電動(dòng)車液晶儀表檢測(cè)設(shè)備

舒?zhèn)ゼt

（浙江麗水市縉云縣職業(yè)中等專業(yè)學(xué)校 浙江省縉云縣 321400）

近年來(lái)，電動(dòng)車（二輪自行車）遍及千家萬(wàn)戶，每年產(chǎn)量達(dá)到千萬(wàn)數(shù)量級(jí)。電動(dòng)車儀表以液晶屏顯示為主流，生產(chǎn)廠家以中小型企業(yè)為主，多數(shù)采用人工質(zhì)檢方式，亟急便攜輕巧、接口標(biāo)準(zhǔn)，能適用于生產(chǎn)、檢驗(yàn)、技術(shù)調(diào)試的低成本檢測(cè)設(shè)備。

1 液晶儀表檢測(cè)設(shè)備性能要求

圖1 給出了一款代表性的液晶顯示屏，顯示速度、累計(jì)里程、電瓶電壓、剩余電量、轉(zhuǎn)向、大燈、檔位指示及故障代碼。根據(jù)儀表要求，列出液晶儀表需要檢測(cè)的項(xiàng)目。

2 電源電路設(shè)計(jì)

檢測(cè)設(shè)備輸出4 組電壓以滿足儀表檢測(cè)需求，直流電12V 供給待測(cè)儀表轉(zhuǎn)向、檔位電壓信號(hào)，48V-60V 電壓為儀表工作電源，5V及30V 電壓分別由穩(wěn)壓器78L05 及TL431 輸出穩(wěn)定直流電壓。

3 單片機(jī)電路

檢測(cè)設(shè)備的核心部分是單片機(jī)控制，本項(xiàng)目采用國(guó)產(chǎn)賽元51 內(nèi)核單片機(jī)SC92F7352，內(nèi)有8KB Flash ROM，128Byte 的EEPROM、12 位ADC 模塊、內(nèi)建高精度高頻24MHz 振蕩器，性價(jià)比高。

單片機(jī)外圍電路比較簡(jiǎn)潔，核心是4*4 矩陣鍵盤，鍵控輸出儀表檢測(cè)信號(hào)，鍵盤功能定義如表1 所示。

表1 中一線通信號(hào)是電動(dòng)車儀表行業(yè)特定的一種單線通訊協(xié)議，加載有通訊密碼，傳輸電機(jī)運(yùn)行單位時(shí)間內(nèi)的霍爾數(shù)（與行車速度成正比）、檔位及各種故障碼。單從速度信號(hào)而言，其原理與頻率信號(hào)類似，速度指示較為準(zhǔn)確。通訊協(xié)議可參考相關(guān)資料，本文不再細(xì)述。

儀表的檔位信號(hào)有兩種信號(hào)來(lái)源，整車控制器采用一線通協(xié)議傳輸時(shí)來(lái)源于一線通傳輸，控制器不采用一線通時(shí)，來(lái)源于獨(dú)立檔位信號(hào)，鍵盤G1-G3 控制檔位信號(hào)即為滿足此類需求。

4 轉(zhuǎn)向及檔位信號(hào)輸出

電動(dòng)車液晶儀表接收轉(zhuǎn)向及檔位的有效信號(hào)是12V-60V 直流電壓，圖1 中按鍵按下時(shí)，單片機(jī)IO 口輸出控制電平0-5V，不足以滿足液晶儀表需求，需要另接上三極管轉(zhuǎn)換電路。

5 速度信號(hào)

市場(chǎng)上通用電動(dòng)車儀表速度信號(hào)有三種，分別為相線、霍爾、一線通。

5.1 相線速度信號(hào)

檢測(cè)設(shè)備經(jīng)TL431 輸出穩(wěn)壓電壓30V，如圖1 所示，此電壓為60V 電池的電動(dòng)車最高速度，通常在液晶儀表上顯示時(shí)速45-50km/h。

圖1：顯示及單片機(jī)電路

5.2 霍爾速度信號(hào)

霍爾速度信號(hào)即為占空比1:1 的方波頻率信號(hào)，幅值為5V，頻率在0-400Hz 對(duì)應(yīng)時(shí)速0-50km/h，不同廠家略有差異。參見(jiàn)圖1由P01 輸出，編碼開(kāi)關(guān)可調(diào)節(jié)輸出頻率。

5.3 一線通信號(hào)

市場(chǎng)上通用的一線通全稱為一線通故障自檢系統(tǒng)，也稱液晶顯示器通信協(xié)議，此協(xié)議是液晶顯示器與電動(dòng)車控制器傳輸運(yùn)行狀態(tài)和故障的方案性應(yīng)用協(xié)議，檢測(cè)設(shè)備需要模擬電動(dòng)車控制器輸出一線通信號(hào)用以檢測(cè)液晶儀表，協(xié)議采用主從方式，采用單線單向傳輸，即只需要一根傳輸線路，電動(dòng)車控制器為發(fā)送方，一次傳輸一幀數(shù)據(jù)，共包含65 個(gè)bit：一個(gè)起始位，8x8 個(gè)數(shù)據(jù)位，傳輸結(jié)束后要求線路空閑狀態(tài)為低電平，圖2 為數(shù)據(jù)編碼定義，通常32Tosc為0.5ms-1ms，數(shù)據(jù)的電平遵守TTL 規(guī)范，詳細(xì)編碼規(guī)則可參考廠家提供的協(xié)議方案。

6 顯示部分

檢測(cè)設(shè)備配上LCD 顯示屏，指示當(dāng)前輸出信號(hào)狀態(tài)，顯示內(nèi)容包括輸出48V 電壓、頻率大小、左右轉(zhuǎn)向指示燈、檔位、時(shí)速及各類故障符號(hào)，為減少制作檢測(cè)設(shè)備制作難度，選用了一塊5535液晶儀表模組，顯示界面如圖1 所示作為檢測(cè)設(shè)備顯示使用方便、一目了然。

7 程序設(shè)計(jì)

7.1 總體程序框架

單片機(jī)程序包含4*4 鍵盤掃描，編碼開(kāi)關(guān)識(shí)別、霍爾頻率信號(hào)、一線能信號(hào)、轉(zhuǎn)向及檔位信號(hào)輸出、當(dāng)前霍爾頻率存儲(chǔ)（EEPROM）等。

7.2 鍵盤掃描

依次掃描第二行、第三行和第四行，完成16 個(gè)按鍵的識(shí)別，參考例程給出掃描第一行代碼，依次設(shè)定P1=0xfd; P26=P27=1 掃描第二行，P1=0xfb; P26=P27=1 掃描第三行，P1=0xf7; P26=P27=1 掃描第四行。

P1=0xfe; P26=P27=1;//掃描第一行

If(P26==0) { key=1 ;}//P2.6 為低電平，K1 按下

If(P27==0) { key=2 ;}//P2.7 為低電平，K2 按下

If(P17==0) { key=3 ;}//P1.7 為低電平，K3 按鍵按下

If(P16==0) { key=4 ;}//P1.6 為低電平，K4 按鍵按下

矩陣鍵盤采用掃描識(shí)別程序，以行為掃描方向，先將第1 行所接IO 口（P1.0）輸出低電平（其余行輸出高電平），再檢測(cè)列信號(hào)，某列輸入電平為低時(shí)，表示第一行該列所對(duì)應(yīng)的按鍵已按下，如檢測(cè)到P2.6 為低電平，則第一行對(duì)應(yīng)P2.6 的按鍵K1 有效（參見(jiàn)圖1），

表1：鍵盤功能定義

圖2：數(shù)據(jù)編碼定義

圖3：編碼開(kāi)關(guān)輸出波形

7.3 編碼開(kāi)關(guān)編程

在電子產(chǎn)品中經(jīng)常使用到旋轉(zhuǎn)編碼開(kāi)關(guān)，一般的旋轉(zhuǎn)編碼開(kāi)關(guān)都具有左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)的功能，參見(jiàn)圖1，三個(gè)引腳編為1、2、3 腳中，2 腳（中間腳）接地，1 與3 腳接上拉電阻（單片機(jī)內(nèi)部有上拉電阻），開(kāi)關(guān)左、右旋轉(zhuǎn)時(shí)，在1、3 腳就能檢測(cè)到脈沖信號(hào)的輸出。

如果BM2 下降沿時(shí)，BM1 為高則表示順時(shí)鐘旋轉(zhuǎn)；如果BM2下降沿時(shí)，BM1 為低電平則表示逆時(shí)鐘旋轉(zhuǎn)。圖3 中將BM2 端口接外部中斷管腳INT24（下降沿觸發(fā)），將BM1 端口接單片機(jī)輸入IO，開(kāi)通單片機(jī)INT24 中斷，在中斷子程序里完成編碼開(kāi)關(guān)識(shí)別。

NT2 中斷服務(wù)程序參考如下：

8 結(jié)束語(yǔ)

本檢測(cè)設(shè)備設(shè)計(jì)成品約在20*15CM，通過(guò)16 個(gè)按鍵操作，55*35mm 大小的LCD 屏顯示輸出信息，外部通過(guò)10P 接線端引出檢測(cè)信號(hào)線，小巧輕便成本低，適合在各類工位上操作，數(shù)百臺(tái)設(shè)備先后在多家儀表廠家使用，有效提高了測(cè)試效率及可靠性。