基于CAN总线和ARM的全液晶汽车仪表系统设计.pdfVIP

摘要

汽车仪表是驾驶员了解汽车行驶状态的重要媒介，对驾驶员把握汽车的安全与经济

行驶发挥着关键作用。近年来，伴随着汽车产业的高速发展和汽车电子技术的不断进步，

使汽车车机信息越来越丰富，这要求汽车仪表需要显示的内容也越来越多，传统的仪表

显然已经无法胜任显示车辆所有信息的任务。此时，全液晶汽车仪表便凸显出其优越性，

全液晶汽车仪表采用图形化虚拟界面显示，想要增加显示内容只需要在虚拟界面中增加

相应的素材和显示控件即可，并且可以制作多屏显示界面，只要液晶屏内存足够大理论

上可以显示无数多内容。

但是，由于我国对全液晶汽车仪表技术的研究起步较晚，加之相关标准严格，核心

芯片依赖进口等因素，导致我国的全液晶汽车仪表造价普遍昂贵，不能在所有车辆上使

用，只有少数汽车制造厂商在部分中高端车型上使用了全液晶汽车仪表。因此，针对这

些问题，本课题基于对CAN总线技术和汽车仪表电子技术的研究，设计了一款全国产

化的全液晶汽车仪表，该液晶仪表具有扩展性强、布线结构简单、传输速度快、可靠性

高、制作成本低等特点。并且，按照本文提出的设计方案为某特种工程车辆制作了一款

全液晶汽车仪表样机，该样机经过功能测试和各种可靠性验证实验，结果各项参数均达

标，可靠性得到认证。

本文采用先硬件设计、后软件开发的方法设计该款全液晶汽车仪表，该仪表既能够

通过CAN总线从车载ECU上获取相关显示数据，也能够通过采集电路采集车载传感器

信号获取相关显示数据。在硬件设计上，本文选用国产的GD32307VCT6微控制器为液

晶仪表系统的核心控制器、选用CTM8251KAD芯片为CAN收发器、选用苏州速显微

公司的AHMI2000A液晶屏为显示屏，通过AltiumDesigner软件完成液晶仪表系统主控

电路、CAN通信电路、信号采集电路及其他外围电路的设计，且根据相关电路设计规

范一并完成了PCB线路板的设计。在软件设计上，根据液晶仪表显示任务的需求，首

先设计了液晶屏UI显示界面，整体界面大方美观，重点突出。其次，深入研究CAN2.0B

总线协议，结合整车CAN节点的需求，定义了液晶仪表系统的CAN总线应用层通信协

议。然后，在KeilµVision5中利用C语言开发并编写了液晶仪表系统的主程序和各功

能模块程序。

最后，通过对开发的液晶仪表样机的测试表明，本文设计的全液晶汽车仪表各项指

示误差在3%以内，满足QC/T727-2017(中华人民共和国汽车行业标准)的要求，证明本

文提出的设计方案具有一定的实际应用价值，可为我国研制低成本、高可靠性的全国产

化全液晶汽车仪表提供一份新的参考。

关键词：全液晶汽车仪表，CAN总线技术，ARM控制器，软硬件设计

ABSTRACT

Automobileinstrumentationisanimportantmediumforthedrivertounderstandthedrivingstatusof

thecar,andplaysakeyroleinthedriversgraspofthesafetyandeconomicdrivingofthecar.Inrecent

years,alongwiththerapiddevelopmentoftheautomobileindustryandthecontinuousprogressof

automobileelectronictechnology,theautomobileinformationisgettingricherandricher,whichrequires

theautomobileinstrumentationtodisplaymoreandmorecontents,whereasthetraditionalinstrumentation

isobviouslyunabletoperformthetaskofdisplayingalltheinformationofthevehicle.Atthistime,thefull

LCDcarinstrument