基于串行通信的車載信息采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案解析

1引言
　　串行通信作為一種重要的通信技術(shù)已經(jīng)在PC機(jī)通信及工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)控制在線檢測(cè)等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用［1］。本文所設(shè)計(jì)的車載信息采集系統(tǒng)是包含數(shù)據(jù)采集，數(shù)據(jù)傳輸和數(shù)據(jù)顯示的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，是對(duì)一款新型電動(dòng)汽車的車載信息進(jìn)行采集，傳送和顯示的設(shè)計(jì)過程：車載信息通過傳感器（模擬量形式）或開關(guān)量形式被采到從單片機(jī)，主單片機(jī)和從單片機(jī)之間通過串行通信進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，并由主機(jī)將數(shù)據(jù)送往液晶面板顯示出來。
　　2總線型主從式多機(jī)系統(tǒng)
　　綜合考慮了電動(dòng)汽車所涉及到的大量的車載信息和串行口的多機(jī)通信能力，該設(shè)計(jì)采用了總線型主從式多機(jī)通信模式，而進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)臉?biāo)準(zhǔn)總線選為最普通實(shí)用的RS-485.總線型主從式多機(jī)通信系統(tǒng)模式如下圖：
　　
　　而串口的通信協(xié)議在這里就不作介紹了。
　　3車載信息采集系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
　　該系統(tǒng)所研究的對(duì)象為一款電動(dòng)汽車的車載信息，筆者把信息分為兩類：模擬量和開關(guān)量。模擬量包括：電池組（蓄電池）溫度，電池組（蓄電池）電壓，電池組（蓄電池）容量，車速（里程），總電流等；開關(guān)量是指各種操作狀態(tài)，包括：燈（系列）的狀態(tài)，檔位開關(guān)量，剎車狀態(tài)，限位開關(guān)狀態(tài)等。
　　由于涉及到的信息量比較多，且分布在車身周圍范圍較廣，筆者采用AVR公司的一款單片機(jī)——ATMEGA8L.這是一款體積小但采集能力和通信能力卻足夠強(qiáng)的單片機(jī)：在采集方面，它含8通道A/D轉(zhuǎn)換和最多23個(gè)可編程I/O口；在數(shù)據(jù)通信方面，它含一個(gè)可編程的串行USART接口，支持同步，異步以及多機(jī)通信自動(dòng)地址識(shí)別［3］.ATMEGA8L相對(duì)8051或其他單片機(jī)一個(gè)重要的優(yōu)勢(shì)是單片機(jī)所需外圍電路比較簡(jiǎn)單（考慮到在車身布線，電路越簡(jiǎn)單越好）。LCD顯示模塊采用的是內(nèi)置T6963C的MGLS240128T的點(diǎn)陣液晶，它的特點(diǎn)是與單片機(jī)引腳接口電路簡(jiǎn)單且顯示功能強(qiáng)大。
　　本文所設(shè)計(jì)的車載信息采集系統(tǒng)硬件框架如下圖：
　　
　　模擬量通過特定傳感器采樣，轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)進(jìn)入從機(jī)的A/D通道，從機(jī)做A/D轉(zhuǎn)換后將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)下來；開關(guān)量通過繼電器將電平信號(hào)送至從機(jī)的I/O口，從機(jī)也對(duì)信號(hào)做相關(guān)處理。主機(jī)與從機(jī)之間通過串行通信進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，并由主機(jī)將合理數(shù)據(jù)送往LCD顯示。