基于CAN总线的汽车仪表设计

２０１２年第０２期　科技圈向导　◇高教论述◇　　～汽车总线系统　　一基于ＣＡＮ总线的汽车仪表设计　张培朋　卜瑞杰（黄淮学院河南李金汉文婷婷　驻马店４６３０００）　【摘要】汽车仪表作为汽车行驶过程状态信息窗口，多年来一直为模拟表盘和简单的数字表盘，既占据了车头空间又不能提升美观。本文　对此提出将汽车仪表全数字化、实时化、并将ＦＭ、ＭＰ３等娱乐信　ｇｇ－ｔ－－＊ｇ，超速的报警系统，同时提出更优控制设计方案。在实现过程中仍　然采用欧美汽车总线标准ＣＡＮ２．０总线交互信息、采用高速ＡＲＭＣｏｒｔｅｘ－Ｍ３内核，ＳＴ公司产品ＳＴＭ３２Ｆ１０３作为控制器实现本设计中需要　的所有要求。　【关键ｉ￣］ＣＡＮ总线；汽车仪表；Ｓｔｍ３２ｆ１０３微控制器　２．１硬件电路部分　Ｏ．引言　整体硬件电路框图如图３所示．分为４大部分。　汽车仪表为汽车驾驶员提供了各种关于汽车的数据信息，是汽车　（１）数据采集器：将汽车各个传感器（速度、温度、液位等）采集到　的信息交互窗口，能够集中、直观、实时显示汽车在行驶过程中的各种　的模拟量数字化输入到ＣＡＮ总线网络输人到收发芯片　动态数据，如车速、里程、油量、发动机转速、冷却液温度、各种危险警　报等　现今人们生活水平不断提高．汽车的拥有量也在逐年增加。随着　ＳＮ６５ＶＨＤ２３０，进过ＣＡＮＲＸ／ＣＡＮＴＸ连接到微控制器的ＰＢ８／ＰＢ９引　　科技进步，汽车节能、环保、安全和舒适等使用性能不断提高，对汽车　脚如图４所示：电控系统的要求也越来越高　汽车电控装置除了快速和高效处理各种　—＿动态数据外，还能从审美、娱乐方面提升。，　本文给出一种基于ＣＡＮ　ｆＣｏｎｔｒｏｌｌｅｒ　Ａｒｅａ　Ｎｅｔｗｏｒｋ）ＳＡＥ　Ｊ１９３９总　线协议的汽车仪表控制器。此控制器设计思路将获取的车速、里程、油　量、发动机转速、冷却液温度等数据交互给汽车数字仪表外，还提供　ＦＭ、ＭＰ３等车载娱乐信息于控制器。交互窗口不再是模拟仪表盘，采　用ｌ０寸Ｔｒｒ液晶触摸屏幕　这样不仅减少了原车头模拟表盘，同时可　减少原车载的模拟收音机和ｃＤ机空间．而且全数字化全彩屏给驾驶　员提供更为清晰的视觉享受．超速的智能报警系统使得行驶更加人性　化、安全化。所有的信息采集、处理和现实得以高速Ｃｏｒｔｅｘ—Ｍ３内核处　理．然后直观显示在ＴＦＴ液晶显示屏上　车　Ｃ　Ｓ　Ａ　Ｓ　—＿＿｛ＭＰ３模块ｌ　Ｔ　－水　Ｎ　６　５　Ｍ　—围３　Ｆ　　Ｎ　水铺油　　总　线　Ｖ　●—●　２　Ｈ　Ｉ触摸电路模块　Ｄ　２３０　ｌ　－ｔ语音报警模块　０　３　－ｔ　Ｔ丌显示模块　图３汽车数字仪表结构框图　１．ＣＡＮ总线及ＳＡＥ　Ｊ１９３９协议　ＣＡＮ总线协议应用分类如图１所示．其中Ｊ１９３９协议是本控制器　中所需的通信协议．Ｊ１９３９由美国ＳＡＥｆ　Ｓｏｃｉｅｔｖ　ｏｆ　Ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒ）　组织维护和推广　Ｊ１９３９协议具有如下特点：　Ａ类总线标准：ｕＡＲＴ、ｓＡＥ　Ｊ１７Ｏ８、ＬＩＮ簿　图４　ＣＡＮ总线连接图　（２）娱乐模块：将原来汽车分离的收音机和ＣＤ播放器组合成一个　模块。ＭＰ３模块采用ｖｓ１００３解码芯片播放ＭＰ３音乐．文件可以放在ｓＤ　ｃ类总线桥准：ＩＳＯ１　１８９８、ＳｈＥ　Ｊ２２８４、ＳＡＥ　Ｊ１９３９锋　卡或者ｕ盘中．调频收音模块采用飞利浦集成ＴＥＡ５７６７芯片构成。　诊断系统总线标准：Ｊ２４８０、ＩＳＯ１５７６５、ＩＳＯ９１４Ｉ婷　（３）显示模块：该模块由１Ｏ英寸ＴＦｖｒ触摸彩屏构成，颜色艳丽丰　富．触摸控制采用４线电阻式。　多媒体＿糸统总线标准ｉ　ＭＯＳＴ、Ｄ２Ｂ、ＩＥＥＥｌ３９４－￣　－（４）附属模块：这部分包括智能车速报警部分、ｓＤ卡读取、ｕ盘读　取、键盘输入等，目的在于存储大量的数据信息（ＭＰ３、电台信息等）。　Ｘ—ｂｙ—ｗｉｒｅ总线标准ｚ　ＦｌｅｘＲａｙ、ＴＴＣＡＮ、ＴＴＰ　通过对汽车仪表的整体设计的分析可知．汽车仪表有三个分表　安全总线和标准：ＳａｆｅｔｙＢｕｓ、ＤＳＩ、ＢＳＲＳ￣　盘：显示汽车车速、发动机转速、冷却液的温度：一个柱形显示区域：显　示汽车的当前油量：一个数字显示区域：显示里程总数，通过使用ＧＵＩ　图１　ＣＡＮ总线应用分类　（１）以ＣＡＮ２．０Ｂ协议为基础．物理层标准与ＩＳＯ１１８９８规范兼容　可以快速高效实时的实现以上功能　２．２软件设计部分　并采用符合规范ＣＡＮ控制器及收发器．通讯速率最高可达到　程序设计既可在操作系统支持下也可不带．如果从操作系统的裁　２５０Ｋｂｐｓ。　剪型、移植型考虑。应优先考虑ＵＣＯＳ２。　（２）采用ＰＤＵ（Ｐｒｏｔｏｃｏｌ　Ｄａｔａ　Ｕｎｉｔ协议数据单元）传送信息。　本控制器软件整体设计框图如图５所示：　（３）利用ＣＡＮ２．０Ｂ扩展帧ｆ如图２）２９位标志符为其每一个ＰＤＵ设　置其优先级。　一　Ｂ　总线书　准：　ｓｗｃ、ＩＳＯ１　１　９９２、Ｊ１　８５ｏ　位城兜墙｜５ｏ斑ｅ争ｊ　鼍太挂糗襄　控制　藏一　’６健’　—段擀两●　●　分鞴将—■　Ｉ　Ｓ　Ｓ　ｉ　Ｒ　Ｅ　ｌ　Ｉ　ｌ　Ｉ　ＲＣＣｉｎｉｔ（）　ｃｒｔｏ￣｜ｔＯ　ＣＡＮＩｎｉｔ（）　１ＷＩＣＩｎｉｔ（）　一　……　一　一Ｉ　Ｉ　１．　０　Ｆ　ｌ　标识符　Ｒ　Ｄ　Ｒ　Ｅ　ｌ　Ｉ　ｔ　株讽绮　扩髓　１８　Ｔ　ｒ　ｒ　０Ｌｃ　教擀段　ＣＲＣ　般　０　Ｒ　ｌ　０　Ｆ　１　ｌｌｌ　４　０－６４　ｌ｛｝　１　２　７　１　　ＩＩ　１　Ｉ—Ｆ　ｎｃ０　ｌＭ　ｎｃ０１　ｌ（ＥＹＴｏ　ｅ帅１　竺　　纛叫　图２　ＣＡＮ扩展帧格式　２．汽车仪表设计　汽车数字仪表结构如图３所示．考虑数据信息大和速度快的特　点，采用ＡＲＭ公司最新Ｃｏｒｔｅｘ—Ｍ３内核型Ｓｔｍ３２ｆ１０３微控制器。　ｊ　ＴＦＴ　ｍｓ口ｆｌ　１　　ｊＣａ“＿ｓｅｕａＯｌ　图５控制器软件整体设计图（下转第１３０页）　２０１２年第０２期　科技嚣向导　◇职业教育◇　抗生素的不合理应用分析　李　娜　ｆ哈尔滨应用职业技术学院　黑龙江哈尔滨１５００００１　【摘要】近年来，随着抗生素品种增加，抗生素的使用日益广泛，已成为各级医疗单位最常用的药物之一，由此导致的抗生素的不合理应　用甚至滥用，正威胁着人类的健康，并带来严重的后果。由于抗生素的不合理应用所导致的耐药病原茵的增加不仅使医疗费用增高，而且使感　染性疾病的发病率及死亡率增加。抗生素的不合理应用已经成为一个广泛的社会问题，因此，有必要对合理应用抗生素进行探讨和研究，现对　其现象分析如下。　【关键词】抗生素；不合理应用　１．把抗生素当作“常规武器”　应该分开服用［２１　６．药物用法不合理　把炎症病变和抗生素连在一起．处方时常把抗生素当作首选的常　Ｂ一内酰胺类抗生素为繁殖杀菌药，除少数品种外，大多半衰期短，　规武器，狂轰滥炸。其实许多炎症病变和细菌并无关系，如扭伤引起局　部肿胀是无菌性炎症．一般感冒许多是病毒性感染．连慢性支气管炎　静滴后血药浓度下降很快．较难维持有效血药浓度．若采用１天１次　和支气管哮喘也不都是细菌引起的Ⅲ．使用抗生素应在有细菌感染时　静滴，每次２￣３　ｈ，使致病菌每天有很长一段时间不接触抗菌药物，继　才有意义。　续得到繁殖，而成熟的细菌．Ｂ一内酰胺类药物又不易将其杀灭，结果使　有效的抗生素未能发挥应有的疗效．既达不到治疗目的．还易产生细　２．把抗生素当作“预防药”　客观上造成浪费　所谓抗生素的预防用药．指的是针对可能发生的感染扩散或病原　菌耐药．体入侵，即在病原体构成全身性感染的威胁时。所采用的主动治疗，而　７．自行诊断服药　不是为了怕发生感染和为了放心所采用的所谓的预防用药　而现在有　有的患者常自备一些抗生素在家．只要身体不适．就服用一些抗　些人不管有菌无菌，只要有问题．就用抗生素“预防”继发感染．但这种　生素，症状减轻就停用。还有的患者对医生缺乏信任，不如实向医院陈　预防性用药极易产生耐药性　实验表明．慢性支气管炎患者在整个冬　述病情，点名用药，不遵医嘱．不按疗程、不懂科学用药知识。任意更换　季预防性使用抗生素，并不能减少发作次数，只能是发作程度稍轻．但　药物品种，随意增加药物剂量或者缩短用药间隔．重复用药等．一般１　很易导致菌群失调和耐药性的产生．等到需要使用抗生素时再用则疗　天应用３次的药物．他们不是按照间隔８小时来用．而是跟随三顿饭　效不佳。而且，任何一种抗生素都有一定的毒副作用，尤其对肝、肾等　来服，这样既产生耐药性．又易耽误病情．是十分有害的。　重要脏器的损害．所以在预防用药时一定要慎重　总之，抗生素不合理应用的现象很多，要实现合理应用抗生素．减　少不良反应和细菌耐药性的发生．不但需要医务人员的努力．也需要　３．加大剂量．“多多益善”　有的人为求速效．擅自增加药量　但是药效学研究证明．不是所有　病人的密切配合。我们可以通过建立一个健全的抗生素合理应用管理　加强医务人员合理应用抗生素及相关药理知识的培训来提高医　药物的剂量和效应都是成正比的．相反．许多药物加量后毒副作用相　制度、务人员的整体水平，强化合理用药观念。同时，我们也应该加强对患者　应增加，有的还会产生积蓄中毒．这样到适得其反了。　和家属进行合理使用抗生素的宣传教育．让患者积极主动配合医生的　４．长期用药．“打持久战”　治疗．达到合理用药的目的　在一个合理用药的大氛围中自觉规范地　有的慢性病病程较长．用药时间也相对长一些．但长期服用一种　药会对身体产生危害．如长期服用四环素、磺胺类药物可对肝脏产生　用药，更好地为人民健康服务。＿　损害：服用阿司匹林易导致出血性中风和胃溃疡．并且在同一病房内　医院流行菌株在抗生素的压力下容易产生耐药性．还会造成新的感　【参考文献】　［１］陈燕，李秀云．临床抗生素不合理用药分析及对策【Ｊ］．柳州医学，２００７，２０（３）：　染　另外．长期用药产生积蓄性中毒也很常见　５．药物配伍混乱　２２８—２３０．　抗生素之间或与其他药物配伍不合理．往往造成两药作用的相互　（２）：１７１．　拮抗甚至发生危险。如Ｂ一内酰胺和双歧杆菌活菌制剂联用．前者为杀　［３］陈东堂．临床应用抗菌药物病历分析叨．中国煤炭工业医学杂志，２００５，８（１０）：　菌剂．后者为活菌剂．两药同时使用前者使后者的疗效降低．所以两者　１０７４－】０７５　［２］阳怡，白兆平．繁殖期杀菌剂与速效抑菌剂的联合应用［Ｊ］．中国药师，２００７，１０　（上接第３８页）整体软件设计需要考虑的是：　１：ＣＡＮ总线的数据必须按照要求组包和拆包：　２：ｓＤ卡或者Ｕ盘的文件格式多样化：　３：ＴｆＴｒ驱动编写和ＧＵＩ（用户图形接口）ＡＰＩ函数的编写．可以自　己封装或者参考ＵＣＧＵＩ编写．本文采用的自己封装．当然移植ＵＣＧＵＩ　也可以，基本是将画点函数用自己的函数名替代即可。　理．往往是采用条件编译方式，这样利于程序升级，提高产品的健壮　。　最后将所有信息状态显示在彩屏上．可以通过触摸改变显示界面　比如：一汽车行驶状态＋＿ＭＰ３一ＦＭ等。这样不用在汽车驾驶室安装较　大的模拟表盘和ＣＤ播放器及其收音机电路．扩大驾驶空间．提高了　显示效果和实时陛．且从性价比来说整体控制器价格远小于模拟表盘　与ＣＤ与其他设备之和　３．系统调试　调试仪表控制器必须按照各个生产厂家或者标准信息．进行分类　处理．比如采集ＣＡＮ总线上的发动机转速时．必须根据ＳＡＥＪ１９３９控　制参数进行过滤．以ＰＧＮ６１４４４　Ｅ１ｅｃｔｒｏｎｉｃ　Ｅｎｇｉｎｅ　Ｃ０ｎｔｒｏｌｌｅｒｌ发动机　电子控制器１为例说明如下：　１：发送周期：取决于发动机转速：　２：数据长度：８：　３：数据页：０：　４．结束语　在研究了汽车ＣＡＮ总线通讯协议及ＳＡＥ　Ｊ１９３９协议的基础上．　实现基于ＣＡＮ总线的汽车数字仪表系统设计。与常规仪表相比．该　ＣＡＮ总线仪表具有以下优点：抗干扰能力强，能够实现数据快速、高　效、稳定的传输；减少车身线路布置，实现了硬件方案的软件化，使设　计简单明了，降低了成本；驾驶员能够及时清晰地发现汽车故障；ＣＡＮ　总线将整车构成一个网络系统．能够提升系统的灵活性．方便地增加　４：ＰＤＵ格式：２４０：　５：默认优先级：３　【参考文献】　６：标识码ＩＤ：２１７０５６２５６　［１］邬宽明．ＣＡＮ总线原理和应用系统设计．北京航空航天大学出版社．１９９６．１１　显示调试针对不同驱动芯片和显示模式需要在配置文件中一一处　［２］文全刚．嵌入式系统接口原理与应用．北京航空航天大学出版社．２００９．１０．　设备，扩大了可开发的空间，具有很好的发展前景。Ｉ　１３０