专利名称：车载中央信号处理器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于汽车电子应用领域，是一种车载行车数据中央信号处理器。
背景技术：
现有的各种车载行车数据处理装置，其功能大都偏重于行车数据的采集、存储和显示，如中国实用新型专利92234579.1所提供的智能行车安全监测器和中国发明专利96120299.8所提供的行车状态监测器，都只能采集、存储和显示行车数据，而不能通过所采集的行车数据对车辆行驶过程进行智能控制。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种既能全面采集车辆行驶过程中各种数据，又能通过所采集的行车数据对车辆进行控制的车载中央信号处理器。本实用新型的优点是可以采集车速和转速两组脉冲量；机油压力、蓄电池电压、水温等6组模拟量；远光、倒车等12组操作量；车速报警以及转速报警等12组报警量。通过对所采集的行车数据进行分析，输出4路脉冲控制量驱动车速表、转速表、空气悬架以及涡流缓速器；输出8路开关控制量控制车门、车速灯等。本实用新型可输出统一的仪表参数进行仪表的显示控制，可输出欧洲标准的C3车速信号，用于完成限速以及巡航定速等功能。此外，本实用新型还具有采集数据准确、行车数据处理快捷、安装操作使用方便、可靠性高和抗干扰性强等优点。
本实用新型的目的是这样实现的单片机内部A/D转换输入端AN[0-5]引脚与行车数据采集电路的数据线AN[0-5]相连，采集6路模拟信号；单片机的输入端PA[0-1]引脚与行车数据采集电路的数据线PA[0-1]相连，采集2路脉冲信号；单片机的数据线DATA[0-2]和锁存器的输出地址线A[0-2]分别与行车数据采集电路的数据线DATA[0-2]和地址线A[0-2]相连，锁存器的输出地址线A[3-5]分别与行车数据采集电路的控制线A[3-5]相连，采集24路开关量。中央信号处理电路的单片机输出比较端口OC[2-5]与信息输出控制及传输电路的数据线OC[2-5]相连，输出4路脉冲控制量Pulse Control[0-3]；单片机的输出端口PB[0-7]与信息输出控制及传输电路的数据线PB[0-7]相连，输出8路开关控制量Switch Control[0-7]；单片机的数据线D[0-7]与信息输出控制及传输电路的D[0-7]相连，输出行车数据的数字信号Data Output[0-7]。模拟信号转换电路的水温信号Analog Signal 0经过运算放大器U1、U2、U3、U4和U5的信号处理后，转换成0～5V电压信号送入单片机的内部A/D转换输入端AN0脚上。电瓶电压Analog Signal 1、油量信号Analog Signal 2、油压信号Analog Signal3、气压I信号Analog Signal 4、气压II信号Analog Signal 5经过与水温信号Analog Signal 0相似的信号处理后分别送入单片机的AN[1-5]引脚上；脉冲信号转换电路的转速信号Pulse Signal 0，经过电压比较器U6整形后，经光电耦合器U7送入单片机的输入端PA0脚；车速信号Pulse Signal 1经过与转速信号Pulse Signal 0相似的信号处理送入单片机的PA1引脚；经过开关信号转换电路进行电容滤波以及光电耦合处理后的开关信号S[0-23]分别与模拟开关U32、U33和U34的输入端X[0-7]相连接，其输出信号分别送入单片机的数据输入端口DATA[0-2]中，中央信号处理电路的地址线A[0-2]分别与模拟开关U32、U33和U34的A、B、C引脚相连，地址线A[3-5]分别与模拟开关U32、U33和U34的INH引脚相连，共同完成对模拟开关U32、U33和U34的控制。中央信号处理电路2芯片U35的MODB脚经电阻R17与电源VCC连接，MODA脚直接接地。芯片U35的VRH和VRL引脚之间接电容C28后分别与模拟电源VCC和模拟地相连接。芯片U35的XTAL和EXTAL引脚外接晶振CY1。芯片U36的SDA和SCL引脚分别与单片机U35的PD0和PD1引脚相连，U37的SDA和SCL引脚分别与芯片U35的PD3和PD4引脚相连，芯片U38的RESET引脚与U35的RST引脚相连，芯片U39的D[0-7]和LE引脚分别与U35的PC[0-7]和AS引脚相连，其输出线A[0-2]分别与模拟开关U32、U33和U34的A、B、C引脚相连，A[3-5]分别与模拟开关U32、U33和U34的INH引脚相连。中央信号处理电路2的转速表脉冲控制信号OC2经R23输入到三极管Q1的基极，信号经Q1、U40、U41和U42处理放大后转换成Pulse Control 0电信号去驱动转速表，中央信号处理电路2的空气悬架脉冲控制信号OC3、涡流缓速器脉冲控制信号OC4、车速表脉冲控制信号OC5经过与转速表脉冲控制信号OC2相似的信号处理后驱动相应的执行部件；中央信号处理电路2的车门开关控制信号PB0经R27输入到Q2的基极，信号经Q2、U43、U44和Q3的处理放大后转换成Switch Control 0电信号控制车门状态，中央信号处理电路的开关控制信号PB[1-7]经过与车门开关控制信号PB0相似的信号处理后驱动相应的执行部件；中央信号处理电路2的D[0-7]和R/W引脚分别与U45的A[0-7]和DIR引脚相连。
附图1为本实用新型的电路原理框图。附图2中，(a)为模拟信号转换电路；(b)为脉冲信号转换电路；(c)、(d)、(e)为开关信号转换电路、(f)、(g)和(h)为开关信号选通电路；他们共同组成行车数据采集电路。附图3中，图(a)为中央信号处理电路原理图；(b)为脉冲信号驱动放大电路；(c)为开关信号驱动放大电路；(d)为数据信号驱动电路；(b)、(c)和(d)共同组成信息输出控制及传输电路。
具体实施方式
如附图1所示，本实用新型由行车数据采集电路1、中央信号处理电路2以及信息输出控制及传输电路3组成。中央信号处理电路的单片机内部A/D转换输入端AN[0-5]引脚与行车数据采集电路的数据线AN[0-5]相连，采集6路模拟信号；单片机的输入捕捉端PA[0-1]引脚与行车数据采集电路的数据线PA[0-1]相连，采集两路脉冲信号；单片机的数据线DATA[0-2]和锁存器的输出地址线A[0-2]分别与行车数据采集电路的数据线DATA[0-2]和地址线A[0-2]相连，锁存器的输出地址线A[3-5]分别与行车数据采集电路的控制线A[3-5]相连，采集24路开关量。中央信号处理电路的单片机输出比较端OC[2-5]与信息输出控制及传输电路的数据线OC[2-5]相连，输出4路脉冲控制量PulseControl[0-3]；单片机的输出端口PB[0-7]与信息输出控制及传输电路的数据线PB[0-7]相连，输出8组开关控制量Switch Control[0-7]；单片机的数据线D[0-7]与信息输出控制及传输电路的D[0-7]相连，输出行车数据的数字信号DataOutput[0-7]。
如附图2的图(a)所示，水温信号Analog Signal 0经过运算放大器U1、U2、U3、U4和U5的信号处理后，转换成0～5V电压信号送入单片机的内部A/D转换输入端AN0脚上。电瓶电压Analog Signal 1、油量Analog Signal 2、油压AnalogSignal 3、气压I Analog Signal 4、气压II Analog Signal 5经过与水温信号Analog Signal 0相似的信号处理后分别送入单片机的AN[1-5]引脚上。附图2的图(b)中，转速信号Pulse Signal 0类似正弦波，经过电压比较器U6整形后变为方波信号，经光电耦合器U7送入单片机的输入捕捉端PA0脚。车速信号Pulse Signal 1经过与转速信号Pulse Signal 0相似的信号处理送入单片机的PA1引脚。图(c)、(d)和(e)为开关信号转换电路。远光、倒车等12个操作量Switch Signal[0-11]和车速报警以及转速报警等12个报警量AlarmSignal[0-11]经过电容滤波以及光电耦合处理后送入模拟开关的输入端。图(f)、(g)和(h)为开关信号选通电路。经过处理的开关信号S[0-23]分别与模拟开关U32、U33和U34的输入端X[0-7]相连接，其输出信号分别送入单片机的数据输入端口DATA[0-2]中。中央信号处理电路的地址线A[0-2]分别与模拟开关U32、U33和U34的A、B、C引脚相连，地址线A[3-5]分别与模拟开关U32、U33和U34的INH引脚相连，共同完成对模拟开关U32、U33和U34的控制。数据采集电路可采集车速和转速两个脉冲量；机油压力、蓄电池电压、水温等6组模拟量；远光、倒车等12组操作量；车速报警以及转速报警等12组报警量，其中后24组数据都是开关量。
附图3的图(a)中，U35为单片机，其型号为68HC11A8，该单片机内部具有8K的程序ROM不需外扩程序空间。U35的MODB脚通过一个电阻与电源相连接，MODA脚直接接地，使U35工作在正常单片方式下。U35的VRH和VRL引脚之间接电容C28后分别与模拟电源和模拟地相连接，提供单片机片内A/D转换器所需要的参考电压。芯片U35的XTAL和EXTAL引脚外接晶振CY1，提供芯片工作时所需要的时钟频率。U36为非易失存储器FLASH芯片，其SDA和SCL引脚分别与单片机U35的PD0和PD1引脚相连，存储采集的行车数据。U37为实时日历时钟芯片，其SDA和SCL引脚分别与单片机U35的PD3和PD4引脚相连，提供系统所需的时钟。U38为复位芯片，U38的RESET引脚与U35的RST引脚相连，提供系统所需的复位功能。U39是一片锁存器，其型号为74LS373，U39的D[0-7]和LE引脚分别与U35的PC[0-7]和AS引脚相连，其输出线A[0-2]分别与模拟开关U32、U33和U34的A、B、C引脚相连，A[3-5]分别与模拟开关U32、U33和U34的INH引脚相连，共同完成对模拟开关U32、U33和U34的控制。中央信号处理电路实现对行车数据采集、存储、智能处理和输出控制。
附图3中，图(b)为脉冲信号驱动放大电路。中央信号处理电路2的转速表脉冲控制信号OC2经过Q1、U40、U41和U42的信号处理放大后，转换成PulseControl 0电信号驱动转速表。中央信号处理电路的空气悬架脉冲控制信号OC3、涡流缓速器脉冲控制信号OC4、车速表脉冲控制信号OC5经过与转速表脉冲控制信号OC2相似的信号处理后驱动相应的执行部件。图(c)为开关信号驱动放大电路。中央信号处理电路2的车门开关控制信号PB0经过Q2、U43、U44和Q3的信号处理放大后，转换成Switch Control 0电信号控制车门状态。中央信号处理电路2的开关控制信号PB[1-7]经过与车门开关控制信号PB0相似的信号处理后驱动相应的执行部件。图(d)为数据信号驱动电路。中央信号处理电路2的D[0-7]和R/W引脚分别与U45的A[0-7]和DIR引脚相连，U45的输出线B[0-7]可与行车数据采集仪和显示器等数据端口相连进行行车数据的存储显示。
权利要求1.一种车载中央信号处理器，包含行车数据采集电路1、中央信号处理电路2和信息输出控制及传输电路3，其特征在于a、单片机内部A/D转换输入端AN[0-5]引脚与行车数据采集电路的数据线AN[0-5]相连，采集6路模拟信号；单片机的输入端PA[0-1]引脚与行车数据采集电路的数据线PA[0-1]相连，采集2路脉冲信号；单片机的数据线DATA[0-2]和锁存器的输出地址线A[0-2]分别与行车数据采集电路的数据线DATA[0-2]和地址线A[0-2]相连，锁存器的输出地址线A[3-5]分别与行车数据采集电路的控制线A[3-5]相连，采集24路开关量。b、中央信号处理电路2的单片机输出比较端口OC[2-5]与信息输出控制及传输电路的数据线OC[2-5]相连，输出4路脉冲控制量Pulse Control[0-3]；单片机的输出端口PB[0-7]与信息输出控制及传输电路的数据线PB[0-7]相连，输出8路开关控制量Switch Control[0-7]；单片机的数据线D[0-7]与信息输出控制及传输电路的D[0-7]相连，输出行车数据的数字信号Data Output[0-7]。
2.按照权利要求1所述的一种车载中央信号处理器，其特征在于a、模拟信号转换电路的水温信号Analog Signal 0经过运算放大器U1、U2、U3、U4和U5的信号处理后，转换成0～5V电压信号送入单片机的内部A/D转换输入端ANO脚上。电瓶电压Analog Signal 1、油量信号Analog Signal 2、油压信号Analog Signal 3、气压I信号Analog Signal 4、气压II信号AnalogSignal 5经过与水温信号Analog Signal 0相似的信号处理后分别送入单片机的AN[1-5]引脚上；脉冲信号转换电路的转速信号Pulse Signal 0，经过电压比较器U6整形后，经光电耦合器U7送入单片机的输入端PAO脚；车速信号PulseSignal 1经过与转速信号Pulse Signal 0相似的信号处理送入单片机的PA1引脚；经过开关信号转换电路进行电容滤波以及光电耦合处理后的开关信号S[0-23]分别与模拟开关U32、U33和U34的输入端X[0-7]相连接，其输出信号分别送入单片机的数据输入端口DATA[0-2]中，中央信号处理单元电路的地址线A[0-2]分别与模拟开关U32、U33和U34的A、B、C引脚相连，地址线A[3-5]分别与模拟开关U32、U33和U34的INH引脚相连，共同完成对模拟开关U32、U33和U34的控制。b、中央信号处理电路芯片U35的MODB脚经电阻R17与电源VCC连接，MODA脚直接接地。芯片U35的VRH和VRL引脚之间接电容C28后分别与模拟电源VCC和模拟地相连接。芯片U35的XTAL和EXTAL引脚外接晶振CY1。芯片U36的SDA和SCL引脚分别与单片机U35的PD0和PD1引脚相连，U37的SDA和SCL引脚分别与芯片U35的PD3和PD4引脚相连，芯片U38的RESET引脚与U35的RST引脚相连，芯片U39的D[0-7]和LE引脚分别与U35的PC[0-7]和AS引脚相连，其输出线A[0-2]分别与模拟开关U32、U33和U34的A、B、C引脚相连，A[3-5]分别与模拟开关U32、U33和U34的INH引脚相连。c、中央信号处理电路2的转速表脉冲控制信号OC2经R23输入到三极管Q1的基极，信号经Q1、U40、U41和U42处理放大后转换成Pulse Control 0电信号去驱动转速表，中央信号处理电路2的空气悬架脉冲控制信号OC3、涡流缓速器脉冲控制信号OC4、车速表脉冲控制信号OC5经过与转速表脉冲控制信号OC2相似的信号处理后驱动相应的执行部件；中央信号处理电路2的车门开关控制信号PB0经R27输入到Q2的基极，信号经Q2、U43、U44和Q3的处理放大后转换成Switch Control 0电信号控制车门状态，中央信号处理电路的开关控制信号PB[1-7]经过与车门开关控制信号PB0相似的信号处理后驱动相应的执行部件；中央信号处理电路2的D[0-7]和R/W引脚分别与U45的A[0-7]和DIR引脚相连。
专利摘要本实用新型属于汽车电子应用领域，是一种车载行车数据中央信号处理器。它由行车数据采集电路1、中央信号处理电路2以及信息输出控制及传输电路3组成。行车数据采集电路1可采集6路模拟信号、2路脉冲信号和24路开关量。信息输出控制及传输电路3可输出4路脉冲控制量、8组开关控制量和8位行车数据数字信号。本实用新型可输出统一的仪表参数进行仪表的显示控制，可输出欧洲标准的C3车速信号，用于完成限速以及巡航定速等功能。此外，由于采用了计算机数字技术，本实用新型还具有采集数据准确、行车数据处理快捷、可靠性高和抗干扰性强等优点。
文档编号B60R16/02GK2680519SQ200320111770
公开日2005年2月23日 申请日期2003年12月24日 优先权日2003年12月24日
发明者陈振华 申请人:哈尔滨中德威帝电子有限公司