本帖最后由 jinglixixi 于 2018-6-17 19:27 编辑
一、项目名称：双核型车载组合仪表
二、项目概述：
传统的车载仪表多是指针式的，利用LPC54114的双核性能结合数字式传感器的使用有利于数字式车载组合仪表的实现，其涉及的检测参数有车内的环境温湿度、水箱的温度、水箱及油箱的液位、停车前对前后物距的检测等。此外，借助TFT液晶屏可实现虚拟表盘式的参数指示。在换向时，能实现转向灯的闪灯控制。在设计过程中，主要以M4核进行数据处理及虚拟表盘指示，而由M0+核进行相关传感器的采集的采集，并通过公共变量来传递数据和参数。 三、功能实现： 1. 任务目标 安装设计目标的要求，除用到LPC54114的RTC、A/D转换、定时器、串行通讯等内部功能模块外，还用到了外部的DHT11温湿度传感器、PCT2075温度传感器（或DS18B20温度传感器）、MP3播放模块、HC_RS04超声波传感器及多路切换线路等。 2. 硬件设计 在硬件设计方面，由于所涉及的功能多采用专用的模块，故省去了线路制板的问题，相应的系统构成如图1所示。 图1 系统构成图
1）器件选择 在器件选择方面，主要考虑的有2个问题，即距离检测器件的选择和温度传感器的选择。 之所以选取HC-SR04超声波传感器为距离检测器件是由于它属于非接触式距离检测，检测速度较快。它的测距范围在2~450 cm，精度达3 mm，是符合设计目标要求的。在温度检测方面，是选取2种传感器，其中DHT11属于温湿度传感器适于进行驾驶环境的检测，其温度测量范围是0~50度，湿度测量范围是20%~95%；应冷却液的温度常会达到100度，故它的检测器件选取的是DS18B20，其温度测量范围是-55~+125度。考虑到引脚资源的紧张状况，这里暂用板上的PCT2075来代替，其测量范围在-25~100度之间，也完全能胜任该任务。 2）引脚划分 各功能模块的引脚占用情况如下： DHT11 --P0.22 DS18b20--P0.18 HC-RS04: echo--P0.20 （CTIMER3_Cap0 ） trig--P0.21 （CTIMER3_MAT0） TFT屏： SCE --P0.11 RST --P0.13 DC --P0.12 DIN --P0.14 SCLK--P1.8 LED+--P1.9 A/D:Ain0--P1.0 PCT2075: SDA--P1.2 SCL--P1.1 OS/INT--P1.7 KEY: KEY1--P1.3 KEY2--P1.4 KEY3--P1.5 LED: LED11--P0.15 LED7--P0.25 LED12--P0.19 LED8--P0.26 UART: TXD--P0.1 RXD-P0.0 SW: SW3--P1.10--A0 SW4--P1.11--A1
3）多通道切换处理 在设计中，所涉及的超声波检测有4路，从简化设计和节省资源的角度考虑，是采用多通道切换技术来处理的，即4个超声波传感器共用一个trig，而4个echo分别接入4路数据选择器74153。在使用时，有MCU发出选择信号，从而把指定传感器的值写入相应的变量来显示。 4）双核的任务划分与数据共享 对双核芯片来讲，其离不开对任务的划分来保障系统的高效运行，同样也离不开数据的共享，否则就无法彻底信息。 在该设计中，为了保障TFT屏的高速刷新是将显示处理放在M4核，而将各传感器的采集工作放到M0+核，但为了减少核间的数据传输量，目前只将PCT2075和A/D的采集放到M0+核，后续会将其他传感器陆续也迁到M0+核。
3. 软件设计 采用模块设计法，涉及的模块有DHT11、PCT2075/DS18B20、HC_RS04、RTC、A/D、UART、TFT显示等，整体的处理流程如图2所示。 图2 程序流程图 界面设计是车载组合仪表的重要环节，它是所有检测参数的显示窗口并伴有虚拟仪表的显示效果。 4. 测试 1）RTC计时器的验证 在开机后，RTC即按初始的时间值开始运行，经观察在不挂接其它传感器的情况下，可观察到每秒的的变化情况。在挂接各传感器后，会见到时钟的更新速度明显下将到3秒更新一次。由于片内的RTC未配置后备电池，所以在断电后RTC会终止计时，要保持RTC的正确需进行必要的校时处理。 2）环境温湿的检测 在检测时，只需向DHT11传感器吹出湿气即可见到温湿度会出现轻微的波动，证明对环境的检测是有效的，其检测效果如图3所示。 图3 环境变化效果图 3）转向灯的验证 转向灯的检测是由软按键、板上LED及TFT屏相结合来工作的。当按下3#键，左转灯开始闪动，若再次按下3#键则关闭左转灯。当按下4#键时，右转灯开始闪动，其处理方式与左转灯相仿。按下1#键则是控制双闪灯。此外，在LED灯闪动的情况下，TFT屏也伴随着相应的指示。 在各LED灯的引脚连接外部驱动器的情况下，则可以控制对应的车灯。 图4 转向灯闪动效果图
4）车速指针的验证 指针转动技术，绘制与擦除的过程，将车速变换为角度（240/180=v/a）从而驱动指针进行摆动。 设车速v的量程为：0~240Km/h，指针的摆角a为0~180度，则绘制指针的语句为： line(x0+r1*cos(3/4*v),y0+r1*sin(3/4*v),x0+r2*cos(3/4*v),y0+r2*sin(3/4*v)) 其中r1、r2为表盘的内外半径。 5）液位的检测 液位的检测目标是散热器内的冷却液和油箱内的存油量，这同倒车时对前、后物距的检测用的是同一技术，因此液位的检测具有一定的代表性。经实际检测超声波对液位的检测是有效的，液面对超声波的反射同样可以被检测到。 图5 双通道测试电路
图6 四通道测试电路
6）MP3播放功能的验证 车载娱乐功能正日益融入到车载设备中，由于MCU所具备的串行通讯功能，可以向MP3模块发送控制指令，进而达到乐曲的选取播放。经测试，可通过上下选择键来控制部分顺序。 此外，使用MP3播放模块还有利于处理语音提示问题。
结束语 受工作和时间的制约，双核大赛的设计项目只能暂告一个段落，后续还要继续对其加以完善，例如车速目前是以模拟量的形式来提供的，这就影响到了里程和加速度的获取。为了减轻主MCU的负担，可添加另一个MCU来采集车速和里程的处理。此外，为界面的美化，可将精质的操作界面存入flash存储器，以节省目前界面数据占用程序空间的问题。另外还可把里程等数据也存放到flash存储器，这样就可达到行驶里程的累积。总之车载组合仪表是一个十分具有研究价值的题目，使用双核技术有利于较好地解决该问题。
四、演示视频 1. 液位测量
2. 转向等控制
3. 水温测量
4. 车速调整演示
5.音频播放测试
https://v.youku.com/v_show/id_XM ... j.8428770.3416059.1
五、附件 | 
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发表于 2018-5-29 10:50:42
沉默卡
照妖镜
发表于 2018-5-29 11:02:34
楼主
