汽车仪表是车辆与驾驶人员开展信息内容沟通交流的对话框，是汽车信息的管理中心，可以集中化、形象化、快速地体现车辆在行车全过程中的各种各样动态性指标值，如行车速率、里程数、电系情况、制动系统、工作压力、汽车转速、冷冻液溫度、剩余油、各种各样风险警报。伴随着科技创新，车辆排出、环保节能、安全性和舒适度等性能指标持续提升，汽车电子产品操纵水平也愈来愈高。汽车电子产品操纵设备务必快速、精确地解决各种各样信息内容，并根据仪表盘表明出去，使驾驶人员可以立即掌握并把握车辆的运作情况，以妥善处置各种各样状况。

这儿得出一种根据CAN(Controller Area Network)系统总线的汽车仪表方案设计。该仪表盘运用CAN总线使其变成车体互联网一部分，遵照SAE J1939协议书载入汽车转速、温度等信息内容。仪表盘还能接受感应器的时速、剩余油、汽压、制动系统标准气压等数据信号并表明，为驾驶人员给予即时车子工作状况。所设计方案的仪表盘关键运用于超重型运输车辆等行业，在某超重型车子加工厂开展的实验结果显示，该仪表盘可以达到数据信息稳定性及实用性等规定。

1 CAN总线及SAE J1939协议书

1.1 CAN总线及SAE J1939协议书介绍

CAN总线归属于计算机接口的范围，是法国Bosch企业在20新世纪80时代始为处理现代车中诸多的操纵和测试设备中间的数据传输而开发设计的一种合理适用分布式系统操纵或实时处理的串口通信互联网。CAN总线的通讯实用性强，数据信息传输速度可达到1 Mb/s，通讯物质能够是五类双绞线、同轴线或是光导，根据规范的接插件可以便捷的联接。CAN总线的数据通讯具备突显的稳定性、实用性和协调能力，是现阶段运用最普遍的一种车辆系统总线。

SAE J1939协议书是英国汽车工程师研究会SAE(Societv of Automotive Engineer)公布的以CAN2.0B做为互联网关键协议书的车子互联网串口通信和标准协议。J1939是参考ISO的敞开式数据信息互连实体模型界定的7层标准参考模型而制订的。该协议书明文规定汽车内部ECU的详细地址配备、取名、通讯方式及其报文格式推送优先等，而且对汽车内部每个实际的ECU通信作了详尽的表明。它应用时分复用技术性，为车上的各种各样感应器、电动执行机构和控制板给予创建在CAN总线基本上的规范化的快速数据连接，在车载设备中间完成快速信息共享，合理地降低了电子线束的总数，提升了车子电子器件自动控制系统的协调能力、稳定性、维修性和规范化水平，更多方面地充分发挥了CAN出色的特性。

1.2 SAE J1939数据帧文件格式

SAE J1939数据帧是以PDU(协议书数据信息模块)为企业，共由所有权(P)、保存位(R)、数据信息页(DP)、PDU文件格式(PF)、PDU关键点(Ps)、服务器ip(SA)及数据信息域(Date Field)等7个域构成。除开数据信息域以外的PDU相匹配于CAN拓展帧的29位标志符。在其中PS是1个8位段，其界定在于PF值。若PF值低于240，PS是总体目标详细地址(DA)。若PF值处于240和255中间，则PS为组拓展(GE)。

有一些CAN数据帧并不是在PDU中界定，包含SOF、SRR、IDE、RTR、操纵域一部分、CRC域、ACK域和EOF域。这种域是由CAN界定的，SAE J1939未作改动。

2 CAN总线汽车仪表设计方案

2.1 仪表盘总体设计方案

该汽车仪表系统软件由数据收集、解决及其表明3个控制模块构成。在其中数据收集控制模块承担接受车子的各种各样数据信息，并将数据预处理后发送到微控制器。在其中模拟量输入数据信号、差分信号及其开关量数据信号等感应器数据信号在各感应器处收集后，各自历经分压电路、过滤整形美容及其光学防护后发送到微控制器。而汽车转速、温度和常见故障编码等CAN总线数据信息根据汽车发动机CAN控制模块发送到CAN总线后，根据CAN光端机开展接受。微控制器接受到*须的数据信息后，依据预订的优化算法对数据信息开展解决，并将事件处理輸出。表明控制模块包含表针、LCD及其各种各样信号指示灯的表明。微控制器将汽车转速、时速等結果輸出至直流伺服电机，控制器推动伺服电机旋转，进而推动表针表明;微控制器立即推动LCD显示及LED灯的亮灭。汽车仪表体系结构如图所示1所显示。

依据对汽车仪表的总体剖析，汽车仪表由3个分表壳构成，左分表壳表明汽车转速、剩余油等数据信息，右分表壳表明时速、汽压等数据信息，中分刘海表壳用以置放LCD显示屏及其各种各样显示灯。仪表盘表针所有选用伺服电机推动。仪表盘接受到的各种各样数据信息中，从CAN总线获得汽车转速、温度及其工作电压，从各种各样感应器获得时速、剩余油、标准气压及其汽压。

2.2 系统软件硬件开发

仪表盘选用Luminarv企业的LM3S2948CPU。它是一款根据arm CortexM3核心的微控制器，选用32位RISC，嵌入CAN控制板、数模转换器(ADC)、仿真模拟电压比较器等程序模块，降低了外围电路，减少了控制系统设计成本费。LM3S2948CPU内嵌CAN控制模块便捷了CAN总线数据信息的传送，与此同时使仪表盘的通讯非常容易完成，提升了稳定性。其内嵌CAN控制模块具备下列特性：适用CAN 2.0B协议书并适用合乎SAE J1939协议书的拓展帧的报文格式传送：位速度可达到l Mb/s;具备32个报文格式目标，每一个目标都具备自身的标志符屏蔽掉码;包括可屏蔽掉终断，对于時间开启的CAN(1TrCAN)运用，可挑选严禁全自动重推送方式;根据CANOTx和CANORx脚位与外界CAN PHY无缝连接;具备可编程控制器的F1F0方式。

LM3S2948微控制器具备计算速度更快、功能损耗小、体型小、价格劣等特性。其CAN控制板控制模块特点彻底达到CAN总线汽车仪表的运用规定。该CPU具备强劲的解决工作能力，在车子的各种各样工作状况下都可以即时体现汽车信息，与此同时该CPU具备非常大的可拓展室内空间，有益于事后开发设计。

因为LM3S2948内嵌CAN控制板控制模块，因此只需外接一个CAN光端机就可以接受系统总线数据信息。该仪表盘采用CTM8251T做为CAN光端机。CTM8251T是一款通用性的带防护的CAN光端机，该元器件內部集成化全部必不可少的CAN防护及CAN光端机。该元器件可联接一切一款CAN协议书控制板，完成CAN连接点的收取和发送与防护作用。该元器件设计方案体型小，处理速度高，可替代传统式的CAN光端机以及外围电路，减少了电源电路的复杂性，降低了设计方案成本费，如图所示2所显示。

仪表盘选用VID6606控制器推动伺服电机。一片VID6606可与此同时推动4路伺服电机。在其頻率操纵端键入矩形脉冲F(SCX)，就可以操纵輸出端使伺服电机的輸出轴以飞步旋转，每一个飞步电动机輸出轴旋转1/12(°)，较大 角速度可以达到600(°)/s。该直流伺服电机具备下列特性：硬件配置飞步推动、简易实用，电动机只需速率F(sex)和方位(CW/CCW)2个操纵端、全部键入脚位都是有影响过滤装置、宽工作标准电压、低干扰信号辐射源。汽车仪表板表针选用VID-29电机驱动器，电动机内嵌传动比180/1的传动齿轮系，可以将模拟信号立即精确地变为仿真模拟的表明輸出。该电动机具备很高的表明精密度，其横距角最少可做到1/2(°)。图3所显示为VID6606推动仪表盘电源电路。