电动车液晶仪表检测设备

舒伟红

（浙江丽水市缙云县职业中等专业学校 浙江省缙云县 321400）

近年来，电动车（二轮自行车）遍及千家万户，每年产量达到千万数量级。电动车仪表以液晶屏显示为主流，生产厂家以中小型企业为主，多数采用人工质检方式，亟急便携轻巧、接口标准，能适用于生产、检验、技术调试的低成本检测设备。

1 液晶仪表检测设备性能要求

图1 给出了一款代表性的液晶显示屏，显示速度、累计里程、电瓶电压、剩余电量、转向、大灯、档位指示及故障代码。根据仪表要求，列出液晶仪表需要检测的项目。

2 电源电路设计

检测设备输出4 组电压以满足仪表检测需求，直流电12V 供给待测仪表转向、档位电压信号，48V-60V 电压为仪表工作电源，5V及30V 电压分别由稳压器78L05 及TL431 输出稳定直流电压。

3 单片机电路

检测设备的核心部分是单片机控制，本项目采用国产赛元51 内核单片机SC92F7352，内有8KB Flash ROM，128Byte 的EEPROM、12 位ADC 模块、内建高精度高频24MHz 振荡器，性价比高。

单片机外围电路比较简洁，核心是4*4 矩阵键盘，键控输出仪表检测信号，键盘功能定义如表1 所示。

表1 中一线通信号是电动车仪表行业特定的一种单线通讯协议，加载有通讯密码，传输电机运行单位时间内的霍尔数（与行车速度成正比）、档位及各种故障码。单从速度信号而言，其原理与频率信号类似，速度指示较为准确。通讯协议可参考相关资料，本文不再细述。

仪表的档位信号有两种信号来源，整车控制器采用一线通协议传输时来源于一线通传输，控制器不采用一线通时，来源于独立档位信号，键盘G1-G3 控制档位信号即为满足此类需求。

4 转向及档位信号输出

电动车液晶仪表接收转向及档位的有效信号是12V-60V 直流电压，图1 中按键按下时，单片机IO 口输出控制电平0-5V，不足以满足液晶仪表需求，需要另接上三极管转换电路。

5 速度信号

市场上通用电动车仪表速度信号有三种，分别为相线、霍尔、一线通。

5.1 相线速度信号

检测设备经TL431 输出稳压电压30V，如图1 所示，此电压为60V 电池的电动车最高速度，通常在液晶仪表上显示时速45-50km/h。

图1：显示及单片机电路

5.2 霍尔速度信号

霍尔速度信号即为占空比1:1 的方波频率信号，幅值为5V，频率在0-400Hz 对应时速0-50km/h，不同厂家略有差异。参见图1由P01 输出，编码开关可调节输出频率。

5.3 一线通信号

市场上通用的一线通全称为一线通故障自检系统，也称液晶显示器通信协议，此协议是液晶显示器与电动车控制器传输运行状态和故障的方案性应用协议，检测设备需要模拟电动车控制器输出一线通信号用以检测液晶仪表，协议采用主从方式，采用单线单向传输，即只需要一根传输线路，电动车控制器为发送方，一次传输一帧数据，共包含65 个bit：一个起始位，8x8 个数据位，传输结束后要求线路空闲状态为低电平，图2 为数据编码定义，通常32Tosc为0.5ms-1ms，数据的电平遵守TTL 规范，详细编码规则可参考厂家提供的协议方案。

6 显示部分

检测设备配上LCD 显示屏，指示当前输出信号状态，显示内容包括输出48V 电压、频率大小、左右转向指示灯、档位、时速及各类故障符号，为减少制作检测设备制作难度，选用了一块5535液晶仪表模组，显示界面如图1 所示作为检测设备显示使用方便、一目了然。

7 程序设计

7.1 总体程序框架

单片机程序包含4*4 键盘扫描，编码开关识别、霍尔频率信号、一线能信号、转向及档位信号输出、当前霍尔频率存储（EEPROM）等。

7.2 键盘扫描

依次扫描第二行、第三行和第四行，完成16 个按键的识别，参考例程给出扫描第一行代码，依次设定P1=0xfd; P26=P27=1 扫描第二行，P1=0xfb; P26=P27=1 扫描第三行，P1=0xf7; P26=P27=1 扫描第四行。

P1=0xfe; P26=P27=1;//扫描第一行

If(P26==0) { key=1 ;}//P2.6 为低电平，K1 按下

If(P27==0) { key=2 ;}//P2.7 为低电平，K2 按下

If(P17==0) { key=3 ;}//P1.7 为低电平，K3 按键按下

If(P16==0) { key=4 ;}//P1.6 为低电平，K4 按键按下

矩阵键盘采用扫描识别程序，以行为扫描方向，先将第1 行所接IO 口（P1.0）输出低电平（其余行输出高电平），再检测列信号，某列输入电平为低时，表示第一行该列所对应的按键已按下，如检测到P2.6 为低电平，则第一行对应P2.6 的按键K1 有效（参见图1），

表1：键盘功能定义

图2：数据编码定义

图3：编码开关输出波形

7.3 编码开关编程

在电子产品中经常使用到旋转编码开关，一般的旋转编码开关都具有左转、右转的功能，参见图1，三个引脚编为1、2、3 脚中，2 脚（中间脚）接地，1 与3 脚接上拉电阻（单片机内部有上拉电阻），开关左、右旋转时，在1、3 脚就能检测到脉冲信号的输出。

如果BM2 下降沿时，BM1 为高则表示顺时钟旋转；如果BM2下降沿时，BM1 为低电平则表示逆时钟旋转。图3 中将BM2 端口接外部中断管脚INT24（下降沿触发），将BM1 端口接单片机输入IO，开通单片机INT24 中断，在中断子程序里完成编码开关识别。

NT2 中断服务程序参考如下：

8 结束语

本检测设备设计成品约在20*15CM，通过16 个按键操作，55*35mm 大小的LCD 屏显示输出信息，外部通过10P 接线端引出检测信号线，小巧轻便成本低，适合在各类工位上操作，数百台设备先后在多家仪表厂家使用，有效提高了测试效率及可靠性。