电动车液晶仪表检测设备

电动车液晶仪表检测设备摘要:本文针对电动二轮车液晶仪表生产与检测设备缺乏标准统一、功能不齐、使用不便成本高的弊端，根据多年的电动车液晶仪表研发经验，开发出一款基于单片机控制，利用矩阵键盘模拟液晶仪表所需的各种检测信号，快速对液晶仪表进行检测，具有输出信号齐全、体积轻巧、成本低的特点，多家仪表厂及整车厂使用表明，该液晶仪表检测设备可靠、高效、完全能适应产线运行。关键词：液晶仪表；检测设备；电源电路设计近年来，电动车（二轮自行车）遍及千家万户，每年产量达到千万数量级。电动车仪表以液晶屏显示为主流，生产厂家以中小型企业为主，多数采用人工质检方式，亟急便携轻巧、接口标准，能适用于生产、检验、技术调试的低成本检测设备。1液晶仪表检测设备性能要求图1给出了一款代表性的液晶显示屏，显示速度、累计里程、电瓶电压、剩余电量、转向、大灯、档位指示及故障代码。根据仪表要求，列出液晶仪表需要检测的项目。2电源电路设计检测设备输出4组电压以满足仪表检测需求，直流电12V供给待测仪表转向、档位电压信号，48V-60V电压为仪表工作电源，5V及30V电压分别由稳压器78L05及TL431输出稳定直流电压。3单片机电路检测设备的核心部分是单片机控制，本项目采用国产赛元51内核单片机SC92F7352，内有8KBFlashROM，128Byte的EEPROM、12位ADC模块、内建高精度高频24MHz振荡器，性价比高。单片机外围电路比较简洁，核心是4*4矩阵键盘，键控输出仪表检测信号，键盘功能定义如表1所示。表1中一线通信号是电动车仪表行业特定的一种单线通讯协议，加载有通讯密码，传输电机运行单位时间内的霍尔数（与行车速度成正比）、档位及各种故障码。单从速度信号而言，其原理与频率信号类似，速度指示较为准确。通讯协议可参考相关资料，本文不再细述。仪表的档位信号有两种信号来源，整车控制器采用一线通协议传输时来源于一线通传输，控制器不采用一线通时，来源于独立档位信号，键盘G1-G3控制档位信号即为满足此类需求。4转向及档位信号输出电动车液晶仪表接收转向及档位的有效信号是12V-60V直流电压，图1中按键按下时，单片机IO口输出控制电平0-5V，不足以满足液晶仪表需求，需要另接上三极管转换电路。5速度信号市场上通用电动车仪表速度信号有三种，分别为相线、霍尔、一线通。5.1相线速度信号

检测设备经TL431输出稳压电压30V，如图1所示，此电压为60V电池的电动车最高速度，通常在液晶仪表上显示时速45-50km/h。1JVMl 唤3±C4一IMiifJ±C5l?&if]OOv^21JVMl 唤3±C4一IMiifJ±C5l?&if]OOv^2TL4ili_ 81~1」」|||||口丁门门rfi~n1：i廿n•—?R段SO"« ;SSsOQS^i中洼*ib璃 Kmin参ii^Kas7-dbs&s^I fn」iIIII11IIIlTirrHEilJLLI厂BS12-\]■>gnjMfiaaACV4ACV-4DDCOMDWWKi0V5SCCMITOMlKi]P1.0.1NT0DCa-12TOiQRi2P1J.13NT0IZRSTCOM2K§Pl.l-lNTOS-Ta'RXtCECCWKi-SPi.liJNrOSLiTi.'TK.td”Pu.5Pi.&AfN9Pl.VAfNSAJMfJNTNTPKl皿.AIWP24皿抵TWMWAIN6AIN5WWP25idLin<Ojt图1：显示及单片机电路5.2霍尔速度信号霍尔速度信号即为占空比1:1的方波频率信号幅值为5V频率在0-400HZ对应时速0-50km/h，不同厂家略有差异。参见图1由P01输出，编码开关可调节输出频率。5.3一线通信号市场上通用的一线通全称为一线通故障自检系统，也称液晶显示器通信协议，此协议是液晶显示器与电动车控制器传输运行状态和故障的方案性应用协议，检测设备需要模拟电动车控制器输出一线通信号用以检测液晶仪表，协议采用主从方式，采用单线单向传输，即只需要一根传输线路，电动车控制器为发送方，一次传输一帧数据，共包含65个bit:一个起始位，8x8个数据位，传输结束后要求线路空闲状态为低电平，图2为数据编码定义，通常32Tosc为0.5ms-1ms，数据的电平遵守TTL规范，详细编码规则可参考厂家提供的协议方案。6显示部分检测设备配上LCD显示屏，指示当前输出信号状态，显示内容包括输出48V电压、频率大小、左右转向指示灯、档位、时速及各类故障符号，为减少制作检测设备制作难度，选用了一块5535液晶仪表模组，显示界面如图1所示作为检测设备显示使用方便、一目了然。7程序设计7.1总体程序框架单片机程序包含4*4键盘扫描，编码开关识别、霍尔频率信号、一线能信号、转向及档位信号输出、当前霍尔频率存储(EEPROM)等。7.2键盘扫描依次扫描第二行、第三行和第四行，完成16个按键的识别，参考例程给出扫描第一行代码，依次设定P1=0xfd;P26=P27=1扫描第二行，P1=0xfb;P26=P27=1扫描第三行，P1=0xf7;P26=P27=1扫描第四行。P1=0xfe;P26=P27=1;//扫描第一行If(P26==0){key=1;}//P2.6为低电平，K1按下If(P27==0){key=2;}//P2.7为低电平，K2按下If(P17==0){key=3;}//P1.7为低电平，K3按键按下If（P16==0）{key=4;}//P1.6为低电平，K4按键按下矩阵键盘采用扫描识别程序，以行为扫描方向，先将第1行所接IO口（P1.0）输出低电平（其余行输出高电平），再检测列信号，某列输入电平为低时，表示第一行该列所对应的按键已按下，如检测到P2.6为低电平，则第一行对应P2.6的按键K1有效（参见图1），表1：键盘功能定义按谴编片功能帜片机肪出按键编号功能单片机输出KI一戏通+故牌码1档GI-5VK2-戏讷速度ZOkm/h(]2球(；2*5V◎-•蜷谢刹车—线迥佶uLiucOtifG3G3-5VK4,裁通档位1-3检LM大灯LM-5VK>一进故障码R右转R-5VC1PP档L左转I--5VK6自动蜡检所有检测信号依沃输出K7-K9备用32Tosc>992Tosc起始信号 32Tosc数据o: X4Tosc32Tosc数据1: >64Tosc图2:数据编码定义图3:编码开关输出波形7.3编码开关编程在电子产品中经常使用到旋转编码开关，一般的旋转编码开关都具有左转、右转的功能，参见图1，三个弓I脚编为1、2、3脚中，2脚（中间脚）接地，1与3脚接上拉电阻（单片机内部有上拉电阻），开关左、右旋转时，在1、3脚就能检测到脉冲信号的输出。如果BM2下降沿时，BM1为高则表示顺时钟旋转;如果BM2下降沿时，BM1为低电平则表示逆时钟旋转。图3中将BM2端口接外部中断管脚INT24（下降沿触发），将BM1端口接单片机输入10,开通单片机INT24中断，在中断子程序里完成编码开关识别。NT2中断服务程序参考如下：VuidINT20interruptLOitlP05=l）Frequcncy-H-;〃编码翠顺时针转，频率加1iFreqnency>1000）Frequency-1000;〃频率调节最高为