基于STM32汽车仪表检测系统[发明专利]

(12)发明专利申请

(10)申请公布号 CN 109828486 A(43)申请公布日 2019.05.31

(21)申请号 201711184238.4(22)申请日 2017.11.23

(71)申请人 成都红宇时代科技有限公司

地址 610100 四川省成都市成都经济技术

开发区（龙泉驿区）星光中路4号(72)发明人 陈魏　凌前武　林建　(51)Int.Cl.

G05B 19/042(2006.01)G01R 31/00(2006.01)G01R 1/36(2006.01)G01R 15/22(2006.01)

权利要求书1页 说明书3页 附图2页

CN 109828486 A()发明名称

基于STM32汽车仪表检测系统(57)摘要

本发明涉及一种汽车仪表检测系统，具体涉及一种基于STM32汽车仪表检测系统，包括微控制器，与微控制器连接的开关量信号单元、总线单元、PLC单元、串口通信单元、单元供电单元、存储单元、继电器控制单元、电压采集单元、电阻网络单元和波形产生/采集单元，微控制器通过串口与上位机连接，开关量信号单元包括74HC595、光耦TPL700和短路保护电路，74HC595将为控制器的串行控制信号转换为并行信号，74HC595连接多个光耦TPL700，短路保护电路与光耦TPL700连接；采用本发明技术方案的基于STM32汽车仪表检测系统，具有信号类型多、精度高、抗干扰能力强和编程方便等特点。

CN 109828486 A

权　利　要　求　书

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1.基于STM32汽车仪表检测系统，其特征在于：包括微控制器，与所述微控制器连接的开关量信号单元、总线单元、PLC单元、串口通信单元、单元供电单元、存储单元、继电器控制单元、电压采集单元、电阻网络单元和波形产生/采集单元，所述微控制器通过串口与上位机连接，所述开关量信号单元包括74HC595、光耦TPL700和短路保护电路，所述74HC595将为控制器的串行控制信号转换为并行信号，所述74HC595连接多个所述光耦TPL700，所述短路保护电路与所述光耦TPL700连接；所述电阻网络单元包括TPIC6B595、多个电阻，所述电阻分别并联有控制继电器，所述TPIC6B595通过GPIO与所述微控制器连接，所述TPIC6B595与所述控制继电器连接。

2.根据权利要求1所述的基于STM32汽车仪表检测系统，其特征在于：所述短路保护短路采用PPTC。

3.根据权利要求1所述的基于STM32汽车仪表检测系统，其特征在于：所述微控制器采用STM32F103。

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说　明　书

基于STM32汽车仪表检测系统

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技术领域

[0001]本发明涉及一种汽车仪表检测系统，具体涉及一种基于STM32汽车仪表检测系统。背景技术

[0002]汽车组合仪表是驾驶员获取汽车行驶过程中各种执行及控制器件信息的窗口，汽车组合仪表在出厂前，需要对仪表进行质量终检，根据仪表显示的信息来判断仪表是否质量合格。汽车组合仪表检测过程是通过上位机软件发送信号给信号驱动模块，控制其产生汽车行驶时的激励信号，将激励信号输入组合仪表，采用人工判别或者机器视觉的方式，判别仪表显示信息是否准确。目前，汽车组合仪表种类繁多，各种车型使用的仪表的输入信号类型、信号数量、规格参数以及小表数量也有较大差异。因此，大多数汽车仪表厂根据不同的汽车仪表使用特定的检测设备，进行人工检测。这种分离式的人工检测方式与自动化的视觉检测方式相比，生产成本高、检测效率低、精度低。发明内容

[0003]本发明的目的在于解决上述技术问题，提供基于STM32汽车仪表检测系统，具有信号类型多、精度高、抗干扰能力强和编程方便等特点。[0004]为解决上述技术问题，本发明采用了基于STM32汽车仪表检测系统，包括微控制器，与所述微控制器连接的开关量信号单元、总线单元、PLC单元、串口通信单元、单元供电单元、存储单元、继电器控制单元、电压采集单元、电阻网络单元和波形产生/采集单元，所述微控制器通过串口与上位机连接，所述开关量信号单元包括74HC595、光耦TPL700和短路保护电路，所述74HC595将为控制器的串行控制信号转换为并行信号，所述74HC595连接多个所述光耦TPL700，所述短路保护电路与所述光耦TPL700连接；所述电阻网络单元包括TPIC6B595、多个电阻，所述电阻分别并联有控制继电器，所述TPIC6B595通过GPIO与所述微控制器连接，所述TPIC6B595与所述控制继电器连接。[0005]进一步地，上述技术方案中，所述短路保护短路采用PPTC。[0006]进一步地，上述技术方案中，所述微控制器采用STM32F103。[0007]本发明所具有的有益效果：本系统采用集成式的设计模式，模块根据上位机发送的指令产生仪表驱动信号，这些信号主要包括开关信号、电阻信号、电压信号、PWM信号和CAN信号等，产生信号的数量和信号的各种参数能满足绝大多数汽车仪表的需求。这种集成式的设计方式提高了系统的稳定性和精度，信号的驱动功率大，外部接口丰富，与上位机通信方便，特别适用于自动视觉检测系统，提高检测效率和精度，降低生产成本。附图说明

[0008]图1是本发明的结构示意图；

[0009]图2是本发明的开关信号单元结构示意图；[0010]图3是本发明的电阻网络单元结构示意图。

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具体实施方式

[0011]下面结合附图对本发明作进一步的说明。[0012]如图1至图3所示，本发明提供基于STM32汽车仪表检测系统，包括微控制器，与微控制器连接的开关量信号单元、总线单元、PLC单元、串口通信单元、单元供电单元、存储单元、继电器控制单元、电压采集单元、电阻网络单元和波形产生/采集单元，微控制器通过串口与上位机连接，开关量信号单元包括74HC595、光耦TPL700和短路保护电路，74HC595将为控制器的串行控制信号转换为并行信号，74HC595连接多个光耦TPL700，短路保护电路与光耦TPL700连接；电阻网络单元包括TPIC6B595、多个电阻，电阻分别并联有控制继电器，TPIC6B595通过GPIO与微控制器连接，TPIC6B595与控制继电器连接。[0013]信号模块的主控制器采用STM32F103微控制器，STM32系列的微控制器是基于Cortex-M3内核面向控制邻域的控制器。模块的功能是主控制器通过串口接收上位机发送的控制命令，并按设计的协议对命令进行解析，根据命令的内容控制相应的驱动电路产生信号。汽车组合仪表上的所有显示信息并不是由一种信号驱动，根据仪表型号的不同，驱动方式也不同，为了适用于绝大多数仪表，本模块设计了多种信号单元，能满足绝大多数的仪表的检测。汽车仪表的驱动信号种类多，信号数量多，驱动功率大，对每一种信号应该根据需求单独设计信号驱动电路。

[0014]汽车仪表上的LED指示灯绝大部分是开关信号驱动，每个LED指示灯是的，一般可以分3种控制方式：阳极控制、阴极控制和两极控制。仪表盘上的信号灯数量多，控制方式不统一，因此设计开关信号驱动单元时必须有足够的裕量，保证该模块能满足大多数的汽车组合仪表需求。汽车仪表电源使用12V或24V的直流电，而控制电路中使用5V的直流电，为了隔离仪表中信号的干扰，在信号输出前必须有隔离电路。光耦TPL700不仅具有隔离作用，而且带有驱动能力。本模块选取TPL700设计开关信号单元的隔离电路。采用74HC595可以将主控制器串行控制信号转换为并行信号，拓展控制器的GPIO口的数量。控制器输出的控制信号可以控制光耦的导通和关断，从而可以控制输出的信号是高电平还是低电平。待检测的仪表可能因为生产时质量问题导致内部出现短路情况，所以需要在驱动后级增加短路保护电路，本单元采用PPTC防止仪表内部LED短路，流过TPL700电流过大而损坏光耦。[0015]汽车仪表中的油量表一般是电阻信号驱动，油量表指针的偏转角度对应着电阻值的大小。本单元采用电阻网络的方式产生电阻信号。电阻网络是将电阻阻值按照8421编码方式排列，每个电阻都并联一个控制继电器，根据上位机的命令，将需要输出的阻值通过编码，编码即计算出哪个继电器需要关闭，哪个继电器需要导通，控制与之并联的继电器是否闭合来设置输出电阻值的大小。电阻信号单元需要多个GPIO控制，控制器同样采用拓展I/O口的方式控制继电器。DMOS器件TPIC6B595除具备TTL和CMOS器件移位寄存器595的逻辑功能外，其最大的特点是驱动功率大，主控制器通过与TPIC6B595相连的GPIO信号线控制其输出高低电平，继电器导通或者关闭，从而可以控制输出的电阻信号大小。[0016]本系统采用集成式的设计模式，模块根据上位机发送的指令产生仪表驱动信号，这些信号主要包括开关信号、电阻信号、电压信号、PWM信号和CAN信号等，产生信号的数量和信号的各种参数能满足绝大多数汽车仪表的需求。这种集成式的设计方式提高了系统的稳定性和精度，信号的驱动功率大，外部接口丰富，与上位机通信方便，特别适用于自动视

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觉检测系统，提高检测效率和精度，降低生产成本。

[0017]本发明的说明书和附图被认为是说明性的而非性的，在本发明基础上，本领域技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中一些技术特征做出一些替换和变形，均在本发明的保护范围内。

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说　明　书　附　图

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图1

图2

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图3

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