一種全液晶汽車儀表的系統(tǒng)架構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種全液晶汽車儀表的系統(tǒng)架構(gòu)，包括核心處理器CORE、微控制器MCU、第一穩(wěn)壓芯片及第二穩(wěn)壓芯片，微控制器MCU通過第一穩(wěn)壓芯片與電源相聯(lián)，核心處理器CORE通過第二穩(wěn)壓芯片與電源相聯(lián)，微控制器MCU與第二穩(wěn)壓芯片相聯(lián)，微控制器MCU與核心處理器CORE之間進(jìn)行串口通信，微控制器MCU接收汽車車身的電平信號、電壓信號及CAN信號。本發(fā)明技術(shù)方案可以讓信號采集和界面呈現(xiàn)軟件單獨(dú)進(jìn)行開發(fā)，在確定通信協(xié)議的基礎(chǔ)上，雙方無相互依賴，加快了產(chǎn)品開發(fā)周期。
【專利說明】
一種全液晶汽車儀表的系統(tǒng)架構(gòu)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于汽車儀表技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種全液晶汽車儀表的系統(tǒng)架構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前的汽車儀表有純機(jī)械式、局部帶有液晶顯示的機(jī)械式儀表，純機(jī)械式汽車儀表采用機(jī)械指針來顯示信息。局部帶有液晶顯示的機(jī)械儀表通過機(jī)械指針及LED作為信息呈現(xiàn)方式，其比機(jī)械式儀表更具優(yōu)越性。而目前帶有液晶顯示的機(jī)械式儀表，其液晶顯示區(qū)域較小，通常使用單控制器(8位或16位單片機(jī))便能完成整個功能要求。然而，隨著客戶多元化的需求、電動汽車的普及、以及部分智能應(yīng)用，促進(jìn)了帶液晶汽車儀表的發(fā)展。但現(xiàn)有此類汽車儀表存在如下兩點(diǎn)技術(shù)問題:1、可復(fù)用性差，平臺更換難度大。使用核心小板后，不同的項(xiàng)目，核心小板的電路不用重新設(shè)計(jì)，節(jié)約了設(shè)計(jì)時間和成本。2、儀表開發(fā)界面不夠美觀。由于現(xiàn)有儀表沒有使用大尺寸、高分辨率的液晶屏，即使是小尺寸的屏幕，顯示方案通過圖片效果簡單的疊加而成，制作難度大。因此，作為人機(jī)交互主要部件之一，現(xiàn)有的汽車儀表方案已經(jīng)不能滿足高性能和快速開發(fā)的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，本發(fā)明公開了一種全液晶汽車儀表的系統(tǒng)架構(gòu)。
[0004]本發(fā)明采取如下技術(shù)方案:一種全液晶汽車儀表的系統(tǒng)架構(gòu)，包括核心處理器CORE、微控制器MCU、第一穩(wěn)壓芯片及第二穩(wěn)壓芯片，微控制器M⑶通過第一穩(wěn)壓芯片與電源相聯(lián)，核心處理器CORE通過第二穩(wěn)壓芯片與電源相聯(lián)，微控制器M⑶與第二穩(wěn)壓芯片相聯(lián)，微控制器MCU與核心處理器⑶RE之間進(jìn)行串口通信，微控制器M⑶接收汽車車身的電平信號、電壓信號及CAN信號。
[0005]優(yōu)選的，第二穩(wěn)壓芯片是帶控制端的穩(wěn)壓芯片。
[0006]優(yōu)選的，核心處理器CORE設(shè)有以太網(wǎng)接口、TF卡、串口，并與液晶屏相聯(lián)。
[0007]優(yōu)選的，電源采用12V供電，12V電壓經(jīng)過低壓差線性穩(wěn)壓器轉(zhuǎn)換為5V電壓，給微控制器MCU供電。
[0008]優(yōu)選的，12V電壓經(jīng)過DC-DC模塊將12V轉(zhuǎn)換為4.2V電壓，為核心處理器CORE供電。
[0009]優(yōu)選的，12V電壓經(jīng)過第二低壓差線性穩(wěn)壓器給液晶屏提供背光電源，并且該電源受微控制器MCU控制。
[0010]優(yōu)選的，微控制器MCU的外圍電路包括最小系統(tǒng)電路、EEPROM電路、串口電路、蜂鳴器電路、步進(jìn)電機(jī)、CAN收發(fā)電路、RTC、GP10、模擬信號采集、按鍵。
[0011]優(yōu)選的，核心處理器⑶RE的外圍電路包括最小系統(tǒng)電路、DDR電路、FLASH電路、UART電路及LCD顯示電路。
[0012]本發(fā)明全液晶汽車儀表的系統(tǒng)架構(gòu)包括控制器(MCT)、核心處理器(CORE)，通過串口實(shí)現(xiàn)處理器與控制器之間的通信，核心處理器與控制器分別采用獨(dú)立電源芯片供電。核心處理器電路與控制器電路分離，核心處理器及其外圍模塊單獨(dú)以核心小板方式，制成通用模塊?？刂破骷捌漭o助電路、控制電路以底板方式集成，核心小板與底板通過規(guī)定接口焊接而成。
[0013]本發(fā)明在滿足實(shí)際應(yīng)用的基礎(chǔ)上提出，并在核心處理器平臺上引入Linux操作系統(tǒng)，以QT作為汽車儀表界面開發(fā)工具，可以利用其優(yōu)秀的性能，加速軟件開發(fā)。
[0014]相對于傳統(tǒng)儀表，本發(fā)明技術(shù)方案可以讓信號采集和界面呈現(xiàn)軟件單獨(dú)進(jìn)行開發(fā)，在確定了通信協(xié)議的基礎(chǔ)上，雙方無相互依賴，加快了產(chǎn)品開發(fā)周期。此外，核心處理器可以做成通用模塊，在不同車型上，可以通用，節(jié)約了開發(fā)成本和開發(fā)時間。
【附圖說明】
[0015]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)框圖。
[0016]圖2是本發(fā)明實(shí)施例1的電路框架圖。
[0017]圖3是本發(fā)明實(shí)施例2的系統(tǒng)框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例作詳細(xì)說明。
[0019]如圖1所示，其中，Dasboard指儀表板;UART指MCU與⑶RE之間的串口通信；⑶RE指的是核心顯示處理芯片;MCU指的是微控制器;PIN指的是車身傳遞給儀表的電平信號及電壓信號；CAN指的是車身與儀表之間的CAN總線通信;PffR CTL指的是MCU給CORE的供電芯片控制信號；12V_V1指的是將12V轉(zhuǎn)Vl的穩(wěn)壓芯片；12V_V2指的是12V轉(zhuǎn)V2的帶控制端的穩(wěn)壓芯片。
[0020]Dasboard儀表板上設(shè)有12V_V1穩(wěn)壓芯片、12V_V2帶控制端的穩(wěn)壓芯片、MCU及C0RE，12V_V1穩(wěn)壓芯片、12V_V2帶控制端的穩(wěn)壓芯片都與外界12V電源相聯(lián)。12V_V1與MCU相聯(lián)，M⑶與車身電平信號及電壓信號源相聯(lián)，M⑶通過CAN總線與車身CAN信號源相聯(lián)。M⑶還與12V_V2帶控制端的穩(wěn)壓芯片相聯(lián)。
[0021 ] 12V_V2帶控制端的穩(wěn)壓芯片與CORE相聯(lián)，CORE與M⑶之間通過UART進(jìn)行串口通信。
[0022]整個系統(tǒng)采用12V供電。由⑶RE驅(qū)動大尺寸液晶顯示控制器可以對核心處理器的電源進(jìn)行控制。CAN及PIN信號采集、處理在控制器上實(shí)現(xiàn)，界面顯示在核心處理器上實(shí)現(xiàn)。
[0023]實(shí)施例1
[0024]如圖2所示，在本實(shí)施例全液晶汽車儀的系統(tǒng)構(gòu)架目中，核心處理器采用頂X6，供電電壓采用4.2V，控制器采用富士通MB91F522，供電電壓為5V。電源芯片12V_V1為BD4275和12V_V2為BD9781。
[0025]IMAX6設(shè)有以太網(wǎng)接口、TF卡、串口，并與10.1寸液晶屏相聯(lián)。
[0026]整個系統(tǒng)采用12V供電，12V電壓經(jīng)過LD0(low dropout regulator)低壓差線性穩(wěn)壓器，轉(zhuǎn)換為5V電壓，5V電源給CAN收發(fā)器、MCU、EEPR0M、RTC時鐘、調(diào)試接口、緩沖器、以及信號采集電路供電。12V電壓經(jīng)過DC-DC(直流轉(zhuǎn)換為直流)，將12V轉(zhuǎn)換為4.2V電壓，為頂X6供電。12V電壓經(jīng)過LDO(低壓差線性穩(wěn)壓器)，給10.1寸液晶屏提供背光電源，并且該電源受MCU可控。
[0027]MCU主要包括CAN、IIC、RTC、GP1、Debug以及PPG等，CAN模塊通過CAN收發(fā)器，與車身CAN信號進(jìn)行通信，IIC接口實(shí)現(xiàn)EEPROM數(shù)據(jù)的讀寫，EEPROM采用AT24C02，主要用于存儲總里程、故障碼、以及配置信息等。RTC接口采用MCU的GP1進(jìn)行模擬，用于獲取或設(shè)置外部實(shí)時時鐘(DS1302)的時間日期信息。Debug接口可以實(shí)現(xiàn)程序的在線仿真與調(diào)試、外部的Debug_IF通過接插件實(shí)現(xiàn)，當(dāng)接入接插件后，MCU自動進(jìn)入調(diào)試模式，當(dāng)拔下接插件時，MCU進(jìn)入正常運(yùn)行模式。PPG模塊用于輸出脈沖信號，控制蜂鳴器發(fā)出報(bào)警聲音。
[0028]CAN收發(fā)器與CAR接口之間進(jìn)行CAN數(shù)據(jù)傳輸，CAR接口與電源保護(hù)模塊相聯(lián)，電源保護(hù)模塊與12V電源相聯(lián)。
[0029]CAR接口還通過信號采集電路與M⑶的GP1相聯(lián)，M⑶進(jìn)行信號采集。
[0030]實(shí)施例2
[0031]如圖3所示，其為一款組合汽車儀表的系統(tǒng)框圖，該組合儀表采用了7寸液晶和I路步進(jìn)電機(jī)。MCU采用富士通MB96F385，C0RE采用富士通MB86R01 (最大支持1024*768分辨率)。MCU和CORE之間使用串口進(jìn)行通信JCU外圍電路主要有最小系統(tǒng)電路(包含晶振電路、復(fù)位電路、下載/調(diào)試電路)、EEPR0M電路(保存里程以及故障碼和客戶配置信息)、串口電路(用于調(diào)試輸出以及與CORE進(jìn)行通信)、蜂鳴器電路、步進(jìn)電機(jī)(用于車速指示)、CAN收發(fā)電路、RTC (實(shí)時時鐘)、GP〗O、模擬信號采集(g卩AD采集)、按鍵(用于界面切換、里程清零)等。CORE外圍電路主要有最小系統(tǒng)電路、DDR電路、FLASH電路、UART電路以及IXD顯示電路等。CORE的電源控由MCU進(jìn)行控制。
[0032]上述對本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)說明。
[0033]本發(fā)明具有如下技術(shù)效果:
[0034]1、將QT引入到儀表軟件開發(fā)，借用其良好的跨平臺性，采用面向?qū)ο蟮姆椒ǎ渚哂胸S富的API以及支持2D、3D圖形渲染，支持OpenGL，可以快速開發(fā)出界面優(yōu)美的產(chǎn)品。
[0035]2、將Linux系統(tǒng)應(yīng)用到全液晶汽車儀表系統(tǒng)構(gòu)架中，為液晶儀表的提供強(qiáng)大的性能支持，包括對QT的支持，其優(yōu)勢在于:
[0036](I)解決傳統(tǒng)汽車儀表方案性能不足，不能驅(qū)動大尺寸、高分辨率液晶的缺點(diǎn)。
[0037](2)使用串口通信，使軟件聯(lián)調(diào)變得方便，幾乎所有的控制器/核心處理器都支持串口。
[0038](3)將信號采集部分與界面顯示部分進(jìn)行分離，降低了系統(tǒng)開發(fā)的難度，加快了軟件開發(fā)速度。
[0039](4)降低了開發(fā)成本，方便不同平臺的切換，在不同項(xiàng)目中，根據(jù)客戶要求，只需要更改控制器電路即可，核心處理器的電路完全不需要變動。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種全液晶汽車儀表的系統(tǒng)架構(gòu)，其特征是包括核心處理器⑶RE、微控制器MCU、第一穩(wěn)壓芯片及第二穩(wěn)壓芯片，微控制器M⑶通過第一穩(wěn)壓芯片與電源相聯(lián)，核心處理器CORE通過第二穩(wěn)壓芯片與電源相聯(lián)，微控制器M⑶與第二穩(wěn)壓芯片相聯(lián)，微控制器M⑶與核心處理器CORE之間進(jìn)行串口通信，微控制器MCU接收汽車車身的電平信號、電壓信號及CAN信號。2.如權(quán)利要求1所述全液晶汽車儀表的系統(tǒng)架構(gòu)，其特征是:所述的第二穩(wěn)壓芯片是帶控制端的穩(wěn)壓芯片。3.如權(quán)利要求1所述全液晶汽車儀表的系統(tǒng)架構(gòu)，其特征是:核心處理器CORE設(shè)有以太網(wǎng)接口、TF卡、串口，并與液晶屏相聯(lián)。4.如權(quán)利要求3所述全液晶汽車儀表的系統(tǒng)架構(gòu)，其特征是:電源采用12V供電，12V電壓經(jīng)過低壓差線性穩(wěn)壓器轉(zhuǎn)換為5V電壓，給微控制器MCU供電。5.如權(quán)利要求4所述全液晶汽車儀表的系統(tǒng)架構(gòu)，其特征是:12V電壓經(jīng)過DC-DC模塊將12V轉(zhuǎn)換為4.2V電壓，為核心處理器CORE供電。6.如權(quán)利要求3-5任一項(xiàng)所述全液晶汽車儀表的系統(tǒng)架構(gòu)，其特征是:12V電壓經(jīng)過第二低壓差線性穩(wěn)壓器給液晶屏提供背光電源，并且該電源受微控制器MCU控制。7.如權(quán)利要求1所述全液晶汽車儀表的系統(tǒng)架構(gòu)，其特征是:微控制器MCU的外圍電路包括最小系統(tǒng)電路、EEPROM電路、串口電路、蜂鳴器電路、步進(jìn)電機(jī)、CAN收發(fā)電路、RTC、GP10、模擬信號采集、按鍵。8.如權(quán)利要求1或7所述全液晶汽車儀表的系統(tǒng)架構(gòu)，其特征是:核心處理器CORE的外圍電路包括最小系統(tǒng)電路、DDR電路、FLASH電路、UART電路及IXD顯示電路。
【文檔編號】G05B19/042GK105955110SQ201610297777
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年5月6日
【發(fā)明人】黃海濤, 葉源, 彭壽星, 王成, 劉鵬, 金星
【申請人】浙江中科領(lǐng)航汽車電子有限公司