1.3 步进电机

步进电机选用VIP29-05系列步进电机， 它是一种小尺寸的双相绕组、 双极性电机， 主要特点： 可直接由PWM信号驱动， 直接转化成位移量或速度量； 固有步距角（1/3）°， 细分驱动步距角 （1/12） °；无须位置信号反馈达到位置控制目的； 可迅速地加速、 减速和停止； 无漂移和积累误差； 控制特性不受扰动影响； 可实现实时控制。 根据以上步进电机的特性， 它完全能满足电子仪表板的设计要求。

2 软件设计

CAN总线采用多主竞争工作方式和非总线仲裁技术， 总线上任意节点可在任意时刻主动地向网络上其他节点发送信息而不分主次， 各节点之间实现自由通信。 当多个节点同时向总线发信息时， 优先级较低的节点会主动退出发送， 而优先级较高的节点不受影响， 从而大大节省了总线冲突仲裁时间，即使在网络负载很重的情况下， 也不会出现网络崩溃情况， 因此适用于汽车网络数据通信。 由于CAN总线协议规范只定义了物理层和数据链路层， 所以在实际应用中必须根据数据传输要求自定义几个应用层协议。 本仪表板报文采用CAN2.0B标准帧格式， 根据实际应用定义了几个应用层协议， 以实现仪表板的各项功能。

软件设计是根据采集的CAN信息内容， 然后通过判断和计算， 完成相应的LED指示、 数字显示和步进电机的运行控制。 仪表板软件流程图如图4所示。

软件在仪表板接通电源后开始运行， 首先完成微控制器的初始化， 包括时钟设置和CAN功能的设置以及微控制器端口设置、 变量初始化， 然后进入主程序； 主程序主要进行点火信号有无判断， 如果点火信号不存在， 仪表板进入休眠状态， 如果点火信号存在， 进入CAN通信判断模块； 如果CAN通信没有建立联系， 软件程序进入到主程序的入口； 如果CAN通信已建立联系， 通过识别CAN的ID地址，拾取相应的数据， 然后根据它们进入LED报警指示灯数据处理模块和电流、 电压、 功率、 温度数据处理模块以及速度数据处理模块； 最后根据数据处理结果控制相应LED指示灯亮灭、 控制LCD显示屏显示相应内容以及控制步进电机带动指针运行到所要求指示的位置。

3 仪表板抗干扰设计

该仪表板针对汽车的使用而设计， 而汽车的点火系统有较强的电磁干扰， 另外汽车在行驶过程中， 不可避免会遇到较强的电磁干扰， 因此有必要采取一些抗干扰措施， 以确保仪表板在各种环境中都能正常工作。 在本仪表板设计中， 采用软件和硬件相互结合的抗扰措施。

3.1 电源抗干扰

由于该仪表板与音响、 空调控制器和其它电子仪表共用车载电源12V， 因此各电子仪表之间在电源上会产生干扰。 针对该仪表板的电源， 可采用在车载电源12V的仪表板输入端， 用磁珠和电容组成π形滤波电路后， 再供给仪表板使用的措施。 在每个集成芯片电源处加0.1 μF电容滤除高频干扰。 同时在仪表板PCB （Printed Circuit Board， 印刷电路板） 的设计时， 将数字地和模拟地分开， 最后以点连接。

3.2 光电隔离

采用传输速率大于500k的光耦， 将微控制器与CAN信号从电气上隔离开来， 保证部分干扰被阻挡。

3.3 微控制器抗干扰

除选用抗扰能力较强的微处理器外， 在软件设计时采用指令冗余和软件看门狗的处理方式， 也可提高抗扰能力。

4 结束语

CAN总线技术应用在电动微车的电子仪表板设计上， 可以减少硬件结构成本和简化软件设计。 随着电动微车仪表配置的增多， 采用CAN总线技术仪表可以简化汽车车内线束， 仪表功能容易升级和改进。 我公司设计的该款仪表板是为某电动微车设计的， 样件已通过确认。 图5是它在电动微车上的配置图片。

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