設(shè)計與實(shí)踐題目：汽車儀表功能的設(shè)計目的：了解傳統(tǒng)指針儀表與液晶儀表的工作過程，理解掌握儀表的電氣連接，學(xué)習(xí)MurphyPV750調(diào)試程序的使用，初步學(xué)習(xí)CAN總線應(yīng)用協(xié)議的制定。設(shè)計內(nèi)容：此實(shí)驗使用Murphy儀表公司的PV750和PVA指針儀表為硬件基礎(chǔ)，配合該公司的配套軟件MurphyConfigurationTool2.1完成。設(shè)計中根據(jù)操控設(shè)計實(shí)驗的需求，選擇使用不同指針儀表，并利用MurphyConfigurationTool2.1編寫所需PV750界面。儀表與其他設(shè)備間的通信將使用CAN總線協(xié)議，所有電氣配置完成后將在車輛操控實(shí)驗中進(jìn)行聯(lián)調(diào)。實(shí)驗器材：硬件：MurphyPV750儀表1塊，PVA儀表1塊，24V開關(guān)電源1塊，按鈕開關(guān)1個、端子排1個，電氣連線若干軟件：Murphy儀表PV750調(diào)試軟件MurphyConfigurationTool2.1實(shí)驗步驟：初步了解儀表功能，工作方式汽車儀表的發(fā)展在工作原理上可以劃分為4個階段。第一階段是基于機(jī)械作用力而工作的機(jī)械式儀表，人們習(xí)慣稱這類儀表為機(jī)械機(jī)心表。第二階段汽車儀表的工作原理基于電測原理，即通過各類傳感器將被測的非電量變換成電信號加以測量，通常稱這類儀表為電氣式儀表。第三階段為模擬電路電子式儀表。第四階段為步進(jìn)電動機(jī)式全數(shù)字汽車儀表。此類儀表通常采用總線通信、同步電機(jī)驅(qū)動的方式，它既保留了以往類型儀表顯示直觀、有動感、符合駕駛習(xí)慣的特點(diǎn)，同時也在可靠性、靈活性、指示精度上有了巨大的提升。本設(shè)計中的PVA儀表即為總線儀表，它接收由PV750發(fā)出的MODBUS總線信號并做出相應(yīng)的響應(yīng)，根據(jù)不同的需求，用戶可以在MODBUS總線上掛接多類儀表，是儀表設(shè)計更加靈活，方便。本設(shè)計中的另一重要組成部分是MurphyPV750。它是一款由Murphy開發(fā)的液晶儀表，與傳統(tǒng)儀表不同的是PV750不再采用實(shí)物指針、表盤的方式進(jìn)行顯示，取而代之的是一塊7英寸的液晶顯示器，用戶可根據(jù)自身需求利用隨表配置的編程軟件對顯示內(nèi)容進(jìn)行編輯、設(shè)計，進(jìn)一步提高了儀表的靈活性，也極大地增加了儀表顯示信息的容量。PV750內(nèi)配置有3路CAN2.0B規(guī)格的總線接口，1個獨(dú)立的NMEA2000（GPS）接口，1路視頻輸入接口，兼容J1939和NMEA2000（GPS）協(xié)議，并且可通過MODBUS接口向掛接在PV750上的其他PVA儀表發(fā)送總線數(shù)據(jù)。由此可知，汽車的現(xiàn)代化儀表已不再將部分行車數(shù)據(jù)的顯示作為目標(biāo)，而成為了現(xiàn)代汽車數(shù)字顯示終端。設(shè)計儀表電路圖，完成電氣連接本實(shí)驗的數(shù)據(jù)顯示將配合汽車操控設(shè)計進(jìn)行，總線上將有如下信息需要顯示：發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速電制動力度當(dāng)前行駛檔位（D、P、R）因此，將使用1塊PV750和1塊指針轉(zhuǎn)速表完成儀表設(shè)計。發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速將在PV750和指針轉(zhuǎn)速表上同時顯示，電制動力度與當(dāng)前行駛檔位在PV750上表示，這三個信息構(gòu)成一個顯示界面。PV750的接線圖如下所示：在本設(shè)計中，使用A口進(jìn)行CAN總線通信，B口用來同PVA儀表進(jìn)行MODBUS通信。在A口中，1,5端子分別接24V開關(guān)電源，為儀表供電，其中5端子為點(diǎn)火端子，將其接入24V電源表示整車上電，6端子為地線，2、3接口分別為CAN高和CAN低接口。PV750自帶1路開關(guān)量輸出，本設(shè)計暫不使用，因此A口中的4端子為懸空。B口中4、5端子分別為MODBUS總線的低和高，我們將其分別與PVA指針表的RS485—L和RS485—H連接。PVA指針表的接線圖如下所示：每一塊PVA指針儀表上都有上圖所示的兩個接口，其中A口為輸入接口，連接PV750或上一塊PVA指針表，它的1、6端子接24V電源和地線，3、4端子分別為MODBUS總線的高和低。B口為輸出接口，連接下一塊PVA指針表，此外在末端指針表的B口上應(yīng)接一個終端電阻。本設(shè)計中的PVA指針表A口與PV750B口連接，其中的1、6端子接電源和地線。B口上接終端電阻。使用MurphyConfigurationTool2.1軟件對PV750進(jìn)行配置。電氣線路連接完成后對PV750進(jìn)行配置。根據(jù)步驟2的要求，內(nèi)容如下：配置顯示界面，分別顯示發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速、制動力度和檔位。自定義CAN總線協(xié)議，傳送制動力度與檔位信息。配置PV750各個端口功能。下載程序至PV750。根據(jù)上述內(nèi)容，首先進(jìn)行界面設(shè)計，界面如圖所示：上圖中PageDesigner部分為界面設(shè)計，中部的指針儀表為轉(zhuǎn)速表，兩側(cè)分別為制動力度和檔位。當(dāng)檔位手柄（三位開關(guān)）位置改變時。相應(yīng)檔位字母變紅，其他檔位變?yōu)榛疑?。每一塊儀表都對應(yīng)一個變量輸入設(shè)置，在配置界面時，需指定輸入的變量。如下圖所示：指針轉(zhuǎn)速表采用J1939協(xié)議，而在顯示制動力度和檔位時則需要自定義變量。如圖：在制動力度顯示中我們自定義了制動力度變量（UserDefinedVariable.zhidong）作為儀表的變量輸入，同理，在檔位顯示時，也需要定義檔位變量（UserDefinedVariable.dangwei）在界面配置完成后，需要自定義制動力度和檔位的CAN協(xié)議如下表：名稱ID數(shù)據(jù)制動力度0x000C00030-100實(shí)時制動數(shù)據(jù)檔位0x000C0001P檔：Ox00D檔：0x01R檔：0x02如上表所述，我們定義ID0x000C0003用以發(fā)送制動程度的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)長度為1字節(jié)，數(shù)據(jù)場中的數(shù)據(jù)為CAN總線通信設(shè)計中控制器實(shí)時采集的制動踏板數(shù)據(jù)。同樣，定義ID0x000C0001發(fā)送檔位數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)長度1字節(jié)，數(shù)據(jù)場中的00、01、02分別代表停車擋、行駛擋和倒檔。自定義協(xié)議完成后，需將此協(xié)議添加到PV750配置文件中并完成端口配置，如圖：我們采用PV750的A端口接收自定義CAN數(shù)據(jù)，分別選擇所接收數(shù)據(jù)的類型、ID、長度以及存放數(shù)據(jù)的變量（即上文所定義的制動和檔位變量）。以上工作完成后，PV750的配置基本完成，需要編譯后下載到儀表中。首先在配置軟件上單擊FULL進(jìn)行編譯，并將編譯好的文件拷入U盤。將USB連接線與PV750的C口連接好后插入U盤，同時按下PV750右側(cè)下方兩個按鍵，打開電源，進(jìn)行配置文件的寫入。寫入完成后將在屏幕上顯示剛剛配置好的界面。模擬輸入信號，在儀表上顯示。界面配置完成后，為測試其功能，需先用USB-CAN進(jìn)行測試，USB—CAN的界面如下圖所示：在幀格式中選擇擴(kuò)展幀，ID填入剛才定義的ID發(fā)送幀數(shù)填入1000數(shù)據(jù)框內(nèi)填入需要顯示的數(shù)據(jù)后進(jìn)行發(fā)送。觀察儀表上是否顯示對應(yīng)數(shù)據(jù)。按上述方法分別測試檔位、轉(zhuǎn)速、制動力度的顯示，確認(rèn)功能全部實(shí)現(xiàn)。與實(shí)驗2的系統(tǒng)聯(lián)調(diào)系統(tǒng)的聯(lián)調(diào)是本設(shè)計中最后一步，也是最接近真實(shí)使用環(huán)境的一步。在聯(lián)調(diào)中，CAN總線數(shù)據(jù)的發(fā)送不再依靠USB—CAN，而是由總線通信應(yīng)用試驗的控制器完成。聯(lián)調(diào)時，控制器采集制動踏板、油門踏板和檔位開關(guān)信號，按上述協(xié)議向總線上發(fā)送CAN數(shù)據(jù)，PV750接收到數(shù)據(jù)后完成顯示。實(shí)驗小結(jié)：通過本設(shè)計與實(shí)驗，本小組對現(xiàn)代汽車儀表特別是總線儀表的工作過程和原理有了更加直觀、深入的了解和認(rèn)識。初步掌握了電氣圖的辨識與接線的方法。特別是通過對PV750儀表的學(xué)習(xí)，不僅掌握了該儀表的基本配