第
34
卷第
3
期
2012
年
6
月
武汉理工大学学报（信息与管理工程版）
JOURNAL
OF
WUT(INFORMATION
&
MANAGEMENT
ENGINEERING)
Vol.34
No.3
Jun.2012
文章编号：
2095
-3852(2012)03
-0293
一
04
文献标志码：
A
混合动力公交车仪表系统的开发
吴森，张恒平，毛雅风
（武汉理工大学汽车工程学院，湖北武汉
430070)
摘
要：介绍了一款提合动力公交车的仪表系统设计方案。该仪表系统结合了传统指针仪表系统和液晶
显示系统的优点，以飞思卡尔
16
位单片机
MC9Sl2HZ256
为核心，并利用
CAN
总线连接到整个车身网络，通
过步进电机和液晶显示系统对车速、发动机转速、动力电池电压和电流等信息进行实时准确地显示及故障报
警。该设计方案较大程度上简化了设计电路，降低了设计戚本，成功实现了仪表指针指示、电池参数显示和故
障诊断等功能。
关键词：汽车仪表；
CAN
总线；液晶显示系统；故障诊断
中图分类号：
U463.
7
汽车仪表是汽车与驾驶员进行信息交流的窗
口，是汽车信息的中心，它集中、直观、实时地反映
汽车在行驶过程中的各种动态指标，如行驶速度、
发动机转速、油量以及各种危险报警［
I
］。在混合
动力公交车中，增加了整车控制器、动力电池组和
驱动电机等特殊而关键的零部件，这些部件的运
行和状态参数对整车性能及行车安全起着重要作
用［
2
］。因此，开发一套既可以显示整车运行状态
信息，又可以显示动力电池组电池荷电状态
soc
(
state
of
charge
）等混合动力部件的特有信息的仪
表系统尤为必要。笔者设计了一款基于控制器局
域网
CAN
(
controller
缸
ea
network
）总线和液晶显
示系统的混合动力城市公交车仪表系统。
1
系统描述
根据整车系统的要求，仪表功能设计上不仅
需要显示传统车辆的一些信息，而且也需要显示
混合动力零部件特有的信息；不仅需要显示
CAN
总线的信息，而且也需要显示各线束和开关得到
的信息；不仅需要显示参数值，而且也需要显示：昆
合动力的能量流动状态，因此根据实际需要和技
术的发展，将系统整体结构设计成如图
1
所示的
结构图。从图
1
可清楚看出该仪表系统采集的输
入信号包括整车
CAN
网络信号、开关信号以及各
收稿日期：
2011
-
11
- 25.
001:10.
3963/j.
issn. 2095
-3852.
2012.03.
009
LED
报警
开关 通过
1/0
口
基于飞思卡尔
指示灯
信号
’
通过
PWM
16
位单片机
LCD
传感器
通过
AID
MC9S12HZ256
信号
显示屏
的嵌入式系统
信号
转换
传统指针
~CAN
信号
仪表
整车
CAN
网络
图
1
系统整体设计结构图
种传感器信号，系统将采集的信号滤波整形处理
后，进行输出显示，主要的显示途径有传统指针仪
表、
LED
（发光二极管）报警指示灯和液晶信息显
示屏。
在整个表的设计上，为了符合驾驶员习惯，车
速表、转速表、油量表和水温表均使用常规的指针
式仪表，通过步进电机驱动仪表指针指示出来，报
警窗口采用四
D
灯显示，仪表中心为液晶显示系
统，显示整车的运行状态及动力电池组的相关信
息，并通过按钮进行切换和校正，实现了混合动力
客车内部复杂参数的实时动态显示和能量流的动
态指示，可进行数据保存和读取。其中多功能信
息显示屏采用真彩液晶显示屏，并设计显示三屏
画面。第一屏主要以图形界面形式显示气压状
况、里程数、电池电量及能量流的信息等，称为主
显示屏；第二屏为状态信息显示屏，主要显示混合
动力客车状态信息等；第三屏为故障信息显示屏，
作者简介：吴森（
1948
－），男，湖北汉川人，武汉理工大学汽车工程学院教授；博士生导师
基金项目：武汉市重大科技攻关基金资助项目（
201011511518).
第
34
卷第
3
期
2012
年
6
月
武汉理工大学学报（信息与管理工程版）
JOURNAL
OF
WUT(INFORMATION
&
MANAGEMENT
ENGINEERING)
Vol.34
No.3
Jun.2012
文章编号：
2095
-3852(2012)03
-0293
一
04
文献标志码：
A
混合动力公交车仪表系统的开发
吴森，张恒平，毛雅风
（武汉理工大学汽车工程学院，湖北武汉
430070)
摘
要：介绍了一款提合动力公交车的仪表系统设计方案。该仪表系统结合了传统指针仪表系统和液晶
显示系统的优点，以飞思卡尔
16
位单片机
MC9Sl2HZ256
为核心，并利用
CAN
总线连接到整个车身网络，通
过步进电机和液晶显示系统对车速、发动机转速、动力电池电压和电流等信息进行实时准确地显示及故障报
警。该设计方案较大程度上简化了设计电路，降低了设计戚本，成功实现了仪表指针指示、电池参数显示和故
障诊断等功能。
关键词：汽车仪表；
CAN
总线；液晶显示系统；故障诊断
中图分类号：
U463.
7
汽车仪表是汽车与驾驶员进行信息交流的窗
口，是汽车信息的中心，它集中、直观、实时地反映
汽车在行驶过程中的各种动态指标，如行驶速度、
发动机转速、油量以及各种危险报警［
I
］。在混合
动力公交车中，增加了整车控制器、动力电池组和
驱动电机等特殊而关键的零部件，这些部件的运
行和状态参数对整车性能及行车安全起着重要作
用［
2
］。因此，开发一套既可以显示整车运行状态
信息，又可以显示动力电池组电池荷电状态
soc
(
state
of
charge
）等混合动力部件的特有信息的仪
表系统尤为必要。笔者设计了一款基于控制器局
域网
CAN
(
controller
缸
ea
network
）总线和液晶显
示系统的混合动力城市公交车仪表系统。
1
系统描述
根据整车系统的要求，仪表功能设计上不仅
需要显示传统车辆的一些信息，而且也需要显示
混合动力零部件特有的信息；不仅需要显示
CAN
总线的信息，而且也需要显示各线束和开关得到
的信息；不仅需要显示参数值，而且也需要显示：昆
合动力的能量流动状态，因此根据实际需要和技
术的发展，将系统整体结构设计成如图
1
所示的
结构图。从图
1
可清楚看出该仪表系统采集的输
入信号包括整车
CAN
网络信号、开关信号以及各
收稿日期：
2011
-
11
- 25.
001:10.
3963/j.
issn. 2095
-3852.
2012.03.
009
LED
报警
开关 通过
1/0
口
基于飞思卡尔
指示灯
信号
’
通过
PWM
16
位单片机
LCD
传感器
通过
AID
MC9S12HZ256
信号
显示屏
的嵌入式系统
信号
转换
传统指针
~CAN
信号
仪表
整车
CAN
网络
图
1
系统整体设计结构图
种传感器信号，系统将采集的信号滤波整形处理
后，进行输出显示，主要的显示途径有传统指针仪
表、
LED
（发光二极管）报警指示灯和液晶信息显
示屏。
在整个表的设计上，为了符合驾驶员习惯，车
速表、转速表、油量表和水温表均使用常规的指针
式仪表，通过步进电机驱动仪表指针指示出来，报
警窗口采用四
D
灯显示，仪表中心为液晶显示系
统，显示整车的运行状态及动力电池组的相关信
息，并通过按钮进行切换和校正，实现了混合动力
客车内部复杂参数的实时动态显示和能量流的动
态指示，可进行数据保存和读取。其中多功能信
息显示屏采用真彩液晶显示屏，并设计显示三屏
画面。第一屏主要以图形界面形式显示气压状
况、里程数、电池电量及能量流的信息等，称为主
显示屏；第二屏为状态信息显示屏，主要显示混合
动力客车状态信息等；第三屏为故障信息显示屏，
作者简介：吴森（
1948
－），男，湖北汉川人，武汉理工大学汽车工程学院教授；博士生导师
基金项目：武汉市重大科技攻关基金资助项目（
201011511518).
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