基于H8/3802的步进电机2号站代理注册式汽车仪表的开发

【主管Q:2347660】2号站代理注册随着光学、电子技术的迅速发展,特别是计算机技术在汽车仪表中的广泛应用,汽车仪表正向数字化和智能化方向发展。从最初的基于机械作用力而工作的机械式仪表、基于电测原理的电气式仪表发展到以动磁式机心或动圈式机心为主的模拟电路电子式仪表,到最新的步进电动机式全数字汽车仪表。

步进电机式仪表的指示精度远远高于国家标准,与模拟电路电子式仪表相比,其分度均匀,指针的重复性能好、响应速度快、无抖动,产品品质的稳定性和可靠性有根本保证,而且批量生产的成本有望低于同等功能的模拟电子式汽车仪表。由于其突出特点,步进电动机式汽车仪表在欧美应用已相当普及。目前,国内部分中、高档轿车,如一汽红旗世纪星,上汽帕萨特、赛欧、奇瑞,长安世纪星等均使用了步进电动机式汽车仪表。供应国内轿车步进电动机式汽车仪表主要是德国VDO公司和美国德科公司。有充足的理由相信,步进电动式汽车仪表将是未来一段时间内汽车仪表的主导产品。

1步进电机的驱动和控制方案1,采用带步进电机驱动的微控制器,如NEC的uPD780828、Fuitsu的MB90420,两者都有4通道大电流输出的步进电机控制器。

方案2采用独立的步进电机驱动/控制器,如进电机驱动器等,以M-SX12.017为例进行了说明。M-SX12.017能同时驱动4个步进电机,控制非常简单。

以MotoA为例,微处理器PC的引脚1输出脉冲信号通过驱动器使步进电机转动,引脚2输出的高低电平信号控制电机号侑信ifit电驱动的转动万向。

方案3采用I/O端口进行控制(示)。一般说来,普通I/O端口的驱动电流小于10mA,而一般步进电机的额定电流在20mA左右,因此I/O端口必须通过其他驱动电路或驱动芯片来驱动步进电机,如74LS244等。在这种方式下,步进电机各个引脚的高低电平信号及细分功能驱动必须全部靠软件完成。

可以看出前两种方案对步进电机的控制主要靠硬件完成,成本较高,但控制软件的编写相对比较简单;方案3与之相反,硬件成本较低,控制功能主要靠软件来实现。本文采用方案3进行了步进电机汽车仪表的开发。

2仪表板硬件设计本次设计的汽车仪表板有四个模拟表(水温、油量、速度及转速),同时还有一块LCD用来显示档位、时钟、总计里程及小计里程;其他一些指示报警信号灯及背光灯用LED显示,其结构如所示。综合考虑以上的技术要求及成本等因素,我们选用Renesas公司的低功耗系列芯片H8/3802芯片两片,其工业级的不合格率可控制在10ppm以下,工作温度范围为-40°C~85°C,能满足汽车用芯片的要求。它有8位和16位计数器各一个;11个外部中断;25X4LCD驱动器;还有4通道10位A/D等。驱动芯片选择74LS244.下面介绍其中的一些主要电路。2号站平台总代

油量侑号特逋信号仪表板结构示意。1电源电路该仪表板需要两路电源:V电源和12V电源,5V电源12V电源用于需要大电流如:Lm蜂鸣器等。输入电源有三路:12V电源、仪表照明和点火开关,12V电源和仪表照明驱动背光,5V电源由12V电源和点火开关经逻辑或以后通过电源转换芯片得到。由于汽车蓄电池工作期间电压有比较大的波动,最高超过15V,起动时甚至低于6V,综合考虑,我们选用TLE4275,该芯片输入电压范围比较宽(5.5V~32V),输出电压波动较小(5V±2%),而且该芯片还有低电压复位功能。

汽车速度信号由车速传感器输出与车速成比例的脉冲信号;发动机转速信号来自点火线圈的初级信号。经过如所示的转换电路,车速脉冲信号和转速脉冲信号输入到H8/3802的外部中断端口,配合一个计数器,即可测出车速和转速。

汽车水温、油量传感器采用电阻式传感器,其变换电路相同,如所示,采用典型的差动放大电路,电阻Vr1为零位调节电阻,电阻R1为放大器增益调节电阻,电阻Rx1为传感器电阻值。通过调节电阻R1使放大器输出电压范围为0~AVcc输出电压至H8/3802的A/D端口。

2.4其他电路除以上电路外,还有EEPROM电路、LED驱动电路、LCD驱动电路、步进电机驱动电路。EEPROM用来存储行驶里程数据(小计、总计),H8/3802 A通过端口P4与EEP ROM交换数据,LED显示指示和报警信号,直接用12V电源或地点亮;LCD显示行驶里程数据,还显示档位信号和时钟;水温、油量转换电路见3仪表板软件设计3.1软件设计要点仪表控制程序大小约8K左右,程序设计采用模块化设计,包括主程序、初始化子程序、中断采样子程序、数据处理子程序、显示子程序、步进程序等。限于篇幅,这里只对主要的几个功能子程序作介绍:转速、车速信号测量及处理子程序转速、车速信号测量均采用脉冲周期测量法,通过一个外部中断IRQ1(可选择下降沿有效或上升沿有效)和一个内部计数器测量一个或多个脉冲信号时间,通过数据处理及转换子程序,转换成相应的步进电机步进值。

步进电机步进子程序为使步进电机运行平稳这里采用细分驱动也就是微步驱动方式,主要通过改变步进电机各个引脚输入信号的占空比来实现,部分程序如下:void是当前相位值Step在主程序中运行,每执行一次步进电机转动10微3.2仪表板控制软件流程图(示)在初始化之前,通过引脚P36和P37输入信号来决定程序的跳转。

主程序流程图初始化子程序主要是对芯片端口(输入或输出状态)、中断、计数器、仪表指针等的初始化,在芯片A中的初始化还包括LCD里程显示的初始化;数据处理及转换子程序主要是对车速信号(转速信号)的周期值、水温(油量)A/D采集值进行处理,然后通过查表法转换成对应的步进电机的步进值;开关信号处理程序,主要用于控制一些信号报警灯,如油量报警灯、水温报警灯等。2号站注册1970

4结束语本文详细介绍了一款低成本步进电机式汽车仪表板的软硬件设计过程。该仪表板在实际运行试验中,各方面表现良好,指针可以平滑转动,在中、低速情况下精度很高。

2号站官网【主管Q:2347660】为用户提供注册登录服务,咨询平台代理、开户注册、挂机计划登录,可以联系我们平台对接直接处理
2号站平台|2号站注册|2号站代理|2号站开户 » 基于H8/3802的步进电机2号站代理注册式汽车仪表的开发

2号站官网【主管Q:2347660】

立即查看 了解详情