基于串行通信的车载信息采集系统的设计方案解析

1引言
　　串行通信作为一种重要的通信技术已经在PC机通信及工业现场控制在线检测等领域得到了广泛的应用［1］。本文所设计的车载信息采集系统是包含数据采集，数据传输和数据显示的结构系统，是对一款新型电动汽车的车载信息进行采集，传送和显示的设计过程：车载信息通过传感器（模拟量形式）或开关量形式被采到从单片机，主单片机和从单片机之间通过串行通信进行数据传输，并由主机将数据送往液晶面板显示出来。
　　2总线型主从式多机系统
　　综合考虑了电动汽车所涉及到的大量的车载信息和串行口的多机通信能力，该设计采用了总线型主从式多机通信模式，而进行数据传输的标准总线选为最普通实用的RS-485.总线型主从式多机通信系统模式如下图：
　　
　　而串口的通信协议在这里就不作介绍了。
　　3车载信息采集系统硬件设计
　　该系统所研究的对象为一款电动汽车的车载信息，笔者把信息分为两类：模拟量和开关量。模拟量包括：电池组（蓄电池）温度，电池组（蓄电池）电压，电池组（蓄电池）容量，车速（里程），总电流等；开关量是指各种操作状态，包括：灯（系列）的状态，档位开关量，刹车状态，限位开关状态等。
　　由于涉及到的信息量比较多，且分布在车身周围范围较广，笔者采用AVR公司的一款单片机——ATMEGA8L.这是一款体积小但采集能力和通信能力却足够强的单片机：在采集方面，它含8通道A/D转换和最多23个可编程I/O口；在数据通信方面，它含一个可编程的串行USART接口，支持同步，异步以及多机通信自动地址识别［3］.ATMEGA8L相对8051或其他单片机一个重要的优势是单片机所需外围电路比较简单（考虑到在车身布线，电路越简单越好）。LCD显示模块采用的是内置T6963C的MGLS240128T的点阵液晶，它的特点是与单片机引脚接口电路简单且显示功能强大。
　　本文所设计的车载信息采集系统硬件框架如下图：
　　
　　模拟量通过特定传感器采样，转换成电压信号进入从机的A/D通道，从机做A/D转换后将数据存储下来；开关量通过继电器将电平信号送至从机的I/O口，从机也对信号做相关处理。主机与从机之间通过串行通信进行数据传输，并由主机将合理数据送往LCD显示。