一种光学显示硬件控制平台的制作方法

技术特征：
1.一种光学显示硬件控制平台，所述光学显示硬件控制平台为一主控pcb板，所述主控pcb板设置有ar-hud的整体的电子电路控制系统，所述主控pcb板由电子电路元器件及ic芯片组成，并构成光学显示的各个标准化控制模块，其特征在于：所述光学显示硬件控制平台包括主机输入电路、及供电电路系统、及mcu模块、及光敏传感器电路、及can电路和link电路、及电机驱动电路、及图像传输模块；所述主机输入电路设置于光学显示硬件控制平台的输入端，用于提供给光学显示硬件控制平台稳定且清晰的电源和信号源，所述主机输入电路包括iic主机插座、l型滤波电路、信号输入模块；所述iic主机插座为8pin主机插座，用于光学显示硬件控制平台的电源和信号输入端，所述iic主机插座包括batt 电源输出引脚，所述batt 电源输出引脚用于将车电池batt 电源通过iic主机插座输入给光学显示硬件控制平台供电，所述l型滤波电路包括batt 电源输入接口、b 电源输出接口，所述batt 电源输入接口接入iic主机插座的batt 电源输出引脚，所述b 电源输出接口接入供电电路系统的各个电源管理芯片进行处理，形成各个模块所需要的电压和电流；所述供电电路系统包括开关电路、ldo 12v转3.3v供电电路、ldo 12v转5v供电电路、dc-dc 12v转3.3v供电电路、dc-dc 12v转26v供电电路、motor driver供电电路；所述开关电路设置于供电电路系统的输入端，所述开关电路采用12v接口接入，所述开关电路采用b 接口为输出端，所述开关电路设置有mos管、三极管、多个电阻，所述mos管为压控元件，通过加到它的压控元件所需电压使它导通 ,导通结的压降最小，从而实现开关功能，所述mos管的多个输入管脚分别与12v接口相连接，所述mos管的多个输出管脚分别与1b 接口相连接，所述三极管的基极端接入mos管的一输出管脚，所述mos管为场效应管，所述三极管是npn管，电平高时，三极管处于接通状态是开，电平低时，三极管处于关闭状态是关，所述三极管开关采用软件代码控制，方便便捷；所述ldo 12v转3.3v供电电路的输出端分别连接rst接口、rom接口、mcu3.3接口，分别用于复位供电、存储供电、mcu供电，所述ldo 12v转3.3v供电电路通过b 接口接入，所述ldo 12v转5v供电电路的输出端连接can-5v接口，用于can供电，所述ldo 12v转5v供电电路通过b 接口接入，所述dc-dc 12v转3.3v供电电路的输出端分别连接als接口、des接口、lcd接口，所述dc-dc 12v转26v供电电路的输出端连接led接口，所述als接口、des接口、lcd接口、led接口分别用于光敏传感器供电、解串器供电、lcd供电、led供电，所述供电电路系统的输入端还接入lin接口、dlp接口；所述mcu模块采用mcu单片机，用于光学显示硬件控制平台的系统控制，所述mcu单片机采用ic-s32k142芯片，所述mcu单片机的静态电流小于2毫安，所述mcu单片机至少包括电机驱动控制、复位控制、调试口控制、lcd背光控制、can通讯控制、解串器通讯控制、预留i/o口控制、预留串口控制、eeprom存储器控制，所述ic-s32k142芯片为64引脚；所述光敏传感器电路组装成一pcba，它包括pcb、iic插座、电阻、电容、opt3001光感应芯片，所述opt3001光感应芯片为一具有高精度人眼响应功能的数字环境光传感器 als；所述opt3001光感应芯片包括sda引脚、scl引脚、int引脚、addr引脚、vdd引脚、gnd引脚，所述sda引脚、scl引脚、int引脚分别接入iic插座，所述vdd引脚为输出引脚，用于接入pgu图像单元，所述opt3001光感应芯片通过iic进行驱动，所述opt3001光感应芯片的驱动地址通过addr进行配置，所述sda引脚线为数据线，所述scl引脚线为控制线， iic驱动完成后，通过读取响应的寄存器地址获取opt3001光感应芯片的相关数据并用来验证传感器，所述光学
显示硬件控制平台用于ar_hud的系统控制，所述pcba安装在ar_hud的出光口上方，并设计安装成一个特殊的角度来感应来自汽车挡风玻璃透过的太阳光，根据太阳起落的角度，opt3001能立刻检测到光参数的改变，然后通过vdd引脚进行控制输出至pgu，调节pgu的亮度，以适应人眼的舒适度；所述int引脚为信号中断功能引脚，用来检测外部设备，当外部设备拉低int引脚时触发外部中断；所述iic插座的引脚还连接mcu，所述光敏传感器电路通过iic插座与mcu通讯；所述can电路和link电路为光学显示硬件控制平台的网络电路结构，can电路为控制器局域网络电路，link电路为串行通讯网络电路；所述can电路采用tja1043t芯片，所述tja1043t芯片的引脚包括vio输入、split电压输出，所述tja1043t芯片的引脚分别接入can3.3v、can5v，能直接连接3.3v、5v输入电源，所述split电压输出用于稳定隐性总线电平，所述tja1043t芯片的节点诊断和故障遏制的只听模式采用so14和hvson14封装，具有改进的自动光学检测aoi功能， hvson14封装采用3.0 mm * 4.5 mm规格；所述tja1043t芯片为高速can收发器，提供控制器区域网络can协议控制器和物理双线can总线之间的接口；所述can电路和link电路的信号传输采用差分传输方式；所述电机驱动电路包括步进电机、电机驱动芯片、mcu接口组、4pin插座、motor12v电源接口、motor 3.3v电源接口；所述电机驱动芯片采用drv8824qpwprq1；所述motor12v电源接口、motor 3.3v电源接口分别接入供电电路系统，用于电机驱动电路的电源输入；所述图像传输模块包括fpd-link插座、及解串器、及用于图像生成的光源、及用于生成背光光源的背光光源电路；所述fpd-link插座输入hsd高速信号fpd-link，所述解串器采用ds90ub928芯片，所述ds90ub928芯片的输入引脚接入fpd-link插座的输出端，所述ds90ub928芯片的输出引脚与光源连接；所述光源提供dlp、tft2.6寸、tft4.1寸三种方式，所述光源包括dlp图像处理单元、tft屏，所述光源为dlp方式时，所述解串器的ds90ub928芯片运用i2c0的协议处理输出i2c0信号至dlp图像处理单元，所述光源为tft2.6寸、tft4.1寸方式时，所述解串器的ds90ub928芯片运用lvds的协议将图像信号传导给tft屏；所述fpd-link采用差分信号输入，所述fpd-link插座接入in 、in-引脚，由 in 、in-引脚分别连接一根差分信号线作为fpd-link插座的输入，两根所述差分信号线并设置有共模电感，用于抑制系统向外发射干扰；所述fpd-link插座的2/3/5/6/7/8/10输入或输出口设置有esd静电防护管，用于提升系统静电防护能力；所述解串器ds90ub928ic芯片与tft屏相连的引脚包括时钟信号线引脚clk 、clk-，所述时钟信号线引脚clk 、clk-的输出端设置有共模电感，所述时钟信号线引脚clk 、clk-用于提供时钟信号。2.根据权利要求1所述的一种光学显示硬件控制平台，其特征在于，所述主机输入电路的信号输入模块包括can-h接口、can-l接口、lin接口、ign1 接口、adc-key接口，所述信号输入模块还包括分别与can-h接口、can-l接口、lin接口、ign1 接口、adc-key接口相连的iic主机插座的引脚，所述can-h接口、can-l接口用于can信号的输入，所述can信号采用差分信号传输方式，避免本产品与整车信号相互产生干扰，两根所述差分信号线并设置有共模电感，用于抑制系统向外发射干扰；所述can-h接口、can-l接口、lin接口、ign1 接口、adc-key接口与iic主机插座相连的信号线上分别设置有esd静电防护管，用于提升系统静电防护能力；所述主机输入电路的l型滤波电路由多个并联的电容和一电感组成l型滤波电路，用于
提升系统的抗干扰能力，所述多个并联的电容采用不同频率的电容组合，用于滤除不同频段的噪声；所述l型滤波电路的输入端并联设置有钳位二极管，所述钳位二极管为tvs二极管；所述l型滤波电路的输入端还串接有防反接二极管，用于电路中的极性保护。3.根据权利要求1所述的一种光学显示硬件控制平台，其特征在于，所述供电电路系统中，所述ldo 12v转3.3v供电电路、ldo 12v转5v供电电路采用ldo电源管理芯片，所述ldo 12v转3.3v供电电路采用ldo_tps7a6933qdrq1芯片，ldo 12v转5v供电电路采用ldo_tps7b8150qdrvrq1芯片；所述dc-dc 12v转3.3v供电电路、dc-dc 12v转26v供电电路采用dc_dc电源管理芯片，所述dc-dc 12v转3.3v供电电路采用dcdc_tps54240芯片；所述mcu供电采用单独的电源管理电路，用于保证mcu稳定的电压和电源，mcu采用常电3.3v，保证系统休眠/唤醒状态的快速、高效切换，采用的ldo_tps7a6933qdrq1为低iq的电源ic，能降低系统静态电流，所述mcu供电包括b 车电源输入口，b 车电源输入口正常工作电压为9v-12v，当低于8v时，mcu处于休眠状态，有利于减少车电瓶能量消耗和减少车电瓶馈电的风险；所述供电电路系统采用最大预估电流高压1.2a或低压3.5a输入；所述mcu供电电路静态电流低至2毫安。4.根据权利要求1所述的一种光学显示硬件控制平台，其特征在于，所述mcu模块中，所述ic-s32k142芯片采用motor-rst、motor-sleep、motor-fault、motor-decay、motor-dir、motor-enb、motor-step、motor-home引脚作为电机驱动控制的输入输出接口，并进行电机驱动控制；所述mcu单片机还包括eeprom存储器，所述eeprom存储器采用n24c02uvtg芯片，所述ic-s32k142芯片通过scl、sda引脚与n24c02uvtg芯片连接，用于实现mcu单片机的eeprom存储器控制，所述n24c02uvtg芯片电路中设置有100nf/50v的去耦电容，所述去耦电容在n24c02uvtg芯片电路的电源线vdd和地线之间接入，由于n24c02uvtg芯片抗干扰能力弱、关断时电流变化大，去耦电容用于增强n24c02uvtg芯片的稳定性；所述mcu单片机还包括多个预留i/o口，多个所述预留i/o口分别通过pte4、pte5、pte9、pte10、pte11、ptd0、ptd1、ptd15接入ic-s32k142芯片，用于实现mcu单片机的预留i/o口控制，所述mcu模块还接入限位传感器，预留i/o口和限位传感器结构用于提升平台的公用性和互换性；所述mcu单片机还包括预留串口，所述预留串口通过uart0-rx、uart0-tx引脚接入ic-s32k142芯片，所述uart0-rx、uart0-tx引脚线路上还分别接入esd静电防护管，用于避免串口带来的静电影响和提升系统静电防护能力；所述mcu单片机还包括osc晶振电路，所述晶振电路采用晶振8m/3225，用于给系统提供基本的时钟信号，所述osc晶振电路通过xtal、extal引脚接入ic-s32k142芯片；所述mcu单片机还包括reset复位电路，所述reset复位电路采用ic-tps3823-sot-23-5-aa复位芯片，所述reset复位电路通过rst-mcu引脚接入ic-s32k142芯片，用于实现mcu单片机的复位控制，所述ic-tps3823-sot-23-5-aa复位芯片的引脚电路上设置有去耦电容，所述去耦电容是瓷片电容，瓷片电容具有低静电损耗esl和高频阻抗，用于增强ic-tps3823-sot-23-5-aa复位芯片的稳定性；所述mcu单片机还包括debug调试口电路，所述debug调试口电路通过jtag-tdo、jtag-tdi、rst-mcu、jtag-tms、jtag-tclk引脚接入ic-s32k142芯片，用于实现mcu单片机的调试口控制；所述mcu单片机还包括power电源电路，所述power电源电路包括mcu-3.3v、vdd、vdda接口，所述vdd、vdda接口分别接入ic-s32k142芯片，所述光学显示硬件控制平台还包括ldo 12v转3.3v供电电路，所述mcu-3.3v接口与ldo 12v转3.3v供电电路的输出端连接，用于mcu单片机的电源输入；所述ic-s32k142芯片采用
can-en、inh-det、can-txd、can-rxd、can-5v-en、can-err、can-wake、can-stb引脚作为can通讯控制的输入输出接口，并进行can通讯控制；所述osc晶振电路与锁相环电路相配合；所述jtag-tdo、jtag-tdi、rst-mcu、jtag-tms、jtag-tclk引脚与电源线之间上还分别设置有一10k电平上拉电阻，用于电平上拉；所述debug调试口电路包括调试口插座，所述jtag-tdo、jtag-tdi、rst-mcu、jtag-tms、jtag-tclk引脚与调试口插座之间还分别设置有抗干扰电阻，用于抑制插座带来的尖峰信号的干扰；所述mcu-3.3v、vdd、vdda接口线分别设置有一去耦电容，所述去耦电容是瓷片电容，瓷片电容具有低静电损耗esl和高频阻抗，用于增强power电源电路的稳定性。5.根据权利要求1所述的一种光学显示硬件控制平台，其特征在于，所述光敏传感器电路还包括电源输入接口als3.3v，所述电源输入接口als3.3v与dc-dc 12v转3.3v供电电路之间还设置有磁珠，用于抑制信号线、电源线上的高频噪声和尖峰干扰，还具有吸收静电脉冲的能力；所述光敏传感器电路为3.3v电压，所述光敏传感器电路的电流小于2毫安；所述光敏传感器电路采用iic插座的5个引脚作为输入端，opt3001光感应芯片为六个引脚，所述 aadr引脚线设置有两个并联的电阻，用于信号选择；所述sda引脚线、int引脚线、scl引脚线与iic插座之间分别设置有静电防护管，用于避免插座带来的静电影响和提升该系统静电防护能力；所述sda引脚线、int引脚线、scl引脚线与电源输入接口als3.3v之间分别设置有一电平上拉电阻，用于电平上拉，同时提高dc_dc芯片的信号的噪声容限，增强抗干扰能力，所述电平上拉电阻为10k电阻，功耗小、发热较少；所述sda引脚线、int引脚线、scl引脚线与iic插座之间还分别串接有一33欧防干扰电阻，用于抑制插座带来的尖峰信号的干扰。6.根据权利要求1所述的一种光学显示硬件控制平台，其特征在于，所述can电路和link电路中，所述tja1043t芯片还包括差分信号输入引脚can-h、can-l，用于连接主机插座输入差分信号，所述can-h引脚线、can-l引脚线、can3.3v电源输入线、can5v电源输入线分别设置有一共模电感，所述共模电感为一串接的磁珠，所述共模电感为一双向滤波器；所述link电路采用tja1027t/20芯片，所述link电路用于串行通讯网络，所述串行通讯网络基于一个主节点和多个link从节点，所述从节点最多达16 个；所述link电路通过b 接口连接有l型滤波电路，用于link电路的电源输入，所述link电路与l型滤波电路之间设置有tvs钳位二极管， tvs钳位二极管是一种二极管形式的高效能保护器件；所述tja1027t/20芯片还包括差分信号输入引脚lin-rx、lin-tx，用于连接主机插座输入差分信号，所述lin-rx引脚线、lin-tx引脚线、b 电源输入线分别设置有一共模电感，所述共模电感为一串接的磁珠，所述共模电感为一双向滤波器；进一步，所述can电路和link电路的总线输入或输出口设置有esd静电防护管，提升系统静电防护能力；所述tja1043t芯片还包括can-inh引脚，所述can-inh引脚接入三极管开关电路；所述三极管开关电路采用三极管mmbt3904-7-f，所述三极管mmbt3904-7-f为npn管，所述三极管开关电路在所述can电路中采用软件代码控制，方便便捷。7.根据权利要求1所述的一种光学显示硬件控制平台，其特征在于，所述电机驱动电路中，所述mcu接口组包括motor-enb、motor-fault、motor-sleep、motor-rst、motor-home、motor-decay、motor-dir、motor-step接口，所述motor-enb、motor-fault、motor-sleep、motor-rst、motor-home、motor-decay、motor-dir、motor-step接口的一端分别接入drv8824qpwprq1的nenbl、nfault、nsleep、nreset、nhome、decay、dir、step引脚，另一端与
mcu模块连接，用于drv8824qpwprq1与mcu模块之间的输入输出；所述电机驱动芯片还包括输出端的引脚aout1、aout2、bout1、bout2，所述aout1、aout2、bout1、bout2引脚分别通过信号线接入4pin插座，所述4pin插座的输出端连接步进电机；所述aout1、aout2、bout1、bout2信号线的4pin插座端分别并联有一滤波电容，用于防止干扰信号、保证脉冲信号的精度；所述aout1、aout2、bout1、bout2信号线的4pin插座端还分别串接有一磁珠；所述motor12v电源接口与电机驱动芯片之间设置有类l型电路，所述类l型电路包括分别并联的两个c电容和一ecs电解电容，所述类l型电路构成为低筒滤波器，能有效隔离12v电源端带来的中高频噪声；所述motor 3.3v电源接口与电机驱动芯片的nenbl、nfault、nsleep、nreset、nhome、decay、dir、step引脚之间分别串接有一10k电阻，用于上拉电平、稳定输出端的电位，同时用于节约功耗；进一步，所述mcu接口组的motor-enb、motor-fault、motor-sleep、motor-rst、motor-home、motor-decay、motor-dir、motor-step接口与电机驱动芯片的引脚nenbl、nfault、nsleep、nreset、nhome、decay、dir、step之间分别串接有一100欧电阻，用于抑噪、保证信号的精度；进一步，所述步进电机为低速微调机构，所述步进电机采用双极性步进电机，所述双极性步进电机采用20步步进行程节点。8.根据权利要求1所述的一种光学显示硬件控制平台，其特征在于，所述图像传输模块包括电源输入接口3.3v、电源接入引脚vdd33、电源接入引脚vddio，所述电源接入引脚vdd33、电源接入引脚vddio分别连接解串器ds90ub928ic芯片，电源输入接口3.3v接入dc-dc 12v转3.3v供电电路，然后由电源接入引脚vdd33、电源接入引脚vddio输出给ds90ub928ic芯片进行供电，所述背光光源电路包括led，所述dc-dc 12v转26v供电电路与led相连接；所述图像传输模块的电源由主机输入12v电流，然后通过l型滤波电路滤波，再通过供电电路系统的电源管理芯片dc_dc进行处理，然后分别接入图像传输模块的芯片；所述图像传输模块还接入can/lin总线信号，所述can/lin总线信号与电源通过8pin主机插座接入mcu模块的芯片，所述can/lin总线信号通过mcu模块的芯片的处理后通过引脚输出并传递给解串器，然后通过解串器输出给光源显示；所述图像传输模块的电源输入接口3.3v与电源接入引脚vdd33和电源接入引脚vddio之间分别设置有一磁珠；所述图像传输模块的电源输入接口3.3v线上还并联有多个去耦电容，起去耦作用。9.根据权利要求1所述的一种光学显示硬件控制平台，其特征在于，所述背光光源电路用于形成光学显示的背光信号，并与图像输出信号组成图像显示，所述背光光源电路包括设置于输入端的磁珠、及滤波电容组、及背光驱动芯片ic_tps61194pwprq1、及boost升压电路，所述滤波电容组包括并联设置的三个电容，所述背光驱动芯片ic_tps61194pwprq1包括多个引脚，所述背光光源电路采用12v开关电源输入，并经磁珠转换为为bl_12v，然后经滤波电容组滤波，bl_12v供电给背光驱动芯片ic_tps61194pwprq1的sw引脚，从而滤波后的电流接入背光驱动芯片的输入引脚，所述背光驱动芯片的引脚还连接有boost升压电路，经由背光驱动芯片和boost升压电路，bl_12v转换为24v-28v输出电流，所述背光光源电路的输出端为led 接口；所述背光驱动芯片ic_tps61194pwprq1为集成 dc-dc 转换器的汽车类高效 led 驱动器，所述背光驱动芯片ic_tps61194pwprq1为低电磁干扰emi且易于使用驱动器，所述背光驱动芯片ic_tps61194pwprq1包括可组合的四路高精度电流阱，能满足所述背光光源电路200毫安至600毫安的需求，所述 dc-dc 转换器可基于 led 电流阱余量电压提供自适应输出电压控制，所述dc-dc 转换器支持针对开关频率进行扩频以及使用专用引脚
实现外部同步，所述dc-dc 转换器可调节频率范围大，使得所述背光驱动芯片ic_tps61194pwprq1能够避免调幅无线电频带干扰；所述背光光源电路设置于背光源pcb上，所述背光光源电路采用插座接入，所述背光源pcb上设置有8颗led，所述led 接口与8颗led电连接，所述背光驱动芯片ic_tps61194pwprq1的引脚还连接有串联的两个可变电阻，通过调节或更换两个可变电阻来设置背光光源电路的输出电流的大小，使输出电流恒定输出，所述背光驱动芯片ic_tps61194pwprq1还包括用于开关功能的mos管。10.根据权利要求9所述的一种光学显示硬件控制平台，其特征在于，所述背光光源电路中，所述boost升压电路设置有串接的电感l4、二极管d7、并联电容组，所述背光驱动芯片ic_tps61194pwprq1的sw引脚与gnd引脚导通时，电感l4处于充电状态，二极管d7反向阻断，电感l4充电储能完毕，所述boost升压电路通过电阻将信号反馈到背光驱动芯片ic，背光驱动芯片ic指令关闭电感l4充电，电感l4开始通过二极管d7给并联电容组充电，并联电容组两端电压升高，当并联电容组两端电压高于输入电压，升压完毕；进一步，所述二极管d7的两端设置有多个反馈电阻，用于反馈充放电的信号或调节脉冲的宽度或调节充放电的时间；所述dc
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dc 转换器支持升压和 sepic 工作模式。

技术总结
一种光学显示硬件控制平台。所述光学显示硬件控制平台包括主机输入电路、及供电电路系统、及MCU模块、及光敏传感器电路、及CAN电路和LINK电路、及电机驱动电路、及图像传输模块；所述主机输入电路设置于光学显示硬件控制平台的输入端，用于提供给光学显示硬件控制平台稳定且清晰的电源和信号源，所述主机输入电路包括IIC主机插座、L型滤波电路、信号输入模块；所述IIC主机插座为8PIN主机插座。该光学显示硬件控制平台设置有数字环境光传感器控制和电源隔离电路和L型滤波电路，同时CAN和LIN信号采用差分信号传输，同时主要控制模块增设有ESD静电防护管，从而光学显示系统稳定性好且精准度高。精准度高。精准度高。


技术研发人员：卢睿
受保护的技术使用者：深圳市锐思华创技术有限公司
技术研发日：2022.03.02
技术公布日：2022/6/13