電動汽車車載智能顯示系統(tǒng)設(shè)計，包括源代碼、原理結(jié)構(gòu)圖

引言

電動汽車作為新型的交通工具，具有節(jié)能、污染小的特點，是目前最環(huán)保的新型交通工具，并被視為調(diào)整交通能源使用結(jié)構(gòu)和改善城市大氣環(huán)境質(zhì)量的有效途徑之一，是解決燃油車輛所帶來的能源和環(huán)境問題的最有希望的方案之一。在世界范圍內(nèi)電動汽車的研究正在如火如荼進行；在國內(nèi)，政府更是把電動汽車的列為重點攻關(guān)的技術(shù)研究。因此電動汽車智能顯示系統(tǒng)的研發(fā)就在這種大背景下應(yīng)運而生。

電動汽車智能顯示系統(tǒng)觸摸屏作為一種新穎的交互式設(shè)備越來越展現(xiàn)出巨大的應(yīng)用前景，電動汽車的智能顯示屏應(yīng)該具有良好的實時性和穩(wěn)定性，以符合汽車級產(chǎn)品的要求。

1．總體方案設(shè)計

該儀表顯示電動汽車特有的信息，主要包括電機，電機控制器，電池管理（BMS）和充電機等各個模塊的信息和實時狀態(tài)。用戶可以通過儀表模塊獲取例如電機的轉(zhuǎn)速、電機母線電壓、電機母線電流、電機相電流、電機溫度和電機轉(zhuǎn)速等信息。電池管理系統(tǒng)（BMS）采用電池容量優(yōu)化的估算方法，此方法能夠?qū)﹄姵氐氖Ｓ嗳萘孔龀霰容^準確的估算，同時還能夠?qū)﹄姵亟M的總電壓進行監(jiān)控，也可以對單節(jié)電池的電壓、溫度和電池容量等信息進行監(jiān)控和實時報警。同時充電機的狀態(tài)和信息也都可以在BMS中顯示。

儀表顯示和各功能模塊之間的信息傳遞都是采用CAN總線的通訊方式，用戶可以通過觸摸屏方便快捷地實現(xiàn)與電動汽車各模塊之間的信息共享和雙向溝通。其主要功能如下：

①車輛的速度、里程、溫度、電池核電狀態(tài)（SOC）等信息實時顯示：

• 車輛行駛速度顯示。

• 電機轉(zhuǎn)速實時顯示。

• 車輛行駛總里程表（掉電保存），最大里程數(shù)：999,999Km。

• 單次行駛里程計，最大記數(shù)里程999.9Km

• 檔位指示，顯示車輛當前的檔位。

• 控制器溫度指示

• 電池剩余容量（SOC）實時顯示。

②電機控制器的信息和狀態(tài)實時顯示，參數(shù)設(shè)定：

• 電機轉(zhuǎn)速顯示

• 溫度顯示

• 檔位顯示

• 母線電壓，母線電流

• 過流報警

• 油門，剎車開關(guān)指示

• 油門，剎車給定

③電池管理的信息和狀態(tài)實時顯示，參數(shù)設(shè)定：

• 實時核電狀態(tài)顯示

• 實時電池組總電壓顯示

• 單節(jié)電池電壓實時顯示，欠壓、過壓報警。

• 單節(jié)電池溫度實時顯示，過溫報警。

• 單節(jié)電池容量實時顯示，過放、過充報警。

• 電池充放電循環(huán)次數(shù)顯示。

④充電機狀態(tài)顯示：

• 外接充電指示

• 充電機輸出電壓、電流顯示。

• 充電機通訊狀態(tài)指示

⑤車輛故障的實時和歷史記錄：

• 車輛實時故障記錄顯示，最多可以記錄163條信息。

• 車輛歷史故障記錄顯示，最多可以記錄163條信息。

⑥參數(shù)設(shè)置

可以設(shè)置日歷、時鐘、語言、速比、輪徑、電機最大轉(zhuǎn)速。

可以設(shè)置充電機最高輸出電壓和最大輸出電流。

可以設(shè)置控制器參數(shù)

可以設(shè)置管理的電池種類，數(shù)量，電池的ID號，可以設(shè)置電池SOC估算充放電數(shù)組數(shù)據(jù)和基準電壓

⑦采樣外部信號

可以采樣8路外部模擬信號。

2．電路硬件原理

電動汽車智能顯示儀表系統(tǒng)硬件框圖如圖1所示，其主要分為電源部分、通信部分、數(shù)據(jù)存儲部分、實時時鐘部分等。

圖1 電動汽車智能顯示儀表系統(tǒng)硬件框圖

2.1 電源電路設(shè)計

本設(shè)計中電源由電動汽車車載電池提供，給液晶屏、CAN隔離芯片、處理芯片PIC32MX、時鐘芯片PCF8563、轉(zhuǎn)換芯片MCP2515、存儲芯片AT24C256供電。

圖2 電源電路設(shè)計

車載電池電壓為48V，通過一個DC/DC電源模塊，輸出電壓為12V。液晶屏由TPS65150供電，其允許輸入電壓范圍為1.8V—6V；CAN供電電壓為5V，所以選用一個LM1117I-5將12V轉(zhuǎn)換為5V，給CAN與液晶屏供電芯片TPS65150供電。選用LM1117I-3.3將12V轉(zhuǎn)換為3.3V，給處理芯片PIC32MX、時鐘芯片PCF8563、轉(zhuǎn)換芯片MCP2515、存儲芯片AT24C256供電。本系統(tǒng)配備了電池，能防止掉電情況下，日歷時鐘數(shù)據(jù)丟失。時鐘芯片PCF8563在系統(tǒng)正常的工作狀態(tài)下由LM1117I-3.3供電，在系統(tǒng)掉電的工作狀態(tài)下由電池供電。

2.2 A/D采樣通道

PIC32MX A/D轉(zhuǎn)換模塊包含16個A/D轉(zhuǎn)換通道，模擬輸入通過兩個多路開關(guān)（MUX）連接到一個SHA?？稍贑PU 休眠和空閑模式下工作。本系統(tǒng)數(shù)據(jù)采樣電路將8路外部模擬信號ANx_input,經(jīng)過濾波分壓，輸入到PIC32MX的A/D轉(zhuǎn)換模塊采樣通道ANx（x=0-9，12-15）。如圖3所示

圖3 A/D采樣輸入電路設(shè)計

2.3 數(shù)據(jù)存儲

本系統(tǒng)使用存儲芯片AT24C256存儲電池狀態(tài)歷史數(shù)據(jù)及車輛運行故障歷史數(shù)據(jù)。AT24C256是ATMEL公司推出的256kB串行電可擦可編程只讀存儲器，結(jié)構(gòu)緊湊，8引腳雙排直插式封裝；存儲容量大，內(nèi)部有512頁，每一頁為64字節(jié)，任一單元的地址為15位。能夠滿足本系統(tǒng)高容量數(shù)據(jù)儲存的要求。

圖4 數(shù)據(jù)存儲及傳輸電路設(shè)計

圖4為數(shù)據(jù)存儲及傳輸硬件接口電路圖。AT24C256存儲芯片AT24C256通過I2C數(shù)據(jù)線SDA、時鐘線SCL與PIC32MX相連接?？商峁?56K存儲空間。在系統(tǒng)工作時，可記錄電池狀態(tài)歷史數(shù)據(jù)及車輛運行故障歷史數(shù)據(jù)。

2.4通信設(shè)計

本設(shè)計包含兩種通信方式，CAN通信方式與RS485通信方式，兩種通信方式為液晶屏的通信兼容提供了可能。

2.4.1 CAN通信設(shè)計

本液晶屏設(shè)計采用的主控芯片PIC32MX440F128L不帶有CAN功能，因此本設(shè)計中的CAN通信采用MCP2515+ PCA82C250T且外加一個磁偶隔離芯片來實現(xiàn)CAN通信功能，通信波特率125Kbps，采用11位標準標志符，CAN通信網(wǎng)絡(luò)可連接節(jié)點最多112個，可滿足對110節(jié)單體電池的監(jiān)控。CAN通信原理框圖如圖5所示：

圖5 CAN通信原理框圖

從電池和電機控制器發(fā)出的信息通過CAN總線送到CAN收發(fā)器，再經(jīng)過轉(zhuǎn)換和隔離送入CAN控制器芯片,CAN信息經(jīng)過CAN控制器處理信息數(shù)據(jù)最后以SPI通訊方式傳送給主控芯片PIC32MX440F128L進行數(shù)據(jù)處理。電路原理如圖6所示：

圖6 CAN通行原理圖

其中MCP2515是一款CAN協(xié)議控制器，完全支持CAN V2.0B技術(shù)規(guī)范，通信速率為1Mb/s。該器件主要由三個部分組成：① CAN模塊，包括CAN協(xié)議引擎，驗收濾波寄存器，發(fā)送和接受緩沖寄存器。②用于配置該器件及其運行的控制邏輯和寄存器。③SPI協(xié)議模塊。MCP2515能發(fā)送和接收標準和擴展數(shù)據(jù)幀和遠程幀。PCA82C250T是CAN收發(fā)器，支持“ISO 11898”標準，通信速率可達1Mb/s，具有很強的抗電磁干擾和抗無線干擾的能力，是雙通道數(shù)字隔離器，采用了高速CMOS工藝和芯片級的變壓器技術(shù)，工作電壓為2.7V到5V，符合車用等級，工作溫度可達到125^°C。傳輸速率可達到25Mb/s。

2.4.2 RS485通信

液晶屏上配備有RS485通信接口，以方便液晶屏與外部進行通信。RS485是一種共模通信方式，具有較強的抗干擾能力。PIC32MX440F128L自帶RS485通信接口，其輸出信號送給MAX2M3425芯片，該芯片能發(fā)送、接收RS485信號，能進行半工和全雙工的傳輸方式，具有最大1M/S的傳輸方式，RS485通信電路原理圖如圖7所示：

圖7 RS485通信接口電路原理圖

2.5 液晶屏實時時鐘顯示設(shè)計

本液晶屏設(shè)計時鐘顯示數(shù)據(jù)通過PCF8563實時時鐘/日歷芯片來產(chǎn)生。PCF8563是低功耗的CMOS實時時鐘日歷芯片，它提供一個可編程的實時時鐘輸出，一個中斷輸出和掉電檢測器。所有的地址和數(shù)據(jù)通過I²C總線接口串行傳遞，最大總線速度可達到400Kbit/S。PCF8563有16個8位寄存器，一個內(nèi)置32.768KHZ的振蕩器，一個分頻器，一個可編程的時鐘輸出，一個定時器，一個報警器，一個掉電檢測器和一個400KHZ的I²C總線接口。電路原理圖如圖8所示：

圖8 日歷時鐘電路原理圖

圖8中PCF8563芯片的5、6引腳為I²C總線用的兩個引腳，兩個引腳必須用一個上拉電阻與正電源連接，這兩個引腳與PIC32MX440F128L的I2C引腳相連實現(xiàn)PIC32MX440F128L與日歷時鐘芯片間傳遞數(shù)據(jù)。液晶屏工作時，PIC32MX440F128L主控芯片先通過I²C對PCF8563芯片進行初始化，設(shè)定好當前顯示的年月日以及時間信息，設(shè)定完成確認后，單片機將數(shù)據(jù)傳送給圖形處理器芯片，最后在液晶屏上顯示。如果在使用過程中想調(diào)整顯示的時間，可直接在液晶屏上通過按鈕修改。PIC32MX440F128L主控芯片會不斷地查詢液晶屏按鈕動態(tài)信息，并發(fā)送相應(yīng)的指令信息到PCF8563芯片修改時間。

2.6 PIC32MX與SSD1926的接口電路

SSD1926是一款中小規(guī)模的顯示控制芯片。采用128引腳LQFP封裝，256 KB靜態(tài)存儲空間和2D圖像引擎，可以支持單色和彩色LCD；32位內(nèi)部數(shù)據(jù)通道，可以提供高帶寬的顯示內(nèi)存，以實現(xiàn)快速的屏幕刷新；采用單電源供電和單時鐘輸入，具有很短的CPU訪問延遲時間，可以支持無READY／WAIT信號的微處理器。這些特點能夠極大地簡化外圍電路的設(shè)計。同時，SSD1926還具有強大的總線兼容性，可與多種類型的MCU連接，除了支持SRAM接口與ARM系列連接、ISA接口與NEC系列連接外，還支持8／16位8080時序間接尋址方式，能夠方便地與各種具有并口的MCU連接。本設(shè)計采用PIC32MX460F512L的8位／16位并行控制接口模塊與SSD1926接口。硬件接口框圖如圖9所示：

圖9 PIC32MX440F128與SSD1926接口框圖

CS為片選信號，RS為地址與數(shù)據(jù)選擇信號，RESET為復(fù)位信號，都可以由通用I／O口進行控制，分別用RD10、RC2和RC1與其連接。數(shù)據(jù)總線DB[15：0]與并行控制接口模塊中的PMD[15：0]引腳分別對接。WR和RD為讀寫信號，由并行控制接口模塊中的PMWR和PMRD引腳分別控制。SSD1926對接收到的數(shù)據(jù)進行處理之后，再通過與LCD的接口驅(qū)動TFT彩色液晶屏進行顯示。

2.7 觸摸功能的硬件設(shè)計

電阻式觸摸屏處于與外界完全隔離的工作環(huán)境，不怕灰塵和水汽，可以用任何物體來觸摸，可以寫字畫圖，廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制領(lǐng)域中。觸摸屏工作時，上下導(dǎo)體層可以看作電阻網(wǎng)絡(luò)。當某一層電極加上電壓時，會在該電阻網(wǎng)絡(luò)上形成電壓梯度。若施加外力使得上下兩層電極在某一點相接觸，則在電極未施加電壓的另一層可以檢測出接觸點的電壓，從而換算出接觸點的坐標值。本作品選用4線電阻式觸摸屏，其電阻網(wǎng)絡(luò)工作原理如圖10所示。

圖10 電阻網(wǎng)絡(luò)工作原理圖

系統(tǒng)工作時，首先把AN11／RB11、AN4／RB4復(fù)用引腳設(shè)置為I／O引腳。RB11輸出高電平(+3．3 V)，RB4引腳輸出低電平(0 V)，在頂層的電極X+、X-上即產(chǎn)生了3．3 V的電壓。當有外力使得上下兩層在某一點接觸時，在底層Y+、Y-引腳上就會輸出接觸點處的電壓。此時，AN10／RB10、AN5／RB5設(shè)置為A／D輸入通道。采樣此引腳上的電壓信號，即可得到Y(jié)+、Y-引腳上的電壓值，根據(jù)式(1)可以計算出X坐標：

觸點X坐標=X軸分辨率×X相電壓采樣值／1 024 (1)

本設(shè)計為10位的精度A／D采樣，3．3 V輸入時對應(yīng)的采樣值即為1 024。然后，改變4個引腳的輸出定義，將A／D輸入引腳RB10設(shè)置為I／O引腳輸出高電平，RB5設(shè)置為I／O引腳輸出低電平，將3．3 V電壓切換到底層電極Y+、Y-上，設(shè)置AN11和AN4為A／D輸入引腳。對X+、X-引腳進行A／D采樣，測量得到接觸點處的Y相電壓，根據(jù)式(2)可以計算出Y坐標：

觸點Y坐標=y軸分辨率×y相電壓采樣值／1 024 (2)

2.8 電氣連接

液晶屏共有6個接線引腳，如圖11所示。1，2腳是給儀表供電用DC48V輸入，接到電池組正極和負極。3，4腳是CAN+5V和CAN GND，這一組+5V電源由儀表電路產(chǎn)生，給CAN總線供電。5，6腳是CAN_H和CAN_L，與其它模塊的CAN通信線連接。電池檢測模塊如圖12所示。

圖11 CAN通信電氣連接圖

圖12 電池監(jiān)測模塊

2.9 LED背光控制接口

本設(shè)計提供了對LED背光電路的調(diào)節(jié)控制接口，其硬件接口電路如圖13所示?？梢酝ㄟ^芯片PIC32MX輸出3路PWM（OCS2-OCS4）對LCD的背光電路進行控制，可以進行明暗調(diào)節(jié)。在某些工作狀態(tài)，可關(guān)掉背光電源，降低電源損耗。

PIC32440F128L

圖13 LED背光控制硬件接口電路

3．軟件設(shè)計

本設(shè)計中的軟件主要包括兩方面的內(nèi)容：圖形顯示和數(shù)據(jù)通信。軟件部分包括設(shè)備驅(qū)動程序?qū)印D形元素層、圖形對象層和應(yīng)用層，設(shè)備驅(qū)動程序?qū)訛橛布峁┍匾尿?qū)動程序，圖形元素層直接與設(shè)備驅(qū)動程序?qū)υ?，圖形對象層提供控件驅(qū)動函數(shù)庫，應(yīng)用層通過控件繪制界面、開發(fā)應(yīng)用程序。設(shè)備驅(qū)動程序?qū)印D形原語層和圖形對象層都屬于系統(tǒng)層。

3.1圖形顯示原理

由于液晶屏在運行時需要顯示電機控制器，電機，電池模塊，以及充電機等的信息，這些信息量比較多，在一個界面里不能夠完全顯示。所以在本液晶屏中分別創(chuàng)建了電機控制器等顯示頁面用于檢測電機控制器及電機的相關(guān)信息，電池監(jiān)測頁面用于監(jiān)測電池的實時狀態(tài)，充電機頁面和主界面以及一些利于人機交互的頁面，這些頁面的創(chuàng)建使電動汽車用戶能方便快捷的獲得電動汽車的信息。頁面創(chuàng)建的軟件框圖如圖14所示：

圖14 頁面創(chuàng)建軟件框圖

汽車各部分實時信息通過CAN總線送入PIC32MX440F128L芯片，并通過圖形處理芯片SSD1926芯片在液晶屏上生成圖像，顯示在液晶屏上。同時，通過液晶屏也可以對各個模塊的參數(shù)進行設(shè)置，具有良好的人機界面。

圖形顯示是本設(shè)計的重點。本設(shè)計全部是用C語言來開發(fā)的，系統(tǒng)層使用微芯（Microchip）公司圖形對象層（Graphics Object Layer，GOL）圖形驅(qū)動庫來實現(xiàn)。Microchip 的圖形庫針對范圍寬廣的顯示設(shè)備控制器，可與PIC 單片機配合使用；圖形庫提供應(yīng)用編程接口（API），完成基本圖形對象以及類似控件對象的繪制。 圖形庫也使得通過消息接口集成輸入設(shè)備變得容易。圖形庫的分層結(jié)構(gòu)設(shè)計使得所有這一切成為可能。Microchip 圖形庫的層次結(jié)構(gòu)如圖15所示。

圖15 Microchip 圖形庫的層次結(jié)構(gòu)圖

應(yīng)用層是使用圖形庫的程序。圖形對象層（Graphics Object Layer， GOL）生成控件，例如按鈕、滑動條和窗口等等?？丶╳idget）指GOL 對象或其他對象。 為了控制這些對象，GOL 層具有一個消息接口，接收從應(yīng)用層來的消息。消息接口支持觸摸屏。圖形元素層實現(xiàn)基本繪圖功能。這些基本功能完成圖形對象的繪制，例如線、條和圓等。 液晶屏驅(qū)動程序是圖形庫結(jié)構(gòu)的設(shè)備相關(guān)層。這一層直接與顯示設(shè)備控制器對話。大量的API 允許應(yīng)用程序訪問圖形庫的任何一層。繪圖和消息處理在內(nèi)部進行，對應(yīng)用程序保持透明。圖形庫提供了兩種配置（阻塞式和非阻塞式），在編譯時進行設(shè)置。對于阻塞式配置，繪圖函數(shù)將延遲程序的執(zhí)行，直到繪圖完成。對于非阻塞式配置，繪圖函數(shù)不等待繪圖完成，就把控制權(quán)釋放給程序。因為程序能執(zhí)行其他任務(wù)，而不必等待繪圖任務(wù)完成繪制，從而使得單片機時間的使用更為高效。

對象狀態(tài)

GOL 對象有兩種類型的狀態(tài)：屬性狀態(tài)和繪圖狀態(tài) 。屬性狀態(tài)定義對象的行為和外觀。而繪圖狀態(tài)指出在顯示時對象是否需要被隱藏、部分重畫或完全重畫，一些常用的屬性狀態(tài)和繪圖狀態(tài)如表1 所示。

表1 常用的對象狀態(tài)

式樣方案：

所有對象都使用式樣方案來定義所使用的字體和顏色。在創(chuàng)建對象時，對象可以使用用戶定義的式樣方案。如果不存在用戶定義的方案，就將使用缺省的式樣方案。表2 概括了式樣方案的組成部分。

表2 式樣方案的組成

活動對象鏈表：

圖形庫把當前正在顯示和接收消息的對象放入一個鏈表中。任何時候，GOL 消息和繪圖函數(shù)針對的都是這張鏈表中的對象。

繪圖

為了繪制對象，應(yīng)用程序?qū)⒄{(diào)用繪圖管理器，GOLDraw()。這個函數(shù)將解析活動鏈表，使用設(shè)置的繪圖狀態(tài)重畫對象。當繪制完成后，對象的繪圖狀態(tài)自動清除。最先創(chuàng)建的對象將首先繪出。當前鏈表中的對象全部繪出后，GOLDraw() 調(diào)用GOLDrawCallback()函數(shù)。定制的繪圖可以在GOLDrawCallback() 函數(shù)中實現(xiàn)。

消息的接收和發(fā)送：

可移植性是圖形庫的關(guān)鍵特性。圖形庫支持大量的輸入設(shè)備。 圖形庫提供一個接口，用來接收來自輸入設(shè)備的消息。所有的輸入設(shè)備事件，都將采用GOL 消息結(jié)構(gòu)體的方式發(fā)送到庫里去。結(jié)構(gòu)體定義如下：

typedef struct {

BYTE type;

BYTE event;

int param1;

int param2;

} GOL_MSG;

字段 type 定義輸入設(shè)備的類型ID。字段 event 表明行為的類型。字段type 和event 一起決定如何解釋 param1 和param2。某些情況下，僅使用param1，而另一些情況下可能兩個參數(shù)字段都需要。

當屏幕被觸摸時，應(yīng)用程序必須先填充消息結(jié)構(gòu)體，然后把它傳送給庫中的消息處理函數(shù)GOLMsg(GOL_MSG*pMsg)。對象（包括它的x、y 位置），將根據(jù)目前的狀態(tài)和事件，改變其狀態(tài)。針對輸入事件而定制的行為，可以放在GOLMsgCallback() 函數(shù)中。一旦有對象收到有效的消息，這個函數(shù)就會被調(diào)用。

圖形庫用法：

圖形庫的設(shè)計，旨在使圖形接口能夠無縫地集成到應(yīng)用程序中去。通常，對象行為是通過圖形庫來進行管理的。把收到的消息進行處理，根據(jù)消息的內(nèi)容，改變受影響的對象狀態(tài)。然后，圖形庫自動地重畫對象，顯示狀態(tài)的改變。

在用戶接口模塊和顯示驅(qū)動程序已被選擇和加載的前提下，調(diào)用InitGraph()，復(fù)位顯示設(shè)備控制器，把光標位置移動到(0,0) ，然后初始化顯示器成全黑狀態(tài)。然后，調(diào)用GOLCreateScheme()，定義用于對象的式樣方案。

項目文件

圖形庫安裝后，項目目錄結(jié)構(gòu)如圖16所示：

圖16 Microchip項目層次結(jié)構(gòu)圖

此目錄作為項目目錄，可以添加應(yīng)用程序代碼，也可以與圖形庫一道被編譯。Graghics Lib 子目錄下存放的是圖形庫。Source Files子目錄存放C 文件、文檔和實用程序。Headers子目錄包含子目錄Graphics Lib圖形庫的頭文件和其他頭文件。

3.2軟件設(shè)計程序流程框圖

本設(shè)計主程序流程圖如圖17所示：

圖17 主程序流程圖

當液晶屏啟動時開始對系統(tǒng)進行配置，對變量、EEPROM、定時計數(shù)器等進行初始化，等待50ms后，系統(tǒng)進入穩(wěn)定，并創(chuàng)建代替的樣式方案。隨后從EEPROM讀取單次行駛里程和總行駛里程，并在對語言和時鐘模式進行選擇時初始化用戶定義的式樣方案（例如字體，顏色）。在此之后執(zhí)行創(chuàng)建液晶屏頁面，處理觸摸信息，CAN接受處理等操作。最后是CAN信息的接收，處理和發(fā)送。

在此要特別強調(diào)的是觸摸信息分為四種：①無觸摸信息②接觸觸摸屏③離開觸摸屏 ④觸摸在液晶屏上移動。當無觸摸信息時，液晶屏顯示原有界面。當有物體接觸觸摸屏?xí)r，進入中段，當接觸物體離開觸摸屏?xí)r進入下一界面。本設(shè)計暫時還沒有考慮第四種情況。這也是需要改進的地方。

液晶屏顯示面積有限，不可能將所有的信息顯示在同一界面下，因此采用界面分層的層次結(jié)構(gòu)來滿足不同信息的顯示。每層下面對應(yīng)相應(yīng)的軟件流程框圖。顯示的層次結(jié)構(gòu)如圖18所示：

圖18 層次結(jié)構(gòu)圖

本設(shè)計中主要通信方式為CAN通信，也是電動汽車與液晶顯示屏對話的語言，其程序設(shè)計流程框圖如圖19所示。

圖19 CAN通信結(jié)構(gòu)圖

3.3 智能顯示儀表界面

開機啟動時，屏幕進入主界面，如圖20所示：

圖20 主界面

圖20中顯示了車速，車輛行駛的距離，時間，電池等信息，各模塊具體信息通過點擊功能建進入圖21所示界面。

圖21 液晶屏目錄界面

這個界面包括：控制器矢量控制，控制器壓頻控制，控制器直接轉(zhuǎn)矩控制，小計里程清零，能量清零，電池，充電機，系統(tǒng)設(shè)置，故障，鎖定界面和返回。點擊其中一個按鍵將進入相應(yīng)的控制界面，進行更為詳細的信息顯示和設(shè)置。

當點擊控制器矢量控制按鈕，進入控制器矢量控制界面，該界面可以監(jiān)視電機的相關(guān)信息，如圖22所示：

圖22 矢量控制界面

圖22中電機轉(zhuǎn)速，行駛速度，電機溫度，控制器溫度，電機電壓，電流，頻率等參數(shù)都由CAN總線傳送給Microchip-PIC32芯片，再由Microchip-PIC32信息處理后，將實時的數(shù)據(jù)在液晶顯示屏上進行顯示。

當電池在充電或者放電時，電池電壓，溫度，SOC等信息都會發(fā)生變化。液晶屏程序?qū)Τ浞烹姸歼M行管理。當通信出現(xiàn)問題時，在液晶屏右上角將顯示通信故障。如果發(fā)生過充，或者過放，液晶屏上將對過充過放電池電壓顯示為紅色以引起司機注意。在必要的時候?qū)⒆詣雨P(guān)斷充電機阻止充電機對電池進行過充電，過放電也是如此。如圖23所示。

圖24 電池狀態(tài)監(jiān)控界面

本設(shè)計由于要滿足不同電池類型的需求，所以對鉛酸電池，錳酸電池，磷酸鐵鋰電池以及不同節(jié)數(shù)電池組成的電池組都進行了考慮。并進行了程序設(shè)計。當使用不同電池類型時，需要在系統(tǒng)設(shè)置中對電池類型進行選擇。在圖24中，1號，4號，6號電池由于沒接電池檢測芯片，所以顯示通訊故障。表3是不同電池類型的編號。

表3不同電池類型的編號

該選擇必須進入系統(tǒng)設(shè)置，并輸入密碼才能進行修改。密碼保護功能能阻止系統(tǒng)被隨意設(shè)置，從而保證系統(tǒng)設(shè)置的正確性。