基于CAN總線(xiàn)汽車(chē)組合儀表的設計與研究

其中PKO一PK3、RESET分別與H128上相應的管腳相連。

4.9 其他外圍器件電路設計

4.9.1 晶振電路

本系統所用的晶振為SMHZ，分別對應接到H128單片機的引腳XTAL和EXTAL上，然后利用其內部壓控振蕩器和鎖相環(huán)（PLL）把這個(gè)頻率提高到25MHZ，作為單片機工作的內部總線(xiàn)時(shí)鐘。



4.9.2 儀表背光調節電路

儀表背光在汽車(chē)啟動(dòng)后常亮，駕駛員可根據各環(huán)境下外部光線(xiàn)的明暗度對汽車(chē)儀表的背光進(jìn)行調節，以達到最合適的感官效果。儀表背光電路通過(guò)調節電位器改變電阻值，從而改變電流的大小，MCU根據接受到的信號的值來(lái)改變PWM脈寬占空比的輸出，從而改變背光的明暗度1401.調節電路圖如圖4一19：



其中開(kāi)關(guān)SWI為一可調電阻，通過(guò)改變電阻的大小控制電流，輸出到H128的A/D轉換接口RAD07，MCU根據周D轉換后的數據調整PWMI的輸出占空比，輸出接口CONV得到的模擬量和占空比有關(guān)，如占空比為1：1，則得到的電壓值就為Vmax的1/2，即2.5v.占空比的改變使得輸出電壓變化，從而使儀表背光顯示的亮度改變131].輸出背光調節電路如圖4一20：


其程序流程圖比較簡(jiǎn)單，直接在此進(jìn)行了分析，如圖4一21所示：

4.9.3 狀態(tài)指示燈電路在汽車(chē)儀表的電路

設計中，一般根據外圍電子元件的布置采用正控（開(kāi)關(guān)控制正極電路）和負控（開(kāi)關(guān)控制負極電路）相結合的方式來(lái)控制各種狀態(tài)指示燈，同樣在本儀表也采用了這種設計方法。功能指示燈都采普亮的發(fā)光二極管，而儀表照明則采用的高亮度發(fā)光二極管，分有紅、黃、綠三種顏色，對應不同的顯示和警告信息。發(fā)光二極管及其對應的限流電阻，我們都采用了貼片封裝的元件。

同時(shí)，發(fā)動(dòng)機出現故障后，如發(fā)動(dòng)機水溫過(guò)高，由MCU控制對應的故障燈會(huì )閃爍。發(fā)動(dòng)機出現故障，其指示一般顯示為紅色，并伴隨有蜂鳴器報警。

4.9.4 語(yǔ)音報警電路

設計本儀表系統有蜂鳴器報警模塊，主要是為了提醒駕駛員注意相關(guān)的危險信息，如：水溫過(guò)高，水位過(guò)低，機油壓力過(guò)低、變速箱故障等等。MCU將采樣得到的數據與存儲在EZPRoM單元中的允許數值變化范圍比較，如果超過(guò)額定范圍，則發(fā)出信息到輸出端口，蜂鳴器報警，同時(shí)對應的報警指示燈閃爍。在下次的采樣過(guò)程中，如果采集的數據在額定范圍之間，則蜂鳴器解除報警，狀態(tài)指示燈熄滅。

本系統選用的蜂鳴器為頻繁短促鳴叫，頻率為2.6KHz，音量大小為75db.由于系統UO端口資源非常豐富，可以共用一個(gè)端口，也可以單獨占用一個(gè)端口，單獨占用端口，有利于故障維修檢查，本系統在H128上預留BPO一BP3為報警電路輸出端口。

4.9.5 時(shí)鐘發(fā)生器

電路RTC模塊（實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路）有巧個(gè)內存映射寄存器，通過(guò)秒、分鐘、小時(shí)計數器提供的時(shí)間；通過(guò)星期、日、月份、年提供日歷功能。以上計數器每次加1時(shí)都可以產(chǎn)生中斷，并分別對相應的中斷標志置位，如果相應的中斷被允許則可以產(chǎn)生CPU中斷請求。

用于驅動(dòng)時(shí)間和日歷的IHZ時(shí)鐘使內嵌的補償單元能夠補償晶振的誤差，這樣通過(guò)頻率補償機制能夠使IHZ時(shí)鐘獲得用于驅動(dòng)整個(gè)模塊的晶振更高的精度。

補償值可以在模塊的校準操作時(shí)通過(guò)應用軟件設置或自動(dòng)獲取澎].計時(shí)功能是通過(guò)一個(gè)時(shí)鐘頻率為128Hz（CGMXCLK/256）的計數器來(lái)實(shí)現的。

這個(gè)計數器可以在任何時(shí)候開(kāi)始、。停止和清除。這個(gè)計數器的值被換算到looHZ對應的值，并存儲到計時(shí)數據寄存器中（chronographdatarcgister）。因此，數據寄存器中的值為O一99，每增加1代表1/1005（loms）。數據寄存器的值滿(mǎn)足以下關(guān)系式：S=「（128HzeountervalueX25）+16]/32計時(shí)計數器的精度是士sms.

4.10 PCB板的設計

在以往儀表電路設計過(guò)程中，儀表的電路通常是在儀表背后附上一層軟性塑料（撓性塑料），在塑料上覆銅進(jìn)行電路連接，這種接法通常適用于比較簡(jiǎn)單的電路。由于電子技術(shù)的發(fā)展，軟性塑料已不能滿(mǎn)足儀表功能繁多的要求，并逐漸為

硬質(zhì)板取代。也就是印制板，通常所說(shuō)的PcB板 。

電路板設計與電路圖設計不同之處在于，電路板屬于比較實(shí)體化的東西，而電路圖屬于比較抽象的東西。所以，在設計電路圖時(shí)，比較著(zhù)重于電路的電氣性質(zhì)。而在設計電路板時(shí)，比較著(zhù)重于電路的實(shí)際尺寸與空間配置（立體）。下面就電路板的設計分為以下幾步；

第一步，先設計電路圖，確定元件的排序和元件的封裝（Footprint），然后通過(guò)程序所提供的ERC檢查。
第二步，電路圖設計完成后，利用CreateNetlist功能產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò )表。
第三步，進(jìn)入PCB編輯器，首先定義板框，即板子的大小、板層數與形狀。
第四步，加載網(wǎng)絡(luò )表，如果網(wǎng)絡(luò )表（或電路圖）有錯誤，或接口上的問(wèn)題，將會(huì )在此階段中出現?？梢愿鶕a(chǎn)生的錯誤，重新會(huì )到電路圖進(jìn)行修改。
第五步，布置元件，這項工作是電路板設計中最基礎、最麻煩也是影響最大的工作。
第六步，定義設計規則，進(jìn)行手工布線(xiàn)或自動(dòng)布線(xiàn)。
第七步，完成布線(xiàn)后，進(jìn)行設計驗證檢查。如果沒(méi)有發(fā)現錯誤，即可存盤(pán)輸出。

印制板通常有紙質(zhì)覆銅板、環(huán)氧樹(shù)脂板、玻纖板等，在這里考慮到價(jià)格的因素以及性能的要求，我們選取環(huán)氧樹(shù)脂板，其價(jià)格適中，也能滿(mǎn)足汽車(chē)運行的工作環(huán)境，PCB采用雙面布線(xiàn)，并在部分信號電路增加焊盤(pán)測點(diǎn)，以利于儀表電路功能的檢測，減少故障返修率。