電動車液晶儀表檢測設備

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（浙江麗水市縉云縣職業(yè)中等專業(yè)學校 浙江省縉云縣 321400）

近年來，電動車（二輪自行車）遍及千家萬戶，每年產量達到千萬數(shù)量級。電動車儀表以液晶屏顯示為主流，生產廠家以中小型企業(yè)為主，多數(shù)采用人工質檢方式，亟急便攜輕巧、接口標準，能適用于生產、檢驗、技術調試的低成本檢測設備。

1 液晶儀表檢測設備性能要求

圖1 給出了一款代表性的液晶顯示屏，顯示速度、累計里程、電瓶電壓、剩余電量、轉向、大燈、檔位指示及故障代碼。根據(jù)儀表要求，列出液晶儀表需要檢測的項目。

2 電源電路設計

檢測設備輸出4 組電壓以滿足儀表檢測需求，直流電12V 供給待測儀表轉向、檔位電壓信號，48V-60V 電壓為儀表工作電源，5V及30V 電壓分別由穩(wěn)壓器78L05 及TL431 輸出穩(wěn)定直流電壓。

3 單片機電路

檢測設備的核心部分是單片機控制，本項目采用國產賽元51 內核單片機SC92F7352，內有8KB Flash ROM，128Byte 的EEPROM、12 位ADC 模塊、內建高精度高頻24MHz 振蕩器，性價比高。

單片機外圍電路比較簡潔，核心是4*4 矩陣鍵盤，鍵控輸出儀表檢測信號，鍵盤功能定義如表1 所示。

表1 中一線通信號是電動車儀表行業(yè)特定的一種單線通訊協(xié)議，加載有通訊密碼，傳輸電機運行單位時間內的霍爾數(shù)（與行車速度成正比）、檔位及各種故障碼。單從速度信號而言，其原理與頻率信號類似，速度指示較為準確。通訊協(xié)議可參考相關資料，本文不再細述。

儀表的檔位信號有兩種信號來源，整車控制器采用一線通協(xié)議傳輸時來源于一線通傳輸，控制器不采用一線通時，來源于獨立檔位信號，鍵盤G1-G3 控制檔位信號即為滿足此類需求。

4 轉向及檔位信號輸出

電動車液晶儀表接收轉向及檔位的有效信號是12V-60V 直流電壓，圖1 中按鍵按下時，單片機IO 口輸出控制電平0-5V，不足以滿足液晶儀表需求，需要另接上三極管轉換電路。

5 速度信號

市場上通用電動車儀表速度信號有三種，分別為相線、霍爾、一線通。

5.1 相線速度信號

檢測設備經TL431 輸出穩(wěn)壓電壓30V，如圖1 所示，此電壓為60V 電池的電動車最高速度，通常在液晶儀表上顯示時速45-50km/h。

圖1：顯示及單片機電路

5.2 霍爾速度信號

霍爾速度信號即為占空比1:1 的方波頻率信號，幅值為5V，頻率在0-400Hz 對應時速0-50km/h，不同廠家略有差異。參見圖1由P01 輸出，編碼開關可調節(jié)輸出頻率。

5.3 一線通信號

市場上通用的一線通全稱為一線通故障自檢系統(tǒng)，也稱液晶顯示器通信協(xié)議，此協(xié)議是液晶顯示器與電動車控制器傳輸運行狀態(tài)和故障的方案性應用協(xié)議，檢測設備需要模擬電動車控制器輸出一線通信號用以檢測液晶儀表，協(xié)議采用主從方式，采用單線單向傳輸，即只需要一根傳輸線路，電動車控制器為發(fā)送方，一次傳輸一幀數(shù)據(jù)，共包含65 個bit：一個起始位，8x8 個數(shù)據(jù)位，傳輸結束后要求線路空閑狀態(tài)為低電平，圖2 為數(shù)據(jù)編碼定義，通常32Tosc為0.5ms-1ms，數(shù)據(jù)的電平遵守TTL 規(guī)范，詳細編碼規(guī)則可參考廠家提供的協(xié)議方案。

6 顯示部分

檢測設備配上LCD 顯示屏，指示當前輸出信號狀態(tài)，顯示內容包括輸出48V 電壓、頻率大小、左右轉向指示燈、檔位、時速及各類故障符號，為減少制作檢測設備制作難度，選用了一塊5535液晶儀表模組，顯示界面如圖1 所示作為檢測設備顯示使用方便、一目了然。

7 程序設計

7.1 總體程序框架

單片機程序包含4*4 鍵盤掃描，編碼開關識別、霍爾頻率信號、一線能信號、轉向及檔位信號輸出、當前霍爾頻率存儲（EEPROM）等。

7.2 鍵盤掃描

依次掃描第二行、第三行和第四行，完成16 個按鍵的識別，參考例程給出掃描第一行代碼，依次設定P1=0xfd; P26=P27=1 掃描第二行，P1=0xfb; P26=P27=1 掃描第三行，P1=0xf7; P26=P27=1 掃描第四行。

P1=0xfe; P26=P27=1;//掃描第一行

If(P26==0) { key=1 ;}//P2.6 為低電平，K1 按下

If(P27==0) { key=2 ;}//P2.7 為低電平，K2 按下

If(P17==0) { key=3 ;}//P1.7 為低電平，K3 按鍵按下

If(P16==0) { key=4 ;}//P1.6 為低電平，K4 按鍵按下

矩陣鍵盤采用掃描識別程序，以行為掃描方向，先將第1 行所接IO 口（P1.0）輸出低電平（其余行輸出高電平），再檢測列信號，某列輸入電平為低時，表示第一行該列所對應的按鍵已按下，如檢測到P2.6 為低電平，則第一行對應P2.6 的按鍵K1 有效（參見圖1），

表1：鍵盤功能定義

圖2：數(shù)據(jù)編碼定義

圖3：編碼開關輸出波形

7.3 編碼開關編程

在電子產品中經常使用到旋轉編碼開關，一般的旋轉編碼開關都具有左轉、右轉的功能，參見圖1，三個引腳編為1、2、3 腳中，2 腳（中間腳）接地，1 與3 腳接上拉電阻（單片機內部有上拉電阻），開關左、右旋轉時，在1、3 腳就能檢測到脈沖信號的輸出。

如果BM2 下降沿時，BM1 為高則表示順時鐘旋轉；如果BM2下降沿時，BM1 為低電平則表示逆時鐘旋轉。圖3 中將BM2 端口接外部中斷管腳INT24（下降沿觸發(fā)），將BM1 端口接單片機輸入IO，開通單片機INT24 中斷，在中斷子程序里完成編碼開關識別。

NT2 中斷服務程序參考如下：

8 結束語

本檢測設備設計成品約在20*15CM，通過16 個按鍵操作，55*35mm 大小的LCD 屏顯示輸出信息，外部通過10P 接線端引出檢測信號線，小巧輕便成本低，適合在各類工位上操作，數(shù)百臺設備先后在多家儀表廠家使用，有效提高了測試效率及可靠性。