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专利号: 2020114076868
申请人: 深圳市道和实业有限公司
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2024-12-10
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种新能源汽车智能仪表控制系统,其特征在于,包括主芯片、电源电路、BOOT电路、JTAG电路、USB转串口电路、扩展电路、反相器电路、8路模拟信息采集电路、4路热电阻信息采集电路、4路热电偶信息采集电路、第一AD转换电路、第二AD转换电路和光耦隔离电路,所述电源电路采用5V经过稳压、滤波得到5V和3.3V电压,为整个电路提供电源,所述JTAG电路、所述USB转串口电路、所述扩展电路、所述光耦隔离电路以所述主芯片为中心发散式连接,所述反相器电路连接所述扩展电路,所述8路模拟信息采集电路、所述4路热电阻信息采集电路、所述4路热电偶信息采集电路、所述第一AD转换电路、所述第二AD转换电路以所述反相器电路为中心发散式连接,所述第二AD转换电路连接所述光耦隔离电路。

2.根据权利要求1所述的一种新能源汽车智能仪表控制系统,其特征在于,所述电源电路包括第一电源模块和第二电源模块,所述第一电源模块由低压差电压调节器U1和电容C1、C2、C3和C4组成,所述低压差电压调节器U1的Vin管脚接5V电压、GND管脚接地、Vout管脚接3V电压,所述第二电源模块包括电感L1、L2、L3、L4电容C5、C6和C7,所述电感L1第一管脚接3V电压,第二管脚分别接电容所述C5的第一管脚、所述主芯片的VDDA管脚、所述电感L2,所述电感L2的第二管脚分别接所述主芯片的VREF+管脚、所述电容C6的第一管脚、所述电容C7的第一管脚,所述电感L3的第一管脚接地、第二管脚分别接所述电容C5的第二管脚、所述电感L4的第一管脚和所述主芯片的VSSA管脚,所述电感L4的第二管脚分别接电容C6的第二管脚、所述主芯片的VREF‑管脚和所述电容C7的第二管脚。

3.根据权利要求1所述的一种新能源汽车智能仪表控制系统,其特征在于,所述主芯片的型号为STM32 F103ZET6,所述主芯片的6管脚分别接3V电压和电池BT1,23和24管脚接由电阻R23、晶振X2、电容C24和电容C27组成的第二时钟电路,25管脚分别接3V电压、由复位键S1、电容C28组成的复位电路,25、32、33和30管脚依次为VREF+管脚、VREF‑管脚、VDDA管脚和VSSA管脚,72、108、144、39、17、52、62、84、95、121和131管脚接3V电压,71、107、143、38、16、

51、61、83、94、120和130管脚接地,8、9管脚接由电容C25、C26和晶振X1组成的第一时钟电路,所述BOOT电路包括BOOT芯片、电阻R8、R9,所述BOOT芯片1和2管脚接3V电压,3管脚依次串联所述电阻R8、所述主芯片的138管脚,4管脚依次串联电阻R9、所述主芯片的48管脚,5和

6管脚接地,所述BOOT电路可以选择BOOT启动模式。

4.根据权利要求1所述的一种新能源汽车智能仪表控制系统,其特征在于,所述USB转串口电路包括PNP型三极管Q2、NPN型三极管Q1、二极管D1、串口U2和USB接口,所述PNP型三极管Q2的发射极连接所述主芯片,集电极连接3V电压,基极分别连接所述串口U2的14管脚和所述NPN型三极管Q1的发射极,所述NPN型三极管Q1的集电极分别连接所述二极管D1的阴极和3V电压,基极连接所述串口U2的13管脚,所述二极管D1的阳极接所述主芯片的25管脚,电容C19和C20并联且接在所述串口U2的16管脚起到滤波抗干扰的作用,5V电压接所述串口U2的16管脚,所述串口U2的1管脚接地,2、3管脚依次逐一接所述主芯片的102管脚、101管脚,4管脚接地,5、6管脚依次逐一接所述USB接口的3、2管脚,7、8管脚连接由晶振Y1、电容C22和C23组成的第三时钟电路,所述USB接口的1管脚接USB‑VCC电源,5管脚接地,所述USB转串口电路与上位机完成通讯。

5.根据权利要求1所述的一种新能源汽车智能仪表控制系统,其特征在于,所述JTAG电路包含接口J2,所述接口J2的1、2、3、5、7、9、13端口各自接3V电压,3、5、7、9、13、15管脚分别依次接所述主芯片的134、110、105、109、133、25管脚,4、6、10、12、14、16、18、20管脚接地,所述JTAG电路实现对所述主芯片在线编程功能。

6.根据权利要求1所述的一种新能源汽车智能仪表控制系统,其特征在于,所述反相器电路包含20个相同型号的反相器,为电路提供反相功能和驱动,所述反相器型号为74HC14,所述扩展电路包含译码器U10、U32、U33,用于扩展所述主芯片的I/O口,所述译码器U10、U32、U33为型号74LS138的民用型译码器,所述译码器U10的1、2、3、4管脚依次逐一连接所述主芯片的56、57、87、89管脚,5、6管脚接地,15、14、13、12、11、10、9、7管脚依次逐一连接所述反相器U9A、U9B、U9C、U9D、U9E、U9F、U18A、U18D的输入端,所述反相器U9A、U9B、U9C、U9D的输出端依次逐一连接模拟开关U20的2、1、16、15管脚,所述反相器U9E、U9F、U18A的输出端依次逐一连接模拟开关U8的2、1、16管脚,所述反相器U18D的输出端连接模拟开关U29的2管脚,所述译码器U32的1、2、3、4管脚依次逐一连接所述主芯片的90、91、92、98管脚,5、6管脚接地,15、14、13、12、11、10、9、7管脚依次逐一连接所述反相器U30A、U30C、U30E、U31A、U18B、U18E、U30B、U30D的输入端,所述反相器U30A、U30C的输出端依次逐一连接所述模拟开关U29的1、16管脚,所述U30E、U31A、U18B、U18E、U30B、U30D的输出端依次逐一连接AD芯片U3、U21、U22、U23、U24、U25的7管脚,所述译码器U33的1、2、3、4管脚依次逐一连接所述主芯片的124、

125、126、127管脚,5、6管脚接地,15、14、13、12管脚依次逐一连接所述反相器U30F、U31B、U18C、U18F的输入端,所述反相器U30F、U31B的输出端依次逐一连接AD芯片U26、U27的7管脚,所述反相器U18C、U18F的输出端依次逐一连接AD芯片U4、U15的8管脚,所述模拟开关U20、U8、U29的型号为MAX355,所述AD芯片U3、U21、U22、U23、U24、U25、U26、U27的型号为AD7091R,所述AD芯片U4、U15的型号为ADS1213,所述AD转换电路包含第一AD转换电路和第二AD转换电路,所述第一AD转换电路包含第一AD转换模块、第二AD转换模块、第三AD转换模块、第四AD转换模块、第五AD转换模块,所述第一AD转换模块包括所述AD芯片U3、两个电阻和三个电容,所述AD芯片U3的1管脚连接5V电压,2和4管脚各自串联滤波、抗干扰电容后接地,5管脚接地,8、6管脚连接所述主芯片的PE区,10管脚的第一引线接5V电压,第二引线接电阻R83的第一管脚,9管脚的第一引线接所述主芯片的PE区,第二引线接所述电阻R83的第二管脚,所述第二AD转换模块、所述第三AD转换模块、所述第四AD转换模块、所述第五AD转换模块的连接方式和组成与所述第一AD转换模块相同,所述第二AD转换电路包含第六AD转换模块和第七AD转换模块,所述第六AD转换模块和所述第七AD转换模块的组成与连接方式相同,所述第二AD转换电路连接所述光耦隔离电路,所述光耦隔离电路连接与所述主芯片的PC区,所述光耦隔离电路将所述主芯片与外围器件进行电气隔离。

7.根据权利要求6所述的一种新能源汽车智能仪表控制系统,其特征在于,所述8路模拟信息采集电路由8路结构和功能相同的模拟量采集电路支路组成,以第一模拟量采集电路支路为例,电阻R34、电阻R38和滑动变阻器RP1串联组成第一支路,所述第一支路、稳压二极管DZ1、电容C34之间互相并联且共同接在所述模拟开关U20的4管脚与地之间,所述8路模拟信息采集电路采集车辆在行驶过程中形成的电流信号,经过所述模拟开关U20将电流信号传送至所述主芯片。

8.根据权利要求6所述的一种新能源汽车智能仪表控制系统,其特征在于,所述4路热电阻信息采集电路包含4个结构和功能相同的热电阻信息采集支路,以所述第一热电阻信息采集支路的结构为例,电阻R61的第一管脚连接5V电压,第二管脚的第一引线接滑动变阻器RP9的第一管脚,第二引线的连接所述模拟开关U8的13管脚,所述活动变阻器RP9的第二管脚连接所述电阻R64的第一管脚,电阻R62的第一管脚连接5V电压,第二管脚的第一引线连接所述模拟开关U8的4管脚,第二引线连接电阻R63的第一管脚,所述电阻R63的第二管脚连接可调电阻RT1的第一管脚,所述可调电组RT1的第二管脚的第一引线接所述电阻R64的第一管脚,第二引线连接电阻R65的第一管脚,所述电阻R65的第二管脚接地。

9.根据权利要求6所述的一种新能源汽车智能仪表控制系统,其特征在于,所述4路热电偶信息采集电路包含4个结构和功能相同的热电偶信息采集支路,以所述第一热电偶信息采集电路为例,所述第一热电偶信息采集电路包括电阻R91、R92、R93、R94、R95、R96、热电偶T1和滑动电阻RP13,所述第一热电偶信息采集电路采用双端电桥式冷端补偿电路。