。但是该现有技术存在***价格昂贵，传感器输出模拟信号需要较精密整形电路以及无法输出车体方位角的缺点。
发明内容
本发明针对现有技术存在的上述不足，提供一种车辆位置方位数显装置，利用光电码盘实时检测方向盘所在位置，并在LCD上实时显示车体方位信息和方向盘所在位置信息，使学员和实习驾驶员直观、可靠、快速和安全地确定车体方位和和方向盘当前位置等信息，以提高驾驶安全性。
本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括：电源电路、方向盘位置检测电路、车体方位检测电路、显示电路、起始按键电路及主单片机电路，其中：电源电路分别与方向盘位置检测电路、车体方位检测电路、主单片机电路、显示电路和起始按键回路相连提供工作电源，主单片机电路分别与方向盘位置检测电路、车体方位检测电路、显示电路和起始按键电路相连以传输方向盘位置检测控制信号、车体方位检测控制信号和LCD显示控制信号，方向盘位置检测电路固定设置于方向盘转轴上，车体方位检测电路固定设置于仪表盘上。
所述的电源电路内置电源管理芯片，该电源管理芯片的输入电压为12V，输出电压为5V。
所述的方向盘位置检测电路内置数字光电码盘，该数字光电码盘安装于方向盘转轴上并与主单片机电路相连接，在方向盘转动过程中输出数字脉冲信号。
所述的车体方位检测电路包括：磁阻传感器和集成运放芯片，其中：磁阻传感器与电源电路相连接，差分输出端与集成运放芯片相连接以输出模拟信号，集成运放芯片收到模拟信号后经放大整型滤波后输出至主单片机电路。
所述的显示电路内置LCD显示屏，以模拟51单片机时序和接口方式与主单片机电路相连。
本发明通过以下方式工作：将本装置连接在汽车或轿车内的点烟器上，***上电开始运行。在接收到起始按键电路送至的起始信号后，主单片机电路开始检测车体方位和方向盘所在位置。车体方位检测电路输出与地磁场有关的模拟信号，主单片机电路通过A/D变换换算为车体当前方位。方向盘位置检测电路同时输出与方向盘当前位置有关的数字脉冲信号，通过脉冲数量换算为方向盘当前位置信息。然后，经由模拟I2C送入LCD显示器实时显示车体当前方位和方向盘所在位置。
与现有技术相比，本发明具有低成本、高精度的优点，直接采用8位MCU芯片实现A/D转换和数字信号脉冲计数功能，省却了精确采样、放大和调理等信号处理环节，同时本发明工作稳定，EMC和EMI能力强。无需外部时钟电路和复位电路，仅需片上时钟电路和复位电路即可稳定工作。
附图说明
图1为本发明的结构图。
图2为电源电路示意图。
图3为方向盘位置检测电路示意图。
图4为车体方位检测电路示意图。
图5为显示电路示意图。
图6为主单片机电路示意图。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
如图1所示，本实施例包括：电源电路a、方向盘位置检测电路b、车体方位检测电路c、显示电路d及主单片机电路e，其中：电源电路a为方向盘位置检测电路b、车体方位检测电路c、显示电路d及主单片机电路e提供+5V工作电压。主单片机电路e经引出线与方向盘位置检测电路b、车体方位检测电路c和显示电路d相连。
本实施例主单片机电路e接收到车体方位检测电路c输入的启动信号后，对来自方向盘位置检测电路b的数字脉冲计数和判向，确定方向盘转向和当前位置。对来自车体方位检测电路c的模拟信号进行A/D变换，确定车体当前方位。并送入显示电路d显示方向盘所在位置和车体方位信息，直到车熄火或***重新启动。
如图2所示，电源电路a包括：接头J1、电源管理芯片U1、电容C1-C2、二极管D1、电阻R1和发光二极管LED，其中：+7-12V的电压经接头J1接入，接头J1的引脚P1经二极管D1与电源管理芯片U1的引脚Vin相连，并经电容C1去耦至地，电源管理芯片U1的GND引脚接地，Vout引脚为***提供+5V电源VCC，并经电容C2去耦至地，发光二极管LED经电阻R1与+5V电源相连用于电源工况指示。接头J1的引脚P2接GND以形成闭合回路。
所述的电源管理芯片U1采用L7805CV电源管理芯片，为ST公司生产的降压型电源管理芯片。工作参数：输入电压+5-18V，输出电压+4.8-5.2V，最大输出电流1.5A。
如图3所示，所述的方向盘位置检测电路b包括：电阻R11-R13，光电码盘U4和触发器芯片U5，其中，光电码盘U4的引脚Anode经电阻R11接VCC，光电码盘U4的引脚Cathode接GND，引脚COM接VCC，引脚SigA经电阻R12接GND，并经引出线与触发器芯片U5的引脚D相连，光电码盘U4的引脚SigB经电阻R13接GND，并经引出线与触发器芯片U5的CLK引脚相连，组成方向盘位置和转向检测电路，触发器U5的PR引脚、Q引脚和CLR引脚经引出线与主单片机电路e相连。
所述的光电码盘U4采用OME-157-2N旋转编码器，为NIDEC NEMICON公司生产的微型旋转编码器，其主要参数为：最大频率响应10kHz，工作电压5V，LED最大工作电流26mA，分辨率157线。
所述的触发器芯片U5采用Texas Instruments公司生产的SN74LS74芯片。SN74LS74触发器芯片工作参数：工作电压5V，最大工作频率110MHz，兼容于TTL电平。
如图4所示，所述的车体方位检测电路c包括：磁阻传感器U2、电容C3-C5、C20、电阻R3-R6、R21-R22、稳压二极管D3、按键S1和集成运放芯片U3，其中：磁阻传感器U2的GNDB引脚、GND2A引脚、GND1A引脚和S/R-引脚接GND，Vbridge引脚接VCC，并经电容C3去耦至地，磁阻传感器U2的OUTA+引脚经引出线和电阻R5与集成运放芯片U3的引脚IN1+相连，磁阻传感器U2的OUTA-引脚经引出线和电阻R6与集成运放芯片U3的引脚IN1-相连，共同组成差分输入信号，按键S1的P4引脚与磁阻传感器U2的S/R+引脚相连，P1引脚经电阻R3与VCC相连，P3引脚直接与VCC相连，P4引脚经引出线与主单片机电路e相连，并经电阻R4和电感C4去耦至地，集成运放芯片U3的引脚IN1-同时经电阻R22下拉至地，电容C20和电阻R21并联后跨接于集成运放芯片U3的引脚OUT1和引脚IN1+之间作为反馈放大回路。为提高可靠性，集成运放芯片U3的引脚OUT1经稳压二极管D3稳压和电容C5滤波至地后再经引出线与主单片机电路e相连。
所述的磁阻传感器U2采用HMC1052芯片，为Honeywell公司的双轴磁阻传感器。HMC1052磁阻传感器U2工作参数：桥路供电电压+5V，工作频率5MHz，线性误差＜1.8％，输出偏压为±1mV/V。
所述的集成运放采用LF347高精度集成运放芯片，为Tl公司生产的轨至轨输出的高精度集成运放芯片。工作参数：单工作电压+3.5～18V，双工作电压～±18V，增益带宽3MHz，功耗60μA，偏置电流500pA，摆率13V/μs。
如图5所示，所述的显示电路d包括：LCD显示器U8、串并转换芯片U9、排阻R15和可调电阻VR1和VR2，其中：LCD显示器U8的引脚FG和引脚VSS并联后接地，引脚VDD接VCC，引脚V0与可调电阻VR1电压输出引脚VO相连，引脚WR、引脚RD、引脚CS2和引脚C/D经排阻R15上拉至VCC，引脚RST经引出线与主单片机电路e相连，引脚D0～D7分别与串并转换芯片U9的引脚QA～QH相连，引脚LEDA与可调电阻VR2电压输出引脚VO相连，引脚LEDK接地。串并转换芯片U9的引脚A和引脚B并联后经引出线与主单片机电路e相连，用于LCD显示数据或显示命令数据的数据输入，引脚CLK和引脚CLR分别经引出线与主单片机电路e相连用于LCD显示数据或显示命令数据的脉冲输入和复位。
所述的LCD显示器U8采用JZD240128-56液晶显示器，为金泽迪公司生产的8位并口接口型LCD。工作参数：工作电压+5V，240×128点阵图形显示模式，工作频率10～55Hz，LED极限直流正向电流25×2mA，LED极限功耗75×2mW。
所述的串并转换芯片U9采用SN74LS164，为Texas Instruments公司生产的8位串入/并出移位寄存器。工作参数：输入电压+4.5-5.5V，最大工作时钟25MHz，最大输出电流27mA。
如图6所示，所述的主单片机电路e包括：单片机U6、电容C10、C12、电感L1和ISP接口U7，其中：单片机U6的VCC引脚并联后与VCC相连，并经电容C10去耦至地，单片机U6的AVCC引脚和AREF引脚并联后经电感L1与VCC相连，并经电容C12去耦至地，GND引脚并联后接地。PD7/AIN1引脚与显示电路d中LCD显示器U8的引脚RST相连，用于LCD显示复位控制。PD6/AIN0引脚与方向盘位置检测电路b中触发器芯片U5的PR引脚相连，用于触发器芯片U5的置位控制。PD5/T1引脚与车体方位检测电路c中按键S1的P3引脚相连，为***提供起始信号。PD4/T0/XCK引脚与方向盘位置检测电路b中光电码盘U4的引脚SigA相连，用于方向盘位置脉冲信号。PD2/INT0引脚与方向盘位置检测电路b中触发器芯片U5的Q引脚相连，用于方向盘转向判断。PD0/RXD引脚与方向盘位置检测电路b中触发器芯片U5的CLR引脚相连，用于触发器芯片U5的复位控制。引脚ADC7经引出线与车体方位检测电路c中集成运放芯片U5的引脚OUT1相连，用于车体方位计算。引脚PB5/SCK与ISP接口U7的引脚SCK相连，引脚PB4/MISO与ISP接口U7的引脚MISO相连，引脚PB3/MOSI/OC2与ISP接口U7的引脚MOSI相连，引脚PC6/RESET与ISP接口U7的引脚RESET相连，用于单片机U6的ISP编程控制。引脚PB0/ICP1经引出线与显示电路d中LCD显示器U8的引脚WR相连，用于LCD显示器的写控制。引脚PC5/ADC5经引出线与显示电路d中串并转换芯片U9的CK引脚相连，用于显示数据和命令的脉冲时钟信号。PC4/ADC4引脚经引出线与显示电路d中串并转换芯片U9并联后的A引脚和B引脚相连，用于LCD显示数据和命令。引脚PC3/AD3经引出线与显示电路d中串并转换芯片U9的CLR引脚相连，用于串并转换芯片U9的复位控制。引脚PC2/ADC2与显示电路d中LCD显示器U8的引脚CS2相连，用于LCD片选命令。ISP接口U7的引脚VCC接VCC，GND引脚并联后接地，用于单片机U11的ISP编程电源。
所述的单片机采用ATmega8单片机，为Atmel公司生产的AVR mega系列8位Flash MCU芯片。工作参数：8K Flash，1K SRAM，512B EEPROM，最大频率16MHz，+2.7-5.5V工作电压，2个带独立预分频器的8位定时器/计数器，1个带预分频器、比较模式和捕捉模式的16位定时器/计数器，3个PWM通道，6通道10位ADC，2通道8位ADC，TWI两线接口，SPI同步串口，可编程串行UART，片上模拟比较器，ISP能力，工作电流3.6mA。
下面对本实施例的具体工作过程说明：
1、***上电与启动。经过接头J1接入点烟器，同时按按键S1，磁阻传感器复位，***开始工作。
2、方向盘位置检测。方向盘位置检测电路工作，主单片机电路根据光电码盘送出的数字脉冲信号确定方向盘当前位置和转向。
3、车体方位检测。车体方位检测电路工作，主单片机电路根据磁阻传感器输出的模拟信号，A/D转换后换算为车体当前所在方位。
4、显示。完成方向盘位置和车体方位检测后，主单片机电路将方向盘所在位置、转向和车体当前方位等数据经串并转换芯片送入LCD显示器显示，并提示驾驶员。
本实施例中，因内含片上时钟电路和复位电路，主单片机电路中ATmega8单片机U6无需外部时钟电路和复位电路即可正常工作。在节省硬件成本和电路板面积的同时，提高了***的EMC和EMI能力。

Claims (5)

1.一种车辆位置方位数显装置，包括：电源电路、方向盘位置检测电路、车体方位检测电路、显示电路、起始按键电路及主单片机电路，其特征在于：电源电路分别与方向盘位置检测电路、车体方位检测电路、主单片机电路、显示电路和起始按键回路相连提供工作电源，主单片机电路分别与方向盘位置检测电路、车体方位检测电路、显示电路和起始按键电路相连以传输方向盘位置检测控制信号、车体方位检测控制信号和LCD显示控制信号，方向盘位置检测电路固定设置于方向盘转轴上，车体方位检测电路固定设置于仪表盘上。
2.根据权利要求1所述的车辆位置方位数显装置，其特征是，所述的电源电路内置电源管理芯片，该电源管理芯片的输入电压为12V，输出电压为5V。
3.根据权利要求1所述的车辆位置方位数显装置，其特征是，所述的方向盘位置检测电路内置数字光电码盘，该数字光电码盘安装于方向盘转轴上并与主单片机电路相连接，在方向盘转动过程中输出数字脉冲信号。
4.根据权利要求1所述的车辆位置方位数显装置，其特征是，所述的车体方位检测电路包括：磁阻传感器和集成运放芯片，其中：磁阻传感器与电源电路相连接，差分输出端与集成运放芯片相连接以输出模拟信号，集成运放芯片收到模拟信号后经放大整型滤波后输出至主单片机电路。
5.根据权利要求1所述的车辆位置方位数显装置，其特征是，所述的显示电路内置LCD显示屏，以模拟51单片机时序和接口方式与主单片机电路相连。
CN 201010147722 2010-04-16 2010-04-16 车辆位置方位数显装置 Pending CN101814246A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN 201010147722 CN101814246A (zh) 2010-04-16 2010-04-16 车辆位置方位数显装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN 201010147722 CN101814246A (zh) 2010-04-16 2010-04-16 车辆位置方位数显装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN101814246A true CN101814246A (zh) 2010-08-25

Family

ID=42621488

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN 201010147722 Pending CN101814246A (zh) 2010-04-16 2010-04-16 车辆位置方位数显装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN101814246A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103714731A (zh) * 2013-12-31 2014-04-09 江苏中寰卫星导航通信有限公司 基于微传感器的驾培科目识别终端

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20010026317A1 (en) * 2000-02-29 2001-10-04 Toshiaki Kakinami Assistant apparatus and method for a vehicle in reverse motion
CN1424968A (zh) * 2000-02-18 2003-06-18 齐亚德·贝达尼 装有开关的方向盘的配置结构
EP1652734A1 (en) * 2003-08-07 2006-05-03 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Operation assisting system and operation assisting method
CN1787943A (zh) * 2004-04-19 2006-06-14 株式会社丰田自动织机 停车辅助设备
CN101498583A (zh) * 2008-02-01 2009-08-05 陈新良 一种汽车导航装置及其定位方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1424968A (zh) * 2000-02-18 2003-06-18 齐亚德·贝达尼 装有开关的方向盘的配置结构
US20010026317A1 (en) * 2000-02-29 2001-10-04 Toshiaki Kakinami Assistant apparatus and method for a vehicle in reverse motion
EP1652734A1 (en) * 2003-08-07 2006-05-03 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Operation assisting system and operation assisting method
CN1787943A (zh) * 2004-04-19 2006-06-14 株式会社丰田自动织机 停车辅助设备
CN101498583A (zh) * 2008-02-01 2009-08-05 陈新良 一种汽车导航装置及其定位方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103714731A (zh) * 2013-12-31 2014-04-09 江苏中寰卫星导航通信有限公司 基于微传感器的驾培科目识别终端

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104677386B (zh) 多匝旋转编码器
CN106052689A (zh) 基于c8051f064单片机的imu信号采集***
CN101814246A (zh) 车辆位置方位数显装置
CN205981227U (zh) 基于c8051f064单片机的imu信号采集***
CN204392210U (zh) 一种编码信号转换电路
CN206594280U (zh) 三分量磁力梯度仪的测量电路
CN203024757U (zh) 一种盾构机姿态测量装置
CN206072476U (zh) 一种用于液体流量调节的阀门控制装置
CN107776660B (zh) 汽车电动助力转向***转矩转角传感器及其检测方法
CN104536458A (zh) 一种便携式飞参数据标校方法及装置
CN204788412U (zh) 一种适用于小型无人直升机的惯性传感器组件
CN201302578Y (zh) 一种智能模型车的电机测速装置
CN209580414U (zh) 一种立式注塑机的转盘控制结构
CN204515006U (zh) 一种八路数字电压采集***
CN205827283U (zh) 一种测功机控制板
CN206710898U (zh) 一种点光源定位跟踪***
CN109739122A (zh) 一种半波激励快速锁相方法
CN202403743U (zh) 流量传感器
CN206399468U (zh) 一种ph传感器信号采集电路
CN204740457U (zh) 一种串行信号采集装置
CN202274880U (zh) 方向识别磁阻传感器模块
CN203550947U (zh) 一种用于监测机床水平变化的电子水平仪
CN105953718A (zh) 高精度的磁致伸缩位移传感器信号调理电路
CN2777573Y (zh) 一种用于感应测井仪的数字相敏检波电路
CN101804640A (zh) 机器人自动回零的方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Open date: 20100825