[发明专利]车载液化天然气气瓶液位显示仪

摘要

本发明涉及一种车载液化天然气气瓶液位显示仪，属自动测量技术领域，其主要技术特征是它包括单片机控制电路、CAN节点接口电路、键盘输入电路、电源电路、显示电路、背景照明电路、步进电机驱动电路，单片机控制电路包括单片机芯片U1，单片机芯片U1接收CAN总线上的信号，解析读取对应瓶号容量信息并判断是否在正常范围内，计算步进电机驱动电路上步进电机M1的转动方向和步数并输出控制信号，驱动步进电机M1的指针指示相应LNG气瓶的剩余百分比容量，同时驱动显示电路上的数码管MD1显示相应LNG气瓶的瓶号，将仪表CAN通讯是否正常、容量是否超限等通过CAN总线直观显示，它具有性能稳定可靠、使用方便快捷、显示直观、易于维护等优点。

主权项

一种车载液化天然气气瓶液位显示仪，其特征在于它包括单片机控制电路（1）、CAN节点接口电路（2）、键盘输入电路（3）、电源电路（4）、显示电路（5）、背景照明电路（6）、步进电机驱动电路（7）；所述的单片机控制电路（1）包括单片机芯片U1；单片机芯片U1接收CAN总线上的信号，解析读取对应瓶号的容量信息并判断容量是否在正常范围内，计算出步进电机驱动电路（7）上的步进电机M1的转动方向和步数并输出控制信号传输至步进电机驱动电路（7），驱动步进电机M1的指针指示相应LNG气瓶的剩余百分比容量；单片机芯片U1驱动显示电路（5）上的数码管MD1显示相应的LNG气瓶的瓶号；所述的CAN节点接口电路（2）包括接口芯片U2、限流电阻（R11、R12）、瞬变电压抑制二极管（D1、D2）、滤波电容（C5、C6）；接口芯片U2为CAN总线提供差动的发送功能和接收功能；限流电阻（R11、R12）用于保护接口芯片U2免受过流冲击；瞬变电压抑制二极管（D1、D2）用于保护接口芯片U2免受各种浪涌脉冲的损坏；滤波电容（C5、C6）用于降低CAN总线上的高频辐射；所述的键盘输入电路（3）包括切换按钮S1、由DS1～DS5与KI1～KI4组成的矩阵键盘；矩阵键盘采用动态扫描键盘和显示数据，用于LNG气瓶的瓶号标定和参数设置；切换按钮S1用于进行LNG气瓶的瓶号切换，使车载液化天然气气瓶液位显示仪实现一车控制多个气瓶的功能；所述的电源电路（4）包括反接和过流保护电路、开关电源、共模电感L1、发光二极管POW1；反接和过流保护电路包括自恢复保险丝F1、二极管D4；当电路发生短路或者过载时，自恢复保险丝F1迅速断开，对仪表内部电路起到快速保护作用；当短路或者过载消除后，自恢复保险丝F1自动恢复为正常接通状态；二极管D4用于防止电源反接损坏仪表内部电路；开关电源包括稳压芯片VR1、电感L2、二极管D3、电容（C7、C9、C12）；开关电源输出5V直流电流，在汽车复杂的电源环境中为液位显示仪表系统提供稳定的电源；共模电感L1用于滤除液位显示仪表外部的共模电磁干扰，同时抑制液位显示仪表内部不向外发出电磁干扰；发光二极管POW1为液位显示仪表提供电源指示灯；所述的显示电路（5）包括双色发光二极管SE1、一位7段的数码管MD1、三极管DQ1、三极管DQ2；显示电路（5）显示用户选择的瓶号、仪表CAN通讯是否正常、容量是否超限、液位剩余容量；三极管DQ1通过单片机控制电路（1）上DS2引脚发送的控制信号控制数码管MD1，数码管MD1显示用户选择的0‑9共计十个LNG气瓶对应的瓶号，小数点显示对应瓶号的变送器的自校准功能是否开启；三极管DQ2通过单片机控制电路（1）上DS6引脚发送的控制信号控制双色发光二极管SE1，双色发光二极管SE1显示仪表CAN通讯是否正常和LNG气瓶容量是否超限并进行报警；指针刻度盘显示LNG气瓶的剩余容量百分比；所述的背景照明电路（6）包括场致发光驱动器U3、电阻（R22、 R23、 R24）、电感L3、二极管D5、电容（C11、C12、C13）；背景照明电路（6）为仪表刻度盘提供背景照明；场致发光驱动器U3是一个内含高频振荡器、低频振荡器的高压桥式输出驱动器，场致发光驱动器U3与外围元件电阻（R22、 R23、 R24）、电感L3、二极管D5、电容（C11、C12、C13）组成高压驱动电路，驱动场致发光仪表盘的刻度和字体发光；电阻（R22、 R23、 R24）用于设置场致发光驱动器U3内部高频振荡器、低频振荡器的频率，并且进行输出端限流；电感L3构成自举升压电路；二极管D5作电压钳位使用；电容（C11、C12、C13）用于抑制噪声，同时储存经过二极管D5转换的电感能量；所述的步进电机驱动电路（7）包括驱动芯片U4、步进电机M1；驱动芯片U4的频率控制端接收单片机控制电路（1）上单片机芯片U1发出的转动脉冲信号和旋转方向信号；转动脉冲信号通过驱动芯片U4的输出端控制步进电机M1输出轴的微步转动；旋转方向信号通过驱动芯片U4的方向端控制步进电机M1的旋转方向；步进电机M1带LED光轴显示功能，方便夜间指针示读。