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1、机动车速度表测试仪 硬件电路分析,总体电路图,机动车速度表测试仪,电路图说明,从原理图可以看出本原理图分为三部分（由线条分开），也就是本设计产品含有三块电路板：一、电机驱动板； 二、显示器板； 三、主板， 下面就按各部分电路逐一分析,机动车速度表测试仪,主控CPU电路图,机动车速度表测试仪,主控CPU(MSP430F413)说明,见上图，单片机的JTAG口用来下载的，此款单片机是16位混合信号处理器，所以就有数字电源、地和模拟电源、地，我们用去耦电容C4、C5分别旁路，通过R7、R8把分别地和电源连接在一块，当然也可以换成电感来连接，这是为了防止模拟信号干扰数字信号。晶振电路和复位的电路就不多
2、讲了，口线控制相应外围器件，用P1.5口来接收脉冲计数，加了一个上拉电阻和滤掉干扰信号的电容,机动车速度表测试仪,电源电路,机动车速度表测试仪,电源电路说明一,前面我们讲了，本产品的电源电路是三种电源8.5V、5V,3.3V， 8.5V由D7D14降压得到，一个二极管是0.7V，四对管子是2.8V,也就是12V电压经过他们后变成9.2V在经过D1或D2后就变成8.5V，为什么一个写8.6和8.5呢，这是为了区分网络链接的，因为我们要把电机和单片机及其他元器件的电源回路要分开，电机转动会产生很大的噪音信号，防止叠加到电源上干扰到单片机的电源，使之工作及采样脉冲不稳定，,机动车速度表测试仪,电源电
3、路说明二,IN4004的最大电流是1A， IN5822的最大电流是3A,所以2个IN4004并起来是2A,IN4004会发热，布线时要注意散热，还有布线时要注意电机回路的电流大，铜皮要宽，电机回路与其他的回路注意隔开，我们采用不同的地来区分，各部分电流行进线路如图中所示，电源中的电容主要是滤波和稳压作用，+5V我们采用的是线性电源芯片LM7805，这个芯片比较常用， +5，+3.3V我们采用的是线性电源芯片LM1117-3.3V，也是一个三端线性电源。,机动车速度表测试仪,调试接线口,机动车速度表测试仪,调试接线口说明,由于单片机的管脚是贴片的，一旦在调试过程中，出现口线问题，很难修改，所以我
4、们把单片机的脚都通过插座引出来，同时又是为了增加新的功能提供方便。,机动车速度表测试仪,扫描键盘,机动车速度表测试仪,扫描键盘说明,由于机壳已选定了，键盘板也用原来的，我们就按照原来的键盘接口画图，这是一个47的键盘，行线为R1R4,列线为C1C6、C8，可以扫描28个键，我们没有用这么多，不用的键程序可以不做处理，JP2、JP1是100k的排阻，给行列口线做上拉电阻用的，这是因为单片机在作为输入时是开漏状态（上拉阻抗很大），必须接上拉电阻，才能拉高。,机动车速度表测试仪,数码显示屏,机动车速度表测试仪,数码显示屏说明一,机动车速度表测试仪,数码显示屏说明二,它是0.4寸、三位动态数码管，上下
5、6个脚共12个脚，红色电压1.8V，电流每段510MA，我们用的是下面的那个1041共阳极。,机动车速度表测试仪,数码显示屏说明三,我们用二个三位的数码管拼成一个六位的数码管，由于屏的尺寸一定，找不到合适的六位数码管，所以就用二个代替来实现六位数码显示，数码显示特点就是数字大，亮度高，不需要类似背光了，用来做仪表非常合适。我们利用单片机的口线来控制和驱动每个数码管，而公共端接在一块，由程序来控制刷新频率，根据视觉暂留原理来做。由于单片机的口线输出电流有限，所以采用灌电流的接法来点亮每个段。,机动车速度表测试仪,预留带背光液晶显示器接口,电阻和电容构成背光取电,机动车速度表测试仪,D/A转换电路
6、,机动车速度表测试仪,D/A转换电路说明一,U1和U2都是美信的模数转换芯片，都是缓冲电压输出，高线性的DACs,U1是MAX5135MAX5137系列的四或双16/12位，我们用12位的话就选择5137，而U2是MAX5139，它是12位的单输出端，U1和U2的封装不一样，这二个芯片外围器件都是一样的，可以任选一个，我们画了二个，供采购人员采购任意一个，也就是考虑成本和采购的方便。,机动车速度表测试仪,D/A转换电路说明二,它有二种电源电压，数字电源电压和模拟电源电压，可以不相等，模拟电源电压用来模拟电电路及输出，而数字电源电压用来数字电路控制的，这就给我们这种方案带来了便利，因为我们的单片
7、机电压是3.3V，而模拟电压我们设计了4V，所以我们把数字电源电压接3.3V，模拟电源电压接5V，,机动车速度表测试仪,D/A转换电路说明三,参考电压：三种可供选择 一、内部参考：2.44V 二、外部参考：我们接了一个基准电压芯片REF3040,电压为4.096V 三、模拟电源电压，由于这个电源电压可能会不稳定，一般不用 我们用了一个三芯的插针用来跳线帽选择，究竟是选择内部参考电压还是外部参考电压得根据调试情况来选择，是留有很好的余地，不要刚刚好， ，详细的介绍就不讲了，看一下它的技术手册就行了,机动车速度表测试仪,电机电压抬高电路,机动车速度表测试仪,电机电压抬高电路说明一,这个根据电路的实
8、际应用来调节，因为如果输出0V，电机肯定不能转动，我们就把D/A输出0V，对应电机的输入抬高电压，现在的电路是抬高0.3（硅管）+0.7（锗管）=1V,相当于D/A输出电压的范围是0参考电压，而电机对应的输入电压范围是1参考电压+1，,机动车速度表测试仪,电机电压抬高电路说明二,也就是脉冲范围是2331864，那么最低电压的脉冲要比233小得多一些，而最大脉冲的电压又要比1864大得多一些，这样来选择参考电压和抬高电压的值，所以研发的电路板比成品的电路会多一些用来作为调试的备用电路或选择电路。由于二极管只有在导通电流下的电压才是0.7V或0.3V，所以我们加了一个电流进去5V/0.2=25mA
9、,这样就能保证了。 这个电路究竟需不需要，究竟抬高多少电压值，根据最小脉冲的电压值而定,机动车速度表测试仪,电机驱动电路和反馈计数电路,机动车速度表测试仪,恒流源电路原型,机动车速度表测试仪,电机驱动电路说明一,由于D/A的电压不能直接用来驱动电机，那么把D/A的电压作为基准来驱动电机，LM324运放来构成一个射极跟随器，又叫缓冲器，运放的+和-端的电压相等，也就是V+等于D/A的电压OUT,而Q8、Q9组成的复合管就是恒流源Iout，所以Iout与电机的阻抗成反比，调节电压V+,就能调节电机电流，当电压稳定，电流也就稳定了，而一当电机阻抗变化时也就是速度变化时，我们的电压相应的调高和调低来抵
10、消它，从而维持稳定，电流都从Q8流过, 高速时电流近1A，我们选择的这个开关管2SC2625的电流最大是10A,满足要求，,机动车速度表测试仪,电机驱动电路说明二,LM324的电压选择是8.6V，我们是怕5V不够用，因为LM324的输出端电压要比V+ 大，才能使复合管不能处于截至状态，复合管要处于放大状态，所以内部消耗也比较大，也就是发热大，一般的功率开关管都要注意散热，所以我们把它固定在铁板上，因此我们把这一块电路单独拿出来，功率管带感性负载一般要串一个几十到几百微亨的电感，这就是增加L2的原因。,机动车速度表测试仪,反馈计数电路说明一,采用的是霍尔器件，霍尔传感器是根据霍尔效应制作的一种磁
11、场传感器。 霍尔效应： 在半导体薄片两端通以控制电流I，并在薄片的垂直方向施加磁感应强度为B的匀强磁场（磁铁），则在垂直于电流和磁场的方向上，将产生电势差为UH的霍尔电压,机动车速度表测试仪,反馈计数电路说明二,霍尔传感器分为线型霍尔传感器和开关型霍尔传感器两种。 （一）线性型霍尔传感器由霍尔元件、线性放大器和射极跟随器组成，它输出模拟量。 （二）开关型霍尔传感器由稳压器、霍尔元件、差分放大器，斯密特触发器和输出级组成，它输出数字量，我们用的就是这种开关型霍尔传感器OH137，输出开关量给单片机计数器计数，它的外部电路非常简单，所有电路都集成在内部。,机动车速度表测试仪,总结,通过该硬件电路分析，掌握该硬件电路的工作原理，再对比方案设计，是不是比较好的按总体方案设计思路来进行设计的。大家总结一下自己设计，取长补短。下面我们就按这个原理图来绘制PCB图，通过绘制PCB图来掌握绘图的技巧，我们给出三块电路板的尺寸，大家根据数据手册自己来做SCH和PCB的封装库。,机动车速度表测试仪,
