电动汽车中控台控制电路设计.doc

1、 天津电子信息职业技术学院 毕 业 设 计 课题名称 电动汽车中控台控制电路设计 姓 名 学 号 班 级 专 业 所 在 系 指导 教师 完成日期 2011.12.31 1 天津电子信息职业技术学院 毕业设计（论文）任务书 课题名称： 电动汽车中控台控制电路设计 完成期限： 2010 年 10 月 31 日至 2010 年 12 月 31 日 姓 名 指导教师 专 业 职 称 工程师 所在系 系 主 任 接受任务日期 2011.10.28 批准日期 2011.10.31 2 一、原始依据（资料）： 汽车仪表是驾驶员与汽车进行信息交流的重要接口和界面，对汽车的行驶安全性和舒适性有很大影响，因而控

2、台控制电路的设计非常重要。随着电子技术、计算机和通信技术等的发展，汽车仪表越来越趋向数字化。与传统汽车相比，电动汽车在所要显示的信息方面有所保留但又有一定程度的区别。 二、设计（论文）内容和要求： 设计内容： 文是以 Freescale 公司的 MC9S12DG128 单片机为基础，进行组合仪表系统控台控制电路的设计，主要包括硬件设计和软件设计两个方面，即进行各典型电路模块的设计和相关芯片驱动程序的编写。它采用步进电机式指针仪表、 LED 和 LCD 显示器显示车速、电机转速、里程信息以及电机电流、蓄电池电压、电流和荷电状态等相关的信息，同时 采用了汽车行业标准的 CAN 通信接口挂接在 CA

3、N 总线上，实现与车内其它模块的数据通信。本系统采用模块化设计，简化了外部电路、降低了成本，显示的信息更加直观、可靠，且具有较高的精度。 设计要求： 1 学生要独立完成一个软件或较大软件中的一个模块 2 要有足够的工作量 3 要写出软件说明书 4 能够进行计算机演示和给出运算结果。 5 涉及到计算机硬件或电控装置 6 学生要独立完成一个完整的实验 7 要有完整的测试结果和实验数据 8 实验要有探索性 9 要写出使用说明书。 3 三、建议查阅的技术资料： 1 王宜怀 , 刘晓升 等 . 嵌入式系统 -使用 HCS12 微控制器的设计与应用 M . 北京 : 北京航空航天大学出版社 , 2008.

4、 2 王佳 ,等 . 基于 CAN 总线纯电动汽车整车控制器设计 A. 北京理工大学出版社 , 2007 3 肖玲妮 ,等著 Protel 2004 电路设计 M , 清华大学出版社 2006. 4 张翔 ,杨建中 , 等 . 纯电动汽车的组合仪表综述 J . 汽车电器 , 2008,(12):1-5. 5 刘伟 , 等 . 基于 ST72F561 的全数字式汽车组合仪表的设计 J. 仪器仪表学报 , 2007, 28(9): 1635-1639. 6 董浩 ,王建 ,赵云波 . 基才 MC9S12HZ256 的总线式汽车数字仪表设计J. 电子设计工程 , 2010, 18 (2): 83-8

5、8. 7 付晓光 . 电动汽车数字仪表的设计与实现 D， 北京工业大学硕士学位论文， 2009.05. 8 李飞，姜木霖等。 基于 MC68HC908LJl2 的汽车组合仪表设计湖北汽车工业学院学报 2008,22（ 4） . 9 付胜波 基于 CAN 总线的汽车组合仪表研究 D 武汉理工大学硕士学位论文， 2007.5. 10 吴敦福，陈剑等 纯电动车组合仪表设计 P 中国科技论文在线 2009.10（ 103） . 11 沈红卫，杨建生 基于 CAN 的汽车组合仪表运转台 J 仪表技术与传感器 2004,11. 12 戴松新等 汽车组合仪表板控制系统设计 J 电子工程师 2006， 32（

6、 3） . 13 刘鹏、康栋梁 基于 STM32 的汽车仪表系统的设计 P 中国科技论文在线 4 毕业设计（论文）进度计划表 序号 起止日期 计划完成内容 实际完成内容 检查日期 检查人签字 1 2011.10.31到 2011.11.10 控制电路总体设计 完成 控制电路总体设计 2 2011.11.10到 2011.11.20 系统电源设计 完成系统电源设计 3 2011.11.20到 2011.11.30 电路的硬件设计 完成电路的硬件设计 4 2011.11.30到 2011.12.10 微型处理器选型 完成微型处理器选型 5 2011.12.10到 2011.12.20 电路系统的设

7、计 完成电路系统的设计 6 2011.12.20到 2011.12.31 子程序设计 完成子程序设计 7 2012.1.1 到 2012.1.8 答辩 答辩 系毕业设计（论文）领导小组审阅意见： 系主任签字： 年 月 日 5 毕业设计（论文）开题报告 毕业设计（论文）题目 电动汽车中控台控制电路设计 学生姓名 系别 应用电子 专业、班级 指导教师 职称 工作单位 指导教师 职称 工作单位 实践地点 交表日期 2011.10.31 毕业设计 (论文 )开题报告内容要求： 课题的意义、现状及发展趋势。 课题的研究内容、研究方法、研究手段、研究步骤。 课题所需的参考书目等。 注： 开题报告占毕业设计

8、 (论文 )总成绩的 10% 。 汽车仪表是驾驶员与汽车进行信息交流的重要接口和界面，对汽车的行驶安全性和舒适性有很大影响，因而控台控制电路的设计非常重要。随着电子技术、计算机和通信技术等的发展，汽车仪表越来越趋向数字化。与传统汽车相比，电动汽车在所要显示的信息方面有所保留但又有一定程度的区别。本文是以 Freescale 公司的 MC9S12DG128 单片机为基础，进行组合仪表系统控台控制电路的设计，主要包括硬件设计和软件设计两个方面，即进行各典型电路模块的设计和相关芯片驱动程序的 编写。它采用步进电机式指针仪表、 LED 和 LCD 显示器显示车速、电机转速、里程信息以及电机电流、蓄电池

9、电压、电流和荷电状态等相关的信息，同时 采用了汽车行业标准的 CAN 通信接口挂接在 CAN 总线上，实现与车内其它模块的数据通信。本系统采用模块化设计，简化了外部电路、降低了成本，显示的信息更加直观、可靠，且具有较高的精度。由于技术标准和相关法规的不健全，局部功能有所限制。但是，作为新型汽车上的组合仪表系统，该设计展现了很好的应用前景。 指导教师审核意见： 签字： 年 月 日 系毕业设计（论文）领导小组审阅意见： 系主任签字： 年 月 日 6 毕 业 设 计（论 文） 系别 专业班级 姓名 班级学号 毕业设计（论文）题目： 电动汽车中控台控制电路设计 毕业设计（论文）评语： 指导教师签字：

10、年 月 日 毕业设计（论文）总评成绩： 系主任签字： 年 月 日 天津电子信息职业技术学院教务处 7 目 录 摘要 . 1 一 引 言 . 2 1 课题背景 . 2 2 课题的目的、意义 . 3 3 课题的国内外研究现状 . 3 二 控制电路的系统设计 . 4 1 组合仪表的总体结构设计 . 4 2 系统的功能和要求 . 5 3 系统的硬件设计 . 6 （ 1） 微处理器的选型 . 6 （ 2） 电源电路和掉电保护电路的设计 . 6 （ 3） 输入脉冲信号调理电路的设计 . 8 （ 4） 步进 电机驱动模块的设计 . 9 （ 5） LED 驱动模块的电路设计 . 11 （ 6） LCD 驱动模

11、块的电路设计 . 12 （ 7） CAN 通信模块的电路设计 . 14 （ 8） 故障诊断电路的设计 . 16 4 系统的软件设计 . 20 （ 1) 软件开发工具介绍 . 20 （ 2） 系统软件的总体设计思路 . 20 （ 3） 主程序的设计 . 31 8 （ 4） 输入脉冲捕捉程序的设计 . 23 （ 5） Flash 擦写程序的设计 . 25 （ 6） CAN 通信程序的设计 . 26 （ 7） 本章小结 . 28 三 结 束 语 . 29 四 致 谢 . 29 五 参考文献 . 301 电动汽车中控台控制电路的设计 摘要 摘要 ： 汽车仪表是驾驶员与汽车进行信息交流的重要接口和界面，

12、对汽车的行驶安全性和舒适性有很大影响，因而控台控制电路的设计非常重要。随着电子技术、计算机和通信技术等的发展，汽车仪表越来越趋向数字化。与传统汽车相比，电动汽车在所要显示的信息方面有所保留但又有一定程度的区别。本文是以 Freescale 公司的 MC9S12DG128 单片机为基础，进行组合仪表系统控台控制电路的设计，主要包括硬件设计和软件设计两个方面，即进 行各典型电路模块的设计和相关芯片驱动程序的编写。它采用步进电机式指针仪表、 LED 和 LCD 显示器显示车速、电机转速、里程信息以及电机电流、蓄电池电压、电流和荷电状态等相关的信息，同时 采用了汽车行业标准的 CAN 通信接口挂接在 CAN 总线上，实现与车内其它模块的数据通信。本系统采用模块化设计，简化了外部电路、降低了成本，显示的信息更加直观、可靠，且具有较高的精度。由于技术标准和相关法规的不健全，局部功能有所限制。但是，作为新型汽车上的组合仪表系统，该设计展现了很好的应用前景。 关键词 ： 汽车仪表； MC9S12DG128；硬件；软件；控台电路。