车载HMI终端的硬件设计 - 基于ARM和Qt/E的车载HMI终端的设计方案

　　3 车载HMI终端的硬件设计

　　3.1 CAN/RS232协议转换器的硬件设计

　　CAN/RS232协议转换器主要有主控制器、CAN接口模块与RS232接口模块组成，其中主控制器采用STC89C52单片机负责处理CAN总线与RS232总线的数据接收与发送，实现两种不同协议数据帧的透明转换与传输。

　　CAN接口模块采用Philips公司的CAN 控制器SJA1000和CAN收发器PCA82C250芯片组成，主要实现CAN协议的物理层和数据链路层功能。其中CAN控制器完成数据链路层功能，实现与主控制器的信息读写操作，物理层通过CAN收发器实现电平转换和传输。SJA1000的AD0~AD7与单片机P0口连接，实现地址/数据复用；片选/CS与P2.7相连，则基地址为0x7F00;/RD、/WD、ALE引脚依次与单片机各引脚相连；中断/INT接单片机/INT0，因此可通过中断方式对SJA1000进行实时访问。SJA1000的MODE 引脚用于选择CAN控制器在Intel模式还是在Motorola模式工作。由于STC89C52属于Intel系列微控制器，故MODE引脚接+5V高电平设置为Intel模式，以满足89C52的读写时序要求。为了增强节点的抗干扰能力，以及避免当CAN收发器失效时出现过流导致CAN控制器击穿，SJA1000的TX0和RX0引脚通过光耦N6137后与PCA82C250的TXD和RXD连接，以此实现总线上节点间电器隔离；收发器CAN_H 和CAN_L引脚通过5Ω电阻与CAN总线端口连接起到限流作用；同时两端接120Ω终端匹配电阻。

　　RS232接口电路采用MAX232芯片，实现单片机串口TTL电平与RS232电平相互转换，完成HMI终端UART口的信息传输。STC89C52串口端（P3.0和P3.1）与MAX232的T1IN和R1OUT连接，T1OUT与R1IN接九针串口，然后通过交叉线与HMI终端连接实现数据通信。

　　3.2 车载HMI触控平台的设计

　　HMI触控平台以ARM 为处理器，接7.0寸LCD触摸屏来实现，可取代传统的（如图2A）机械按键与表盘显示的中控平台。HMI触控平台如图2B所示，由车灯、车窗、后视镜、多媒体、空调、导航以及状态参数显示菜单组成。将该终端嵌入到方向盘，驾驶员可点击触控菜单进入车灯、车窗等控制界面（如图2C和D）实现车灯、车窗等设备的触摸控制，也可实时采集与显示设备状态参数如：车速、故障码等。其中，触控与显示数据需调用ARM 底层串口驱动来实现读写操作，触控界面通过Button控件的信号与槽机制来实现数据的发送，状态参数的采集与显示通过事件驱动方式实现。终端可外接GPS模块实现导航功能，设计了Qt媒体媒体播放器实现娱乐功能，也可接入无线网卡来实现无线上网功能。

　　

　　图2 车载HMI终端

　　4 车载HMI终端的软件设计