智能驾驶系统

1、整体设计

     该汽车仪表系统由数据采集、处理以及显示3个模块组成。其中数据采集模块负责接收车辆的各种数据,并将数据预处理后发送至微处理器。其中模拟量信号、脉冲信号以及开关量信号等传感器信号在各传感器处采集后,分别经过分压、滤波整形以及光电隔离后发送至微处理器。而发动机转速、水温和故障代码等CAN总线数据通过发动机CAN模块发送至CAN总线后,通过CAN收发器进行接收。微处理器接收到需要的数据后,根据预定的算法对数据进行处理,并将处理结果输出。显示模块包括指针、LCD以及各种信号灯的显示。微处理器将发动机转速、车速等结果输出至电机驱动器,驱动器驱动步进电机转动,从而带动指针显示;微处理器直接驱动LCD显示及LED灯的亮灭。汽车仪表系统结构如图所示。 
 
                                                                        

2、硬件设计

        仪表采用Luminarv公司的LM3S2948处理器。这是一款基于ARMCortexM3内核的微处理器,采用32位RISC,内嵌CAN控制器、模数转换器(ADC)、模拟比较器等功能模块,减少了外围电路,降低了系统设计成本。LM3S2948处理器内置CAN模块方便了CAN总线数据的传输,同时使仪表的通信容易实现,提高了可靠性。其内置CAN模块具有以下特点:支持CAN 2.0B协议并支持符合SAE J1939协议的扩展帧的报文传输:位速率可高达l Mb/s;具有32个报文对象,每个对象都具有自己的标识符屏蔽码;包含可屏蔽中断,针对时间触发的CAN(1TrCAN)应用,可选择禁止自动重发送模式;通过CANOTx和CANORx引脚与外部CAN PHY无缝连接;具有可编程的F1F0模式。     
      仪表采用VID6606驱动器驱动步进电机。每片VID6606可同时驱动4路步进电机。在其频率控制端输入脉冲序列F(SCX),即可控制输出端使步进电机的输出轴以微步转动,每个微步电机输出轴转动1/12(°),最大角速度可达600(°)/s。该电机驱动器具有以下特点:硬件微步驱动、简单易用,电机只需速度F(sex)和方向(CW/CCW)2个控制端、所有输入引脚都有干扰过滤器、宽工作电压、低电磁干扰辐射。仪表板指针采用VID-29电机驱动,电机内置减速比180/1的齿轮系,能够将数字信号直接准确地转为模拟的显示输出。该电机具有很高的显示精度,其步距角最小可达到1/2(°)。

                                                                                        

      该仪表利用LCD显示时间、燃油消耗量以及产生故障时故障名称,处理器发送的信号先经74HC245功率放大后,然后送至液晶屏F2000LCD显示。

3、软件设计

       系统软件设计分为主程序、CAN通信、数据采集处理和数据显示等4个模块。主程序模块通过调用各个子模块程序来处理数据处理:CAN通信模块负责发送和接收数据;数据采集及处理模块完成对各种类型数据的采集以及计算;数据显示模块将车速、油压以及信号灯等信息显示在仪表上。