CN207367016U - 一种电动汽车液晶仪表控制*** - Google Patents

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赵熠
黄海波
程登良
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Abstract

本实用新型公开了一种电动汽车液晶仪表控制***，包括液晶屏、微控制器、电源模块、上位PC机、硬件在环仿真***以及CAN总线通讯模块；所述液晶屏用于显示行车信息和监控信息；所述微控制器是所述液晶仪表控制***的核心，用于各种数据采集和控制；所述电源模块用于给微控制器和控制电路提供稳定的直流电压，具有充电唤醒功能，并控制***上电逻辑；所述上位PC机和硬件在环仿真***用于为***完成集成调试；所述CAN总线通讯模块用于负责CAN总线通讯数据的接收与发送、CAN总线仲裁、CAN总线故障识别和处理。该***将各种仪表的控制与显示集成在一起，实现了电动汽车液晶仪表控制***的智能化。

Description

一种电动汽车液晶仪表控制***
技术领域
本实用新型属于控制***技术领域，涉及电动汽车，具体涉及一种电动汽车液晶仪表控制***。
背景技术
随着经济社会的不断发展，对环境保护的要求越来越高，在这种大背景下，电动汽车作为一种节能环保的新能源汽车，越来越受到人们的欢迎和社会的认可。由于电动汽车的发展时间还比较短，基本上是在传统燃料汽车的基础上进行改进的，因此还存在许多不够理想的地方。
电动汽车上的仪表比较多，分布范围广，仪表布线复杂、传感器数量较多、控制功能重复，而且现有电动汽车仪表已经发展到组合页面，但是目前的仪表控制***已经不能满足这方面的需要。
实用新型内容
针对现有技术中存在的上述问题，本实用新型提供了一种电动汽车液晶仪表控制***，通过对目前市场上汽车组合仪表的深入了解，结合电动汽车功能配置进行综合分析，提出了基于TFT液晶屏的电动汽车仪表控制***，该***将各种仪表的控制与显示集成在一起，实现了电动汽车液晶仪表控制***的智能化。
为此，本实用新型采用了以下技术方案：
一种电动汽车液晶仪表控制***，包括液晶屏、微控制器、电源模块、上位PC机、硬件在环仿真***以及CAN总线通讯模块；所述液晶屏用于显示行车信息和监控信息；所述微控制器是所述液晶仪表控制***的核心，用于各种数据采集和控制；所述电源模块用于给微控制器和控制电路提供稳定的直流电压，具有充电唤醒功能，并控制***上电逻辑；所述上位PC机和硬件在环仿真***用于为***完成集成调试；所述CAN总线通讯模块用于负责CAN总线通讯数据的接收与发送、CAN总线仲裁、CAN总线故障识别和处理。
进一步地，所述液晶屏为TFT液晶屏；所述微控制器用于负责车速传感器信号采集，驱动TFT液晶屏显示，高、低电平开关量信号采集，仪表面板按键输入信号采集，电源关闭控制，液晶背光控制，接收、校准时间信息并显示，控制虚拟仪表指针的显示和滑移，监测报警指示状态和控制蜂鸣器报警，完成片外存储。
进一步地，所述微控制器为MPC5606S微控制器；所述MPC5606S微控制器是基于Power架构的e200z0内核的32位MCU，控制器内部具有QSPI、I2C、UART、FlexCAN、PIT、ADC、DISP、PLL、eMISO200等模块，最高可以运行64MHz的工作频率；所述微控制器内部配置1MB片上闪存，用于模拟EEPROM独立的64KB数据闪存；所述微控制器配置160KB显存，带ECC功能48KB的SRAM，可通过QSPI实现闪存存储空间的扩展。
进一步地，所述微控制器内部包含多组电源电路，每组电源都有各自的作用；所述微控制器外部包括多处电源和地线引出脚，用于外接滤波电容，使电源稳定可靠。
进一步地，所述电源模块包括LM2596稳压芯片、C1103电容器、D103、D102二极管、C1107电容器；所述LM2596芯片***电路由电容、电感和二极管组成；所述C1103电容器用于降低电源的内阻，提高电源瞬态的供电能力，典型应用容值为470uF；所述D103为TVS管，用于起到抵抗浪涌电压的作用；所述D102二极管用于输出端整流；所述C1107电容器连接在输出端，根据电容的储能原理，用于将二极管整流出来的脉动直流进行滤波后输出。
进一步地，所述CAN总线通讯模块采用PCA82C250芯片作为节点收发器，包括两路CAN通讯，在所述仪表控制***中只用到一路，另一路作为功能预留。
进一步地，所述仪表控制***里程数采用外部存储的方式，所述MPC5606S微控制器和片外EEPROM芯片通过SPI通讯的方式传输里程数据；所述外部存储芯片为25LC1024，采用TSSOP/MSOP封装。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
(1)结构合理，布置灵活，外观简洁。
(2)集成度大大提高，显示方便，操作简单。
(3)可扩展性良好，可靠性高，检修方便。
附图说明
图1是本实用新型所提供的一种电动汽车液晶仪表控制***的组成结构框图。
图2是本实用新型所提供的一种电动汽车液晶仪表控制***中电源模块的电路图。
图3是本实用新型所提供的一种电动汽车液晶仪表控制***中CAN总线通讯模块的电路图。
图4是本实用新型所提供的一种电动汽车液晶仪表控制***中外部存储EEPROM电路图。
具体实施方式
下面结合附图以及具体实施例来详细说明本实用新型，其中的具体实施例以及说明仅用来解释本实用新型，但并不作为对本实用新型的限定。
如图1所示，本实用新型公开了一种电动汽车液晶仪表控制***，包括液晶屏、微控制器、电源模块、上位PC机、硬件在环仿真***以及CAN总线通讯模块；所述液晶屏用于显示行车信息和监控信息；所述微控制器是所述液晶仪表控制***的核心，用于各种数据采集和控制；所述电源模块用于给微控制器和控制电路提供稳定的直流电压，具有充电唤醒功能，并控制***上电逻辑；所述上位PC机和硬件在环仿真***用于为***完成集成调试；所述CAN总线通讯模块用于负责CAN总线通讯数据的接收与发送、CAN总线仲裁、CAN总线故障识别和处理。
所述液晶屏为TFT液晶屏；所述微控制器用于负责车速传感器信号采集，驱动TFT液晶屏显示，高、低电平开关量信号采集，仪表面板按键输入信号采集，电源关闭控制，液晶背光控制，接收、校准时间信息并显示，控制虚拟仪表指针的显示和滑移，监测报警指示状态和控制蜂鸣器报警，完成片外存储。
液晶仪表控制***的硬件电路设计和软件开发环境很大程度上依赖于微控制器的选型，选择一款适合液晶仪表控制***开发的微控制器，可以简化电路设计，优化软件架构，减少开发周期，降低开发成本。恩智浦公司的SPC56xx系列32位微控制器中的MPC5606S最为符合要求。所述微控制器为MPC5606S微控制器；所述MPC5606S微控制器是基于Power架构的e200z0内核的32位MCU，控制器内部具有QSPI、I2C、UART、FlexCAN、PIT、ADC、DISP、PLL、eMISO200等模块，最高可以运行64MHz的工作频率；所述微控制器内部配置1MB片上闪存，用于模拟EEPROM独立的64KB数据闪存；所述微控制器配置160KB显存，带ECC功能48KB的SRAM，可通过QSPI实现闪存存储空间的扩展。DCU模块即显示控制模式，可实现和TFT屏直接连接控制。
所述微控制器内部包含多组电源电路，每组电源都有各自的作用；所述微控制器外部包括多处电源和地线引出脚，用于外接滤波电容，使电源稳定可靠。
如图2所示，VIN为插座接入仪表的12V电压，通过LM2596将12V降5V直流电压，转换出来的VCC为5V给仪表***供电。CZ26为车速传感器提供电源，ON/OFF为单片机控制电源开关，CZ31-ON接插座关断电源，CZ15为充电枪接入，CZ1为左转向带唤醒，CZ17为输入备用，五个输入控制形成一个与门，当五个输入控制有一个为低时或者都处于悬空状态时，降压芯片采集到高电平，对芯片实行关断。所述电源模块包括LM2596稳压芯片、C1103电容器、D103、D102二极管、C1107电容器；所述LM2596芯片***电路由电容、电感和二极管组成；所述C1103电容器用于降低电源的内阻，提高电源瞬态的供电能力，典型应用容值为470uF；所述D103为TVS管，用于起到抵抗浪涌电压的作用；所述D102二极管用于输出端整流；所述C1107电容器连接在输出端，根据电容的储能原理，用于将二极管整流出来的脉动直流进行滤波后输出。由LM2596的数据手册可知，S101电感的选择与E·T和最大过载电流大小有关，本***选择68uH。
如图3所示，所述CAN总线通讯模块采用PCA82C250芯片作为节点收发器，包括两路CAN通讯，在所述仪表控制***中只用到一路，另一路作为功能预留。CAN总线网络的稳定性对整车控制会产生非常大的影响，保护措施不当易导致安全事故的发生，因此，设计CAN总线驱动电路时，一定要考虑CAN网络的抗电磁干扰能力和静电放电标准。共模滤波器ACT45B-110能减少电磁干扰，飞利浦专用CAN保护芯片PESD2CAN能很好地抵抗浪涌电压，保护***安全。
如图4所示，所述仪表控制***里程数采用外部存储的方式，所述MPC5606S微控制器和片外EEPROM芯片通过SPI通讯的方式传输里程数据；所述外部存储芯片为25LC1024，采用TSSOP/MSOP封装。25LC1024作为外部存储芯片，具有如下特性：最大时钟速率20MHz；支持字节和页级操作；写周期时间最长6ms；自定时擦写周期包括页擦除最长6ms、扇区擦除最长15ms、芯片擦除最长15ms；耐擦/写次数大于1000000次；支持的温度范围为汽车级(-40℃至125℃)。根据25LC1024应用数据手册的要求，当WP引脚满足低电平的条件下，使能硬件写保护功能，当WP引脚为高电平时，禁止硬件写保护功能，所以在本***电路设计中，WP引脚采用1K电阻上拉。2C23、2C24为芯片电源去耦电容配置，大电容并小电容是因为前者低频性能好，后者高频性能好；CS、SO、SI、SCK为SPI通讯引脚，分别与微控制器SPI相对应的引脚连接，这里需要指出的是，本***中的片外存储芯片和时钟芯片共用一路SPI通讯，使用不同的使能引脚。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则范围之内所作的任何修改、等同替换以及改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种电动汽车液晶仪表控制***，包括液晶屏、微控制器、电源模块、上位PC机、硬件在环仿真***以及CAN总线通讯模块，其特征在于：所述液晶屏用于显示行车信息和监控信息；所述微控制器是所述液晶仪表控制***的核心，用于各种数据采集和控制；所述电源模块用于给微控制器和控制电路提供稳定的直流电压，具有充电唤醒功能，并控制***上电逻辑；所述上位PC机和硬件在环仿真***用于为***完成集成调试；所述CAN总线通讯模块用于负责CAN总线通讯数据的接收与发送、CAN总线仲裁、CAN总线故障识别和处理。
2.根据权利要求1所述的一种电动汽车液晶仪表控制***，其特征在于：所述液晶屏为TFT液晶屏；所述微控制器用于负责车速传感器信号采集，驱动TFT液晶屏显示，高、低电平开关量信号采集，仪表面板按键输入信号采集，电源关闭控制，液晶背光控制，接收、校准时间信息并显示，控制虚拟仪表指针的显示和滑移，监测报警指示状态和控制蜂鸣器报警，完成片外存储。
3.根据权利要求1或2所述的一种电动汽车液晶仪表控制***，其特征在于：所述微控制器为MPC5606S微控制器。
4.根据权利要求3所述的一种电动汽车液晶仪表控制***，其特征在于：所述电源模块包括LM2596稳压芯片、C1103电容器、D103、D102二极管、C1107电容器；所述LM2596芯片***电路由电容、电感和二极管组成；所述C1103电容器用于降低电源的内阻，提高电源瞬态的供电能力，典型应用容值为470uF；所述D103为TVS管，用于起到抵抗浪涌电压的作用；所述D102二极管用于输出端整流；所述C1107电容器连接在输出端，用于将二极管整流出来的脉动直流进行滤波后输出。
5.根据权利要求4所述的一种电动汽车液晶仪表控制***，其特征在于：所述CAN总线通讯模块采用PCA82C250芯片作为节点收发器，包括两路CAN通讯，在所述仪表控制***中只用到一路，另一路作为功能预留。
6.根据权利要求5所述的一种电动汽车液晶仪表控制***，其特征在于：所述仪表控制***里程数采用外部存储的方式，所述MPC5606S微控制器和片外EEPROM芯片通过SPI通讯的方式传输里程数据；所述外部存储芯片为25LC1024，采用TSSOP/MSOP封装。
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