一種步進電機汽車組合儀表的製作方法
2023-12-04 13:32:21 2
專利名稱：一種步進電機汽車組合儀表的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種汽車組合儀表，尤其涉及一種步進電機汽車組合儀表。
背景技術：
目前汽車儀表主要採用傳統的機械結構，在少量電子儀表中也有使用動磁 線圈作為指針驅動指示汽車儀表工作狀態；傳統的機械式儀表存在成本高、性 能不穩定、加工複雜、不美觀等缺陷；而且目前的部分動磁線圏驅動儀表，存 在指示精度不高、 一致性不好、容易損壞等缺陷。而且現有的步進電機汽車組 合儀表存在儀表指針運動不連續、相應信號變化速度比較慢、並且步進電機運 行噪聲較大的缺點。
發明內容
本實用新型的主要目的在於提供一種步進電機汽車組合儀表，其指針運行 平穩、連續並且指示準確。
為了達到上述目的，本實用新型提供了一種步進電機汽車組合儀表，其包 括微處理器、步進電機驅動電路、步進電機和指示儀表，其中，
所述微處理器，與所述步進電機驅動電路電連接，用於採集需指示的車輛 的信號，並才艮據該信號向所述步進電機驅動電路發送相應的電脈衝；
所述步進電機驅動電路，與所述步進電機電連接，用於根據所述電脈衝驅 動所述步進電機按設定的方式轉動設定的角度；
所述步進電機，帶動所述指示儀表的指針相應轉動。
優選的，所述步進電機驅動電路為細分驅動器。
優選的，所述微處理器包括時間控制單元和處理單元；
所述時間控制單元，與所述處理單元電連接，用於每隔一預定時間向所述 處理單元發送控制指令；所述處理單元，與所述步進電機驅動電路電連接，在收到來自所述時間控 制單元的控制指令時，採集車輛的需指示的信號，並根據該信號向所述步進電機驅 動電路發送相應的電脈衝。
優選的，本實用新型所述的步進電機汽車組合儀表還包括液晶驅動器和液 晶屏，所述液晶驅動器分別與所述處理器和所述液晶屏電連接。
優選的，所述微處理器包括處理單元和時鐘電路，所述時鐘電路與所述處 理單元電連接，所述處理單元與所述步進電機驅動電路電連接。
口和蜂鳴器，所述通用異步串行接口分別與所述微處理器和一 PC機電連接，所 述蜂鳴器和所述微處理器電連接；所述微處理器通過所述通用異步串行接口與 所述PC機相連接，對內部數據進行配置，所述處理器根據配置信息對輸入信號 進行判斷，如果所述輸入信號滿足報警條件時控制所述蜂鳴器報警。
優選的，本實用新型所述的步進電機汽車組合儀表還包括信號指示單元， 所述信號指示單元與所述微處理器連接。
帶動儀表的指針，並採用了細分驅動器作為步進電機驅動器，使得本實用新型 所述的步進電機汽車組合儀表的指針運行平穩、連續、指示準確、指示響應時 間短並且運行噪聲低。
附圖標記
圖1是本實用新型所述的步進電機汽車組合儀表的結構框圖； 圖2是本實用新型一 實施例所述的步進電機汽車組合儀表的錶盤示意圖； 圖3是本實用新型一實施例所述的步進電機汽車組合儀表的電控部分的結 構框圖4是本實用新型一實施例所述的步進電機汽車組合儀表的系統控制程序 的主程序框圖5是本實用新型一實施例所述的步進電機汽車組合儀表的系統控制程序 的中斷程序框圖。
具體實施方式
本實用新型沒有釆用傳統的機械式或動磁線圏驅動儀表指針的指示方式,而是使用了步進電機作為儀表指針的驅動方式。
本實用新型所述的步進電機汽車組合儀表，採集汽車的行駛速度、發動機 轉速、電瓶電壓、機油壓力、引擎冷卻液溫度、燃油、氣壓信號和開關量信號， 經過微處理器進行處理後，向步進電機驅動器發送相應的電脈衝，所述步進電 機驅動器根據該電脈衝驅動步進電機按設定的方向轉動，從而步進電機帶動指 示儀表的指針也相應轉動。
步進電機驅動電路12、步進電機13和指示儀表14,
所述微處理器ll,與所述步進電機驅動電路12電連接，用於採集需指示的 車輛的信號，並根據該信號向所述步進電機驅動電路12發送相應的電脈衝；
所述步進電機驅動電路12,與所述步進電機13電連接，用於根據所述電脈 衝驅動所迷步進電機按設定的方式轉動設定的角度；
所述步進電機13，帶動所述指示儀表14的指針相應轉動。
根據一種具體實施方式
，所述步進電機驅動電路12為細分驅動器，採用了 步進電機細分驅動技術；
步進電機細分驅動技術實質上是一種電子阻尼技術，其主要目的是提高步 進電機的運轉精度，實現步進電機步距角的高精度細分；其次，步進電機細分 驅動技術的附帶功能是減弱或消除步進電機的低頻振動；低頻振動是步進電機 的固有特性，而細分是消除它的最佳途徑。
步進電機細分驅動技術完全是由步進電機驅動器靠精確控制電機的相電流 所產生的，與步進電機無關。
採用了細分驅動器驅動步進電機後，步進電機的步距角變小了。例如，如 果步進電機驅動器工作在12細分狀態時，其步距角只為"步進電機固有步距角" 的十二分之一，也就是當步進電機驅動器工作在沒有細分的整步狀態時，微 處理器每發一個電脈衝，步進電機轉動12度；而使用工作在12細分狀態的細 分驅動器時，步進電機只會轉動l度。
根據另一種具體實施方式
，所述微處理器11包括時間控制單元和處理單元；
所述時間控制單元，與所述處理單元電連接，用於每隔一預定時間向所述 處理單元發送控制指令；所述處理單元，與所述步進電機驅動電路12電連接，在收到來自所述時間 控制單元的控制指令時，採集車輛的需指示的信號，並根據該信號向所述步進
電才幾驅動電路12發送相應的電脈衝。
由於釆用了所述時間控制單元111對步進驅動的時間進行控制，因此可以 進一步提高步進電機的響應速度和轉動連續性，同時大幅度降低了步進電機的 轉動噪聲，使得本實用新型所述的步進電機汽車組合儀表的指針運行平穩、連 續、指示準確、指示響應時間短並且運行噪聲低。
如圖2所示，本實用新型一實施例所述的步進電機汽車組合儀表的錶盤示 意圖；如圖3所示，本實用新型一實施例所述的步進電機汽車組合儀表的電控 部分的結構框如圖4所示，本實用新型一實施例所述的步進電機汽車組合儀表的系統控 製程序的主程序框圖；如圖5所示，本實用新型一實施例所述的步進電機汽車 組合儀表的系統控制程序的中斷程序框圖；本實用新型 一 實施例所述的步進電 機汽車組合儀表的系統控制程序包括主程序和中斷程序，所述主程序主要負責 對整個系統進行初始化、對採集得到的信號量進行運算和處理、控制信息的輸 出和管理報警操作；所述中斷程序主要負責控制步進電機的細分驅動管理。
如圖2所示，本實用新型一實施例所述的步進電機汽車組合儀表的錶盤上 包括電瓶電壓表1、機油壓力表2、引擎冷卻液溫度表3、儀表按鍵4、燃油表5、 氣壓表6、氣壓表7、液晶顯示屏8、車速表9、信號指示表IO、引擎轉速表101 和液晶顯示屏102。
如圖3所示，本實用新型一實施例所述的步進電機汽車組合儀表的電控部 分包括微處理器、步進電機驅動器、步進電機、液晶驅動電路、液晶顯示屏、 通用異步串行接口 UART、蜂鳴器和信號指示單元；
其中，所述步進電機驅動器為兩個，所述步進電機為8個，每一步進電機 分別驅動四個步進電機；
所述液晶驅動電路為兩個，所述液晶顯示屏為兩個，每個液晶驅動電路分 別與一液晶顯示屏電連接，以驅動該液晶顯示屏；所述液晶驅動電路分別與所 述微處理器電連接；
所述微處理器，型號為PIC18F452，其採集輸入的模擬信號、數位訊號和開 關量信號，其中，所述模擬信號包括電瓶電壓、機油壓力、引擎冷卻液溫度、油量和氣壓信號；所述數位訊號包括引擎的轉速和車輛行駛速度信號；所述開
關量信號是一些需要通過所述信號指示單元顯示的信號的輸入量；
所述微處理器通過採集和處理車輛的速度信號，得到當前車輛的行駛速度
和累計行駛裡程的相關數據；所述微處理器將車輛的累計裡程先存儲在所述微 處理器內部的存儲器中，然後顯示到對應的液晶顯示屏上；所述微處理器將當 前的車速信號轉換為電脈衝，並將該電脈衝傳送至所述步進電機驅動器，所述 步進電機驅動器根據該電脈衝驅動帶動所述車速表9的指針的步進電機，使得 該步進電機帶動所述車速表9的指針按照預先設定的運行方式運行到指定的指 示位置；
所述微處理器採集引擎轉速信號，計算和處理得到當前的引擎轉速信息， 並將其轉換為相應的電脈衝，並將該電脈衝傳送至所述步進電機驅動器，所述 步進電機驅動器根據該電脈衝驅動帶動所述引擎轉速表101的指針的步進電機， 使得該步進電機帶動所述引擎轉速表101按照預先設定的運行方式運行到指定 的指示位置；
所述微處理器通過對模擬信號的釆集和處理得到當前的電瓶電壓、機油壓 力、引擎冷卻液溫度、油量和兩路氣壓的信息，並將各信息轉換成傳送至所述 步進電機驅動器的電脈衝，控制各步進電機按照預先設定的方式運行到對應位 置；
所述微處理器包括處理單元和時鐘電路，所述處理單元讀取所述時鐘電路 記錄的當前時間，並將所述當前時間轉換為相應的控制信號，將所述控制信號 傳送至所述液晶驅動器，所述液晶驅動器根據該控制信號驅動所述液晶顯示屏， 使得所述當前時間顯示於所述液晶顯示屏上。
所述信號指示單元，與所述微處理器連接，包括多個發光二極體，用於指 示汽車相關信息的信號量；所述微處理器還負責採集所述信號指示單元的部分 輸入，並控制相關輸出。
所述微處理器與所述蜂鳴器電連接，並且所述微處理器可以通過通用異步 串行接口 UART與PC機相連接，通過專用軟體對內部數據進行配置，所述微 處理器可以根據配置信息對輸入信號進行判斷，如果所述輸入信號滿足報警條 件時將控制蜂鳴器報警。
以上說明對本實用新型而言只是說明性的，而非限制性的，本領域普通技 術人員理解，在不脫離所附權利要求所限定的精神和範圍的情況下，可做出許多修改，變化或等效，但都將落入本實用新型的保護範圍內。
權利要求1、一種步進電機汽車組合儀表，其特徵在於，其包括微處理器、步進電機驅動電路、步進電機和指示儀表，其中，所述微處理器，與所述步進電機驅動電路電連接，用於採集需指示的車輛的信號，並根據該信號向所述步進電機驅動電路發送相應的電脈衝；所述步進電機驅動電路，與所述步進電機電連接，用於根據所述電脈衝驅動所述步進電機按設定的方式轉動設定的角度；所述步進電機，帶動所述指示儀表的指針相應轉動。
2、 根據權利要求1所述的步進電機汽車組合儀表，其特徵在於，所述步進 電機驅動電路為細分驅動器。
3、 根據權利要求1或2所述的步進電機汽車組合儀表，其特徵在於，所述^Ut理器 包括時間控制單元和處理單元；所述時間控制單元，與所述處理單元電連接，用於每隔一預定時間向所述 處理單元發送控制指令；所述處理單元，與所述步進電機驅動電路電連接，在收到來自所述時間控 制單元的控制指令時，採集車輛的需指示的信號，並根據該信號向所述步進電 機驅動電路發送相應的電脈衝。
4、 根據權利要求1或2所述的步進電機汽車組合儀表，其特徵在於，其還 包括液晶驅動器和液晶屏，所述液晶驅動器分別與所述處理器和所述液晶屏電 連接。
5、 根據權利要求4所述的步進電機汽車組合儀表，其特徵在於，所述微處 理器包括處理單元和時鐘電路，所述時鐘電路與所述處理單元電連接，所述處 理單元與所述步進電機驅動電路電連接。
6、 根據權利要求5所述的步進電機汽車組合儀表，其特徵在於，其還包括 通用異步串行接口和蜂鳴器，所述通用異步串行接口分別與所述微處理器和一 PC機電連接，所述蜂鳴器和所述微處理器電連接；所述微處理器通過所述通用 異步串行接口與所述PC機相連接，對內部數據進行配置，所述處理器根據配置 信息對輸入信號進行判斷，如果所述輸入信號滿足報警條件時控制所述蜂鳴器 報警。
7、 根據權利要求6所述的步進電機汽車組合儀表，其特徵在於，其還包括信號指示單元，所述信號指示單元與所述微處理器連接。
專利摘要本實用新型提供了一種步進電機汽車組合儀表，其包括微處理器、步進電機驅動電路、步進電機和指示儀表，其中，所述微處理器，與所述步進電機驅動電路電連接，用於採集需指示的車輛的信號，並根據該信號向所述步進電機驅動電路發送相應的電脈衝；所述步進電機驅動電路，與所述步進電機電連接，用於根據所述電脈衝驅動所述步進電機按設定的方式轉動設定的角度；所述步進電機，帶動所述指示儀表的指針相應轉動。本實用新型所述的步進電機汽車組合儀表採用步進電機帶動儀表的指針，並採用了細分驅動器作為步進電機驅動器，使得本實用新型所述的步進電機汽車組合儀表的指針運行平穩、連續、指示準確、指示響應時間短並且運行噪聲低。
文檔編號G01D7/02GK201352125SQ200920001298
公開日2009年11月25日 申請日期2009年2月11日 優先權日2009年2月11日
發明者宋寶森, 宋曉巖, 祁天存 申請人:哈爾濱威帝汽車電子有限公司