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台达PLC报指令不合法C400三诺仪器仪表

时间:2020-01-12 11:06来源:产品中心
仪表是人和汽车的交互界面,为驾驶员提供所需的汽车运行参数、故障、里程等信息,是每 一辆汽车必不可少的部件。 仪表显示的直观与美观使得驾驶不但是代步之必需,也成为舒适

  仪表是人和汽车的交互界面,为驾驶员提供所需的汽车运行参数、故障、里程等信息,是每 一辆汽车必不可少的部件。 仪表显示的直观与美观使得驾驶不但是代步之必需,也成为舒适生活的一部分,而参 数传递的准确与可靠性则直接关系到汽车行驶的安全。 汽车仪表 现代仪表最突出的特点是功能的模块化, 通常要组装一块仪表,三诺仪器仪表 只需将几个功能模块在 定制 PCB 的基础上联合起来,就可以得到一个完整的系统长安等经济型汽车的指针仪表一 般为独立的模块,提示/报警功能由 PCB 上的小灯泡完成 SANTANA 系列的指针由印刷电 路板上的十字线圈驱动,提示/报警灯全部是发光二极管轿车的仪表板上显示的主要数据、 来源及对应显示方式如表 1 显示方式 可见目前的汽车仪表尚以机械式为主, 通讯方式以线束为主这种模式最大的弊病是过于 依赖线束,台达PLC报指令不合法C400台达PLC报指令不合法C400 导致系统复杂 随着汽车产业的快速发展, 尚有极大潜力的汽车电子市场正日 渐受到各大汽车生产商与电子产品供应商的关注, 这其中包括尚处于开发实验阶段的清洁能 源汽车、 目前由日本占据世界市场领袖地位的车载音响设备、 前途无量的车载计算机信息终 端设备以及形形色色的车内电控单元,如发动机电控单元、ABS、总线、新型电子仪表等 对汽车仪表而言,使用电子式仪表板较之传统仪表的优势在于: 硬件功能的软件化 随着微电子技术的发展, 微处理器的处理速度越来越快一些实时性要求高, 原本由硬件 完成的功能,就完全可以通过对微处理器编程来实现。 系统集成度大大提高 在大规模集成电路技术迅速发展的今天,集成电路的密度越来越高,体积越来越小,内 部结构越来越复杂, 功能也越来越强大随着仪表的部分功能硬件不断地被软件取代, 整个系 统的集成度也在相应提高 本设计是一个基于 Freescale 单片机的汽车组合仪表板面向 的是目前市场上占主流地位的传统汽车, 并引用长安车的仪表为模板, 目的主要在于实现一 个汽车组合电子仪表板的低端方案。 本方案的对象主要包括车速、转速、压力、温度、里程、时间以及一些提示/报警灯信 号。 车速表、发动机转速表、油压表、水温表 指针 指针) 车速表、发动机转速表、油压表、水温表(指针 里程表(LCD):定时记录车速信号,在行车时间内做数值积分,得到行驶公里数,作为 里程保存在用户 Flash 中定时(1s)对里程数据做累加。 系统设计 由于本设计面向的是大众化的传统汽车, 成本成为器件选用的最重要标准在微控制器的 选型上,我们并未考虑前途光明但目前尚未普及的 CAN 总线,而是选择了自带液晶驱动的 8 位微控制器 LJ12 MC68HC908LJ12 是 Freescale 单片机 908 家族的一员, 其主要参数与功能模块如下: 8MHz 的最大总线k 用户 Flash; 512b RAM; 两个独立双通道定时器模块; 内部实时时钟,可记录年、月、日、时、分、秒; SCI 与 SPI 通信模块; 6 通道 10 位 A/D; LCD 模块,可驱动 27×3 或 26×4 的笔段式液晶模块 步进电机驱动芯片 MC33970(图 1)是 Freescale 模拟家族的一员, 内含 6 个寄存器, 由 SPI 写入命令状态字,分别是配置/校准寄存器、指针速度寄存器、指针 0/1 位置寄存器、指 针回零寄存器、归零设置寄存器 MC33970 的特点: MC33970 兼容 MMT 认证的两相步进电机; 指针可停留在 4095 个稳定的位置; 最大转角 340°; 最大加速度 4500 deg/s2; 最大速度 400 deg/s; 模拟微步(指针运动 12 步为 1° ; ) 指针校准与回零; SPI 控制,16 位命令字; 内部校准时钟; 睡眠模式低电流 LJ12 芯片内部有丰富的硬件资源,我们做了如下配置: PLL:外部晶振 32.768kHz;内部总线MHz; SCI:用于上位机通讯,比特率 9600,中断方式; SPI:时钟 1MHz,作为 MC33970 的控制,用两个通用引脚作为 SPI 的片选信号; LCD:使用 26×4 模式,台达PLC报指令不合法C400即 26 前极、4 背极的模式,动态驱动;因为设计中用到 6 位 LCD 模块,所以使用 FP1~FP12、BP0~BP3 已经足够; Flash:利用常驻内存函数(ROM-Resident Routine)将里程数据以 32 位数据的形式保 存于用户闪存中 选取 SWITEC 公司的步进电机作为执行器六位笔段式动态驱动液晶模块,用于里程,单次 里程或时间日期的显示出于习惯,汽车仪表需要一直保持带电状态,无需重置时间参数,为 了方便演示,用两个按钮实现 LCD 显示模式的切换六个发光二极管分别用于显示制动、危 险、机油压力、电瓶、发动机以及空档信息,利用 MC141 3 作为发光二极管的驱动 MC33970 由微控制器的 SPI 直接驱动;车速和发动机转速为脉宽调制信号或来自串口 输入,通过定时器模块的输入捕捉功能得到其频率,换算得数据 电源及掉电保护的输入端使用 7805 为了在掉电的时候也可以及时地保存里程数据,在 电源地输入端加一个 1000mF 或两个 470mF 的电解电容电源断开的时候在 IRQ 引脚会产 生一个中断信号, 大电容可以维持单片机电源足够长的时间, 使得单片机可以完成外部中断 的服务程序 为了改善波形,在定时器引脚外添加了调理电路 本设计面向的是市场上的中低档轿车, 为了实现这个初衷, 根据长安轿车的仪表外壳及 内部尺寸设计了仪表的 PCB,并重新布局,三诺仪器仪表系统框图示于图 系统框图 软件设计 初始化程序 内部总线MHz;设置定时器模块的通道为捕捉功能;SCI 波特率 9600,开接 收中断; 时钟频率 1MHz; SPI LCD 模块 26×4 模式; 使能 Real Time Clock 模块; MC33970 与指针初始化;从用户 Flash 中读取先前记录的里程数据,并根据 ODO/TRIP 信号加以显 示 中断服务程序 外部中断:断电后短时间内利用大电容的放电使指针回零 SCI 中断:遵循一定的上位机协议,接受命令,改变 LCD 显示内容;改变车速和转速 数据 RTC 中断:每秒记录一次里程数据;根据车速信号换算里程数据 主程序 定时读取里程数据,并在 LCD 上显示;每一次主循环结束的时候重启 WATCHDOG; 当车速或转速信号改变之后通过指针位置的变化作出反应主程序流程图示于图 3 主程序流程图 结语 以下是 SWITEC 公司的步进电机驱动芯片 x15.089 与 MC33970 的简单比较(表 2) x15 卓越的性能 其中响应的实时性好是 MC33970 最大的优势 紧凑的结构 x15.089 的工作是由微控制器的两个的工作是由微控制器的两个引脚控制一个步进电 机, 其中一个引脚输出方向控制信号, 另一个引脚输出脉冲所以对应控制每一路电机需要两 个单片机引脚,控制 4 路需要 8 个单片机的通用 IO 口 MC33970 则不同,由 SPI 输入命令字,即可控制两路步进电机;需要 4 路步进电机的 时候,使用两片 MC33970,但只需增加一根片选信号这样总共只需要 SPI 模块和两个通用 IO,从而节省了单片机的资源 成本 表 3 是一个成本估计的简表 由上可以看出, 在批量生产的情况下, 作为一个全数字式系统, 其总成本低于 RMB150, 大约在 RMB120~140 之间,具有相当的竞争力 综上所述该方案是一个基于 Freescale 微控制器的汽车电子仪表板的低端方案, 面向各 种经济型汽车,具有功能齐备、结构紧凑、价格低廉的特点,会有广阔的市场前景

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