CAN总线的汽车行驶检测系统技术方案

本发明专利技术涉及一种汽车行驶检测系统，尤其涉及一种CAN总线的汽车行驶检测系统，包括MCU微控制器、步行电机、E2PROM、LCD显示屏、光电隔离器、CAN收发器、CAN总线、车速传感器、车速信号调理电路、发动机转速传感器、转速信号调理电路、水温传感器、燃油液位转速传感器和模拟信号前置调理电路。该系统体积小、精度高、系统实时性好、容易扩展，便于接入CAN网络而不用改变系统的硬件设计。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术设及一种汽车行驶检测系统，尤其设及一种CAN总线的汽车行驶检测系 统。
技术介绍
汽车电子装置发展的一个重要趋势，是大量使用单片微型计算机来改善汽车的性 能。目前，平均每辆汽车上汽车电子装置的费用约占整车成本的20%，而且越是高档的轿 车，电子化程度越高。因此，解决现代汽车中众多控制装置和电子仪表间数据交换问题，车 载电子装置间的数据通信变得越来越重要，汽车仪表技术网络化已经成为汽车工业发展的 必然趋势。为解决该问题，德国Bosch公司在20世纪80年代初开发了一种穿行数据总线一 CAN总线。W分布式控制系统为基础构造的汽车车载电子网络系统，由于CAN总线具有通 信速率高、可靠性好、连接方便、多主站点、通讯协议简单和性能价格比高等突出的优点，如 今，CAN总线现已成为汽车电子控制装置之间通信的标准总线，在汽车分布式控制系统中得 到了广泛的应用。
技术实现思路
本专利技术设计了一种CAN总线的汽车行驶检测系统，该系统体积小、精度高、系统实 时性好、容易扩展，便于接入CAN网络而不用改变系统的硬件设计。 为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：CAN总线的汽车行驶检测系统，包 括MCU微控制器、步行电机、E2PR0M、LCD显示屏、光电隔离器、CAN收发器、CAN总线、车速传 感器、车速信号调理电路、发动机转速传感器、转速信号调理电路、水溫传感器、燃油液位转 速传感器和模拟信号前置调理电路，所述的车速传感器与车速信号调理电路相连，所述的 发动机转速传感器与转速信号调理电路相连，所述的水溫传感器和燃油液位转速传感器分 别与模拟信号前置调理电路相连，所述的MCU微控制器分别与车速信号调理电路、转速信 号调理电路、模拟信号前置调理电路、步行电机、E2PR0M、LCD显示屏和光电隔离器相连，所 述的光电隔离器与CAN收发器相连，所述的CAN收发器与CAN总线相连。 阳〇化]优选地，所述车速传感器采用霍尔传感器。 优选地，所述水溫传感器采用热敏电阻传感器。 优选地，所述MCU微控制器的型号为P87C591。 优选地，CAN收发器的型号为PCA82C250。 优选地，所述光电隔离器的型号为6N137。 本专利技术的CAN总线的汽车行驶检测系统主要有W下几个方面的有益效果： (1)在总体结构设计中，成功的将CAN总线引入到汽车仪表设及通信中，利用现场 总线的通信速率高、容错性强等特点，提高了整个汽车仪表系统的现场数据通信的实时性 和可靠性，大大的节约和简化汽车不限系统。 (2)W微处理器为核屯、的汽车组合仪表能大幅度提高测量精度和测量的实时性， 同时克服了机械式仪表的无法回避的特点。 (3)本专利技术的系统采用软硬件结合的方法取得了较为满意的抗干扰效果。其中硬 件抗干扰设及是整个系统抗干扰设计的主要部分，是软件抗干扰设计的基础。 (4)本系统的优点是体积小、精度高、系统实时性好、容易扩展，便于接入CAN网络 而不用改变系统的硬件设计。【附图说明】 图1为系统的硬件结构示意图； 图2为车速信号调理电路； 图3为转速信号调理电路； 图4为模拟信号调理电路； 图5为P87C591管脚功能图； 图6为PCA82C250功能框图； 阳OW 图7为CAN节点电路。【具体实施方式】 下面结合【具体实施方式】对本专利技术的技术方案进行详细叙述。 阳02引CAN总线的汽车行驶检测系统，包括MCU微控制器、步行电机、E2PR0M、LCD显示屏、 光电隔离器、CAN收发器、CAN总线、车速传感器、车速信号调理电路、发动机转速传感器、转 速信号调理电路、水溫传感器、燃油液位转速传感器和模拟信号前置调理电路，所述的车速 传感器与车速信号调理电路相连，所述的发动机转速传感器与转速信号调理电路相连，所 述的水溫传感器和燃油液位转速传感器分别与模拟信号前置调理电路相连，所述的MCU微 控制器分别与车速信号调理电路、转速信号调理电路、模拟信号前置调理电路、步行电机、 E2PR0M、LCD显示屏和光电隔离器相连，所述的光电隔离器与CAN收发器相连，所述的CAN收 发器与CAN总线相连。 所述车速传感器采用霍尔传感器。所述水溫传感器采用热敏电阻传感器。所述MCU微控制器的型号为P87C591。CAN收发器的型号为PCA82C250。所述光电隔离器的型号 为 6N137。 阳0巧]本系统采集来自汽车传感器的车速、转速、水溫和机油压力信号，其中车速和转速 是脉冲信号，经过整形处理后再经过光电隔离送入单片机完成脉冲信号的测量。水溫和机 油压力是模拟信号，经过前置处理后送入单片机的A/D转换输入端，利用其内部A/D转换器 完成测量。测量结果经过MCU微控制器个送入步进电机驱动模块驱动步进电机分别显示车 速转速、水溫和机油压力。通过单片机计算汽车的行使里程并送入液晶显示模块显示，将里 程数值存储于E2PR0M。通过CAN接口将采集到的数据发送到CAN总线上，并且接收其他CAN 节点的信号。系统硬件总体结构如图1所示。 车速传感器的选择： 信号采集测量主要是采集脉冲量（开关量）、模拟量等，车速与发动机的转速传感 器输出的是脉冲量信号，水溫，燃油液位及油压传感器输出的是模拟信号，而蓄电池电压本 身就是模拟量。故运些由传感器输出的信号要先经过信号处理即进行隔离，放大，滤波和电 平变换。[002引要想得到准确的测量数据，传感器的选择是非常关键的第一环节。传感器的测量 精度只是其中的一方面要求，更重要的是由于汽车传感器的工作环境恶劣，受到各种因素 的干扰，因此对传感器的可靠性和抗干扰能力要求非常高。 测量速度得传感器主要有四种类型：光电式、磁电式、磁振式和霍尔式。其中光 电式传感器分辨率高，但易受外界的影响，灰尘、振动等干扰很容易使其失效；磁电式传感 器结构简单，抗干扰能力强，在汽车发动机转速的检测中有很多的应用，但由于它为自发电 性，在低速时输出信号很微弱，在速度接近零时无法使用。磁振式电路复杂，实际应用很少。 所W，选择有良好的低速性能和抗干扰性能的霍尔式传感器作为车速传感器较为理想。 车速传感器输出的不是标准的方波信号，输入的脉冲信号频率低，一般在化W 内，而且往往附加了很多干扰，前置调理电路的任务是去除其中的干扰信号，并把信号整形 为标准的方波信号输入给单片机。在设计中采用微分电路改善输入波形，使脉冲更加睹峭， Ξ极管工作再开关状态，用于信号的放大驱动。光电禪合器和电阻R28、R29构成光电隔离 电路，隔离干扰，R28为限流电阻，R29为上拉电阻；增加稳压二极管D3的目的是对脉冲输 入信号限幅，保护Ξ极管Q1的be结不致被正反向电压击穿。图2为车速信号调理电路。 转速信号前置调理电路设计： 发动机转速信号取自点火线圈初级，实际上是检测断电器的开关率。由于点火线 圈的相互禪合作用，波形成分复杂，主要体现在触点开时，线圈中感生电动势较高（可达 200~300V)，同时次级火花塞击穿产生的高频振荡也会禪合到初级，在信号上升沿产生一 个相同频率的频振荡，其幅值有可能远远大于线圈初级的感生电动势，因此，电路计时应予 充分考虑；同时所设计的采样电路应尽可能减小对点火电路气参数的影响。设计中主要考 虑采用检波二极管消除负电压干扰和RC滤波器屏蔽高频成分。图3为本文档来自技高网...

【技术保护点】
CAN总线的汽车行驶检测系统，其特征在于：包括MCU微控制器、步行电机、E2PROM、LCD显示屏、光电隔离器、CAN收发器、CAN总线、车速传感器、车速信号调理电路、发动机转速传感器、转速信号调理电路、水温传感器、燃油液位转速传感器和模拟信号前置调理电路，所述的车速传感器与车速信号调理电路相连，所述的发动机转速传感器与转速信号调理电路相连，所述的水温传感器和燃油液位转速传感器分别与模拟信号前置调理电路相连，所述的MCU微控制器分别与车速信号调理电路、转速信号调理电路、模拟信号前置调理电路、步行电机、E2PROM、LCD显示屏和光电隔离器相连，所述的光电隔离器与CAN收发器相连，所述的CAN收发器与CAN总线相连。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡习荣，冯太明，
申请(专利权)人：江苏绿扬电子仪器集团有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32