草丁图书馆

  1. 首页 > 生活百科 >

基于S3C2440处理器和WinCE的智能车载仪表设计

随着高性能电子显示技术的发展 ， 汽车仪表电子化的程度越来越高 。国内外已开发出了多功能全电子显示仪表、平视显示仪表、汽车导航系统、行车记录仪等高技术产品 。未来 ， 车用电子化嵌入式仪表具有以下优点：提供大量复杂的信息 ， 使汽车的电子控制程度越来越高；满足小型、轻量化的要求 ， 使有限的驾驶空间更人性化；高精度和高可靠性实现汽车仪表的电子化 ， 降低了故障的发生率；设有在线故障诊断系统 ， 一旦汽车发生故障 ， 可以找到故障来源 ， 方便维修；外形设计自由度高 ， 汽车仪表盘造型美观 。基于以上优点 ， 汽车会越来越多地采用各种用途的电子化仪表 。造型新颖、功能强大的嵌入式电子化仪表将是今后车用仪表的发展趋势和潮流 。
1 智能车载仪表系统结构
本智能车载仪表拥有大多数传统车载仪表所拥有的功能 ， 驾驶员可以通过车载仪表的显示界面获取当前汽车的状态信息 ， 例如车速、油压、油温、水温、机油压力或者电瓶电量 。
传统车辆仪表直接与车辆的传感器相连 ， 仪表系统经由传感器的模拟量得到汽车当前状态 ， 精确性不高 。本文设计的智能车载仪表并不是简单地与传感器相连 ， 而是通过CAN控制器将整车连接成一个网络结构 。车辆部件配以CAN控制器 ， 通过双绞线将车辆部件连接起来形成一个网络体系 ， 实现部件的电子化 。同时 ， 车载仪表和汽车部件的电子化也提高了汽车的精准度和可靠性 ， 降低故障发生率 。
车载智能仪表主要分为基于S3C2440处理器的硬件系统和WinCE环境下的软件系统两大部分 。硬件系统为整个控制系统提供基础 ， 负责CAN总线通信 。软件系统提供CAN总线的硬件驱动以及在WinCE下的仪表上位应用程序 。
2 硬件设计
硬件系统以S3C2440为核心 ， RAM内存、NOR Flash和NAND Flash作为存储介质 ， 扩展部分外围设备以负责系统信息的输入与输出 ， 如CAN总线通信单元、LCD显示、触摸屏、通用串行口、USB设备、以太网接口等 。系统硬件结构如图1所示 。
【基于S3C2440处理器和WinCE的智能车载仪表设计】
图1 系统硬件结构框图
在众多接口中 ， CAN总线通信单元是在整车通信过程中的关键部分 。在汽车的各个重要部件中 ， 配置相应的CAN控制单元 ， 由双绞线将各个CAN总线控制单元连接起来 。汽车的各个部件将该部件的当前状态信息由CAN控制单元发送出去 ， 经双绞线发送到智能车载仪表的CAN单元当中 ， 经过系统的CAN接口将数据发送到系统中 。车载仪表系统得到数据后 ， 经过数据处理得到汽车部件的当前状态信息 。
CAN总线接口电路如图2所示 。采用Microchip公司的CAN总线控制器 MCP2515.MCP2515完全支持CAN 2.0A/B技术规范 ， 速度达到1 Mbps;SPI的接口标准使得它与S3C2440的连接更加简单；能发送和接收标准和扩展数据帧以及远程帧；自带2个验收屏蔽寄存器和6个验收滤波寄存器 ， 可以过滤掉不想要的报文 ， 减少了微处理器的开销 。CAN总线收发器采用TJA1050 ， 该器件提供了CAN控制器与物理总线之间的接口以及对CAN总线的差动发送和接收功能 。
图2 CAN总线接口电路
为了增强CAN总线节点的抗干扰能力 ， 提高系统的稳定性 ， 在CAN控制器与CAN收发器之间加入了光耦隔离器6N137 ， 而不是使TXCAN和RXCAN端直接与收发器相连 ， 这样就实现了总线上各CAN节点之间的电气隔离 。同时 ， 这也解决了MCP2515与 TJA1050之间电平兼容的问题 ， 还可以抑制CAN 网络中的尖峰脉冲及噪声干扰 。光耦部分电路所采用的两个电源必须完全隔离 ， 否则也就失去了意义 。电源的隔离可以采用小功率的电源隔离模块或者多带5 V隔离输出的开关电源模块实现 。这些部分虽然增加了接口电路的复杂性 ， 但是却提高了节点的稳定性和安全性 。
在CAN接口处 ， CAN通信线上的2个60 Ω电阻（总计120 Ω） ， 起到增大负载、减少回波反射作用 ， 是一种阻抗匹配的补救措施 。2个60 Ω的中间部分与地端之间连接一个电容以抗干扰 。

    推荐阅读


    上一篇：3D打印技术来袭，第一台打印汽车问世

    下一篇：苜蓿草功效与作用及食用禁忌,苜蓿草的营养价值