基于串行通信的車載信息采集系統(tǒng)的設計方案解析

1引言
　　串行通信作為一種重要的通信技術已經在PC機通信及工業(yè)現(xiàn)場控制在線檢測等領域得到了廣泛的應用［1］。本文所設計的車載信息采集系統(tǒng)是包含數(shù)據采集，數(shù)據傳輸和數(shù)據顯示的結構系統(tǒng)，是對一款新型電動汽車的車載信息進行采集，傳送和顯示的設計過程：車載信息通過傳感器（模擬量形式）或開關量形式被采到從單片機，主單片機和從單片機之間通過串行通信進行數(shù)據傳輸，并由主機將數(shù)據送往液晶面板顯示出來。
　　2總線型主從式多機系統(tǒng)
　　綜合考慮了電動汽車所涉及到的大量的車載信息和串行口的多機通信能力，該設計采用了總線型主從式多機通信模式，而進行數(shù)據傳輸?shù)臉藴士偩€選為最普通實用的RS-485.總線型主從式多機通信系統(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)硬件設計
　　該系統(tǒng)所研究的對象為一款電動汽車的車載信息，筆者把信息分為兩類：模擬量和開關量。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；開關量是指各種操作狀態(tài)，包括：燈（系列）的狀態(tài)，檔位開關量，剎車狀態(tài)，限位開關狀態(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——ATMEGA8L.這是一款體積小但采集能力和通信能力卻足夠強的單片機：在采集方面，它含8通道A/D轉換和最多23個可編程I/O口；在數(shù)據通信方面，它含一個可編程的串行USART接口，支持同步，異步以及多機通信自動地址識別［3］.ATMEGA8L相對8051或其他單片機一個重要的優(yōu)勢是單片機所需外圍電路比較簡單（考慮到在車身布線，電路越簡單越好）。LCD顯示模塊采用的是內置T6963C的MGLS240128T的點陣液晶，它的特點是與單片機引腳接口電路簡單且顯示功能強大。
　　本文所設計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，轉換成電壓信號進入從機的A/D通道，從機做A/D轉換后將數(shù)據存儲下來；開關量通過繼電器將電平信號送至從機的I/O口，從機也對信號做相關處理。主機與從機之間通過串行通信進行數(shù)據傳輸，并由主機將合理數(shù)據送往LCD顯示。