专利名称：基于图形化tft的汽车组合仪表的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及汽车仪表装置，特别是涉及一种基于图形化TFT的汽车组合仪表。
背景技术：
传统的车辆行驶信息的获取及其对驾驶员的反馈往往是通过相互独立的设备来完成的。如驾驶员通过汽车仪表盘上的指针获得当前行驶车速、燃油量等信息；通过专门安 装在车上的行驶记录仪获得累计里程、超速记录等信息；通过专门安装的胎压监测系统获得当前胎压、胎温信息等。这种传统的信息获取及显示的方法因为设备间相互独立、缺乏相应的信息共享，缺乏系统性，往往以局部的特定信号作为判断依据，因此当汽车出现安全问题时，各设备之间无法协调，不能对险情做出最合理的判断。此外，传统的汽车行驶信息获取设备在信息的显示方面形式单一，在人机交互界面上不够友好，无法满足现代社会人们日益发展的对于良好人机交互界面的诉求。与此同时，随着车身电控单元数目越来越多，有必要通过总线技术将车内众多的控制单元(节点)联接起来，形成汽车内部的局域网络，实现信息共享、减少线束，提高可维护性。因此，汽车行驶信息的获取设备必然朝向集成化、图形化及网络化的方向发展。鉴于此，本发明人设计出一种基于图形化TFT的汽车组合仪表，克服上述存在的缺陷，本案由此产生。
发明内容本实用新型的目的就是提供一种基于图形化TFT的汽车组合仪表，采用图形化TFT显示方式，集总线型汽车仪表功能、胎压监测系统功能与行车电脑功能于一体，并且连接简单，抗干扰能力强，稳定性高。为了实现上述目的，本实用新型的解决方案为基于CAN总线的汽车仪表，包括处理单元，以及与处理单元各端口相连的CAN总线模块、传感器模块、报警模块、仪表背光模块、表头模块、TFT液晶模块、接口模块、电源模块和存储器模块；其中，所述传感器模块连接处理单元模拟量输入端，包括里程脉冲信号处理电路和燃油传感器信号处理电路；所述表头模块连接处理单元的脉冲输出端，包括里程表头、转速表头以及驱动上述表头的2个步进电机。所述处理单元采用MC9S12HY64芯片，该芯片具有CAN处理器、PWM/分频输出、10位A/D、LCD控制器等多种外围功能的16位汽车级单片机。所述CAN总线模块连接处理单元的数据收发端，该模块包括CAN接口芯片、共模电感瞬变抑制器、终端电阻以及滤波电路；CAN接口芯片的输入端依次连接共模电感瞬变抑制器和滤波电路，CAN接口芯片的输出端接至处理单元的输入端，终端电阻包括两个相互串联的电阻，连接在共模电感瞬变抑制器和滤波电路之间，其主要作用为消除在通信电缆中的信号反射，提供CAN终端确定电平。[0009]报警模块包括LED灯报警和蜂鸣器声音报警，这两部分共同组成了汽车的声光报警系统，可以增加驾驶人员对汽车状态的了解，提高汽车的安全性。其中LED灯报警部分分为直接控制和处理单元判断控制两种电路，蜂鸣器通过处理单元的PWM控制。仪表背光模块为仪表提供背光，由汽车的小灯开关控制，在灯光黑暗的环境下行驶，打开仪表背光可以很清楚地知道汽车发动机转速，车速等车辆行驶信息。仪表背光采用处理单元PWM驱动控制来实现。TFT液晶模块连接在处理单元的液晶驱动端上，显示燃油和水温的数据以及胎压状态与行车电脑状态。接口模块连接处理单元为连接汽车仪表和汽车电器的纽带，主要用于传输汽车仪表所要表达的各种信号。比如车速传感器信号，燃油传感器信号，仪表电源以及各种报警指示信号，是仪表和汽车之间的连接枢纽。处理单元的外部供电端连接电源模块。存储器模块连接处理单元使用的存储芯片是ATMEL公司的8K的E2PR0M芯片。存储仪表需要保存的数据，比如里程小计和累计等。所述传感器模块的里程脉冲信号处理电路分为三个处理部分，第一部分是信号的低通滤波电路，滤除信号中的高频信号；第二部分为电平转换电路；第三部分为后级低通滤波电路。所述燃油传感器信号处理电路分为二个部分，第一部分是信号的上拉电阻；第二部分是信号滤波电路。采用上述方案后，图形化TFT显示方式，集总线型汽车仪表功能、胎压监测系统功能与行车电脑功能于一体，并且可以最大化简化汽车线束、增强控制功能、提高安全保证、信息反映完全，抗干扰能力强。其中本实用新型中的CAN总线采用共模电感进行隔离，防止CAN处理电路的不可恢复性破坏，另外CAN总线本身具有高抗电磁干扰性，速度快,距离远，数据出错率极低，设置优先级满足不同实时性等特点。
图I是本实用新型较佳实施例的模块结构示意图；图2是本实用新型较佳实施例的处理单元的引脚图；图3是本实用新型较佳实施例的CAN总线模块电路图；图4是本实用新型较佳实施例的传感器模块电路图；图5是本实用新型较佳实施例的报警模块电路图；图6是本实用新型较佳实施例的仪表背光模块电路图；图7是本实用新型较佳实施例的表头模块电路图；图8是本实用新型较佳实施例的TFT液晶模块电路图；图9是本实用新型较佳实施例的接口模块电路图；图10是本实用新型较佳实施例的电源模块电路图；图11是本实用新型较佳实施例的存储模块电路图；图12是本实用新型较佳实施例的调试端口电路图；图13是本实用新型较佳实施例的按键电路图。
具体实施方式
如图I所示，本实用新型较佳实施例包括处理单元I以及与其各引脚相连的CAN总线模块2、传感器模块3、报警模块4、仪表背光模块5、表头模块6、TFT液晶模块7、接口模块8、电源模块9和存储器模块10。在本实施例中，处理单元I采用freescale公司的MC9S12HY64芯片，该芯片是带CAN处理器、PWM/分频输出、10位A/D、LCD控制器等外围功能的16位汽车级单片机。MC9S12HY64采用6芯BDM接口来进行程序下载，其丰富的外围IO资源可以省去输入输出的IO 口扩展，集成度更高。其外围连接电路如图2所示，MC9S12HY64芯片中的管脚RXCAN和管脚TXCAN连接CAN总线模块2，MC9S12HY64芯片的82脚和29脚分别连接报警模块4和仪表背光模块5。TFT液晶模块7块直接连接在处理单元I的控制管脚。处理单元I的外 部供电端连接电源模块9。存储器模块10连接处理单元83脚和84脚。如图3所示，CAN总线模块2包括CAN接口芯片21、共模电感瞬变抑制器22、终端电阻23以及滤波电路24。CAN接口芯片21采用的型号为TJA1050T，其输入端连接共模电感瞬变抑制器22，用于过滤共模点此干扰信号。共模电感瞬变抑制器22的输入端上还依次连接有终端电阻23和滤波电路24，对电路进行整流。传感器模块3如图4所示，主要对汽车仪表所需的传感器信号进行采集处理，包括里程脉冲信号处理电路31，燃油传感器信号处理电路33。里程脉冲信号处理电路31分为三个处理部分，第一部分是信号的低通滤波电路，滤除信号中的高频信号，由器件2R19，2R20，2C10，2R21和2R22组成；第二部分为电平转换电路，由器件2T6和2R23组成，里程传感器处理来的高电平为8 12V的脉冲转换成处理单元I可采集的高电平为5V脉冲信号；第三部分为后级低通滤波电路由2R23和2C11组成。里程脉冲信号反应当前汽车行驶的实时速度，记录汽车行驶的总里程数。燃油传感器信号处理电路33分为二个部分，第一部分是信号的上拉电阻，由器件1 20，03，020，1 22，04，1 23，C21，R48组成，与传感器电阻信号相匹配提取传感器电阻上的电压信号，其中R20，Q3，C20，R22，Q4组成上拉电阻的电源控制电路，在汽车熄火状态可以断开电源使得燃油传感器处在不工作状态，确保仪表休眠时满足低功耗要求；第二部分是信号滤波电路，由器件R25，C23组成组要是对传感器过来的信号起到滤波的作用，同时R25还具有限流的作用，比如万一燃油传感器信号接口接了其他12V的信号，也不会破坏处理单元I，如果没有R25或者R25过小，则很可能损坏处理单元I的采集管脚。水温信号也来自CAN总线。其中，燃油传感器33连接在MC9S12HY64芯片上的模拟量输入管脚。本实施例中的报警模块4如图5所示，包括指示灯电路4广43和蜂鸣器电路44。其中指示灯电路42中是汽车上引出的硬线直接控制，比如左转向，右转向，后雾灯等，指示灯电路43由处理单元I直接控制。指示灯电路41由处理单元I采集信号，显示在液晶中。蜂鸣器电路44由处理单元I的第95，98脚直接控制。仪表背光模块5如图6所示，仪表背光采用处理单元I控制的方式，背光源由处理单元I的29脚进行PWM控制。表头模块6如图7所示，有两个步进电机驱动的里程表头和转速表头，由处理单元I的步进电机驱动管脚直接驱动控制。[0039]TFT液晶模块7如图8所示为128*64的点阵液晶，直接连接在处理单元I控制管脚。其中燃油和水温表头在该TFT液晶模块中显示。接口模块8如图9所示，提供汽车仪表所需的各种信号。电源模块9如图10所示，该电源采用常供电的方式，该模块包括稳压处理单元91、外部供电单元92、失电检测单元93和传感器电源94。稳压处理单元91采用4275开关电源将蓄电池电源进行稳压处理，得到5V统供电电源。另外，外部供电单元92包括钥匙火和蓄电瓶正极两部分，失电检测单元93为汽车熄火仪表进行失电后指针回零，里程保存，进入休眠操作的一个判断。12V电源经过限流电阻和整流二极管组成了传感器电源94。存储器模块10如图11所示，使用的存储芯片是ATMEL公司的8K的E2PR0M芯片。存储仪表需要保存的数据比如里程小计和累计等等。 另外，本实施例中还配调试端口(如图12)和操作按键(如图13)，操作按键连接在MC9S12HY64芯片上，对汽车里程进行小计清零，显示界面切换，参数修改等功能。调试端口模拟提供仪表脉冲，模拟量，CAN信号实现对仪表各种信号调试的功能。本实用新型具有完善的报警模块，对汽车硬线引出的信号可以直接报警，也可以对经过处理单元I处理后的信号进行报警。上述实施例和图式并非限定本实用新型的产品形态和式样，任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本实用新型的专利范畴。
权利要求1.基于图形化TFT的汽车组合仪表，其特征在于包括处理单元，以及与处理单元各端口相连的CAN总线模块、传感器模块、报警模块、仪表背光模块、表头模块、TFT液晶模块、接口模块、电源模块和存储器模块；其中，所述传感器模块连接处理单元模拟量输入端，包括里程脉冲信号处理电路和燃油传感器信号处理电路；所述表头模块连接处理单元的脉冲输出端，包括里程表头、转速表头以及驱动上述表头的2个步进电机。
2.如权利要求I所述的基于图形化TFT的汽车组合仪表，其特征在于所述处理单元采用MC9S12HY64芯片。
3.如权利要求I所述的基于图形化TFT的汽车组合仪表，其特征在于所述CAN总线模块连接处理单元的数据收发端，该模块包括CAN接口芯片、共模电感瞬变抑制器、终端电阻以及滤波电路；CAN接口芯片的输入端依次连接共模电感瞬变抑制器和滤波电路，CAN接口芯片的输出端接至处理单元的输入端，终端电阻包括两个相互串联的电阻，连接在共模电感瞬变抑制器和滤波电路之间。
4.如权利要求I所述的基于图形化TFT的汽车组合仪表，其特征在于报警模块包括LED灯报警和蜂鸣器声音报警，其中，LED灯报警分为直接控制和处理单元判断控制，蜂鸣器声音报警通过处理单元的PWM控制。
5.如权利要求I所述的基于图形化TFT的汽车组合仪表,其特征在于仪表背光模块通过处理单元的PWM驱动控制实现。
6.如权利要求I所述的基于图形化TFT的汽车组合仪表，其特征在于TFT液晶模块连接在处理单元的液晶驱动端上。
7.如权利要求I所述的基于图形化TFT的汽车组合仪表，其特征在于处理单元的外部供电端连接电源模块。
8.如权利要求I所述的基于图形化TFT的汽车组合仪表，其特征在于存储器模块采用ATMEL公司的8K的E2PR0M芯片。
9.如权利要求I所述的基于图形化TFT的汽车组合仪表，其特征在于所述传感器模块的里程脉冲信号处理电路分为三个处理部分，第一部分是信号的低通滤波电路；第二部分为电平转换电路；第三部分为后级低通滤波电路；所述燃油传感器信号处理电路分为二个部分，第一部分是信号的上拉电阻；第二部分是信号滤波电路。
专利摘要本实用新型公开一种基于图形化TFT的汽车组合仪表，包括处理单元，以及与处理单元各端口相连的CAN总线模块、传感器模块、报警模块、仪表背光模块、表头模块、TFT液晶模块、接口模块、电源模块和存储器模块。TFT液晶显示采用图形化方式，可以直观地显示出车辆行驶状态与报警状态，以及胎压状态与行车电脑状态。并且可以最大化简化汽车线束、增强控制功能、提高安全保证、信息反映完全，抗干扰能力强。其中本实用新型中的CAN总线采用共模电感进行隔离，防止CAN处理电路的不可恢复性破坏。
文档编号G01D7/02GK202719988SQ201220326290
公开日2013年2月6日 申请日期2012年7月6日 优先权日2012年7月6日
发明者马敏杰, 姜伟东, 沈永庆, 姚玉祥, 蔡海刚 申请人:浙江汽车仪表有限公司