汽车电子式组合仪表的研制.docx

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1、汽车电子式组合仪表的研制摘要汽车仪表盘集中了全车的仪表，它好象一扇窗,是驾驶员与汽车进行信息交流的重要接口和界面。随着现代汽车工业和电子技术的发展，汽车中各种系统和机构日趋复杂,汽车行驶和各部分工作状况的信息量显著增加。同时，出于对汽车环保、安全性、经济性、智能化要求的提高，汽车驾驶员需要更多、更迅速地了解汽车运行的各种信息，使得汽车电子仪表向信息显示中心发展，它是驾驶员信息系统重要的组成部分。仪表显示的直观与美观使得驾驶不但是代步之必需，也成为舒适生活的一部分，而参数传达的准确与可靠性则直接关系到汽车行驶的安全。汽车电子仪表代替传统机械或电气机械式模拟仪表已成为发展的趋向。不同汽车仪表盘的仪

2、表不尽相同，但是一般汽车的常规仪表有车速表、转速表、机油压力表、水温表、燃油表、充电表等。随着汽车工业的不断发展，作为汽车电子的重要部分的仪表盘也日新月异。从古老的机械式仪表盘到现在最新的全电子式仪表盘，技术在不断发展，仪表盘在稳定性提高的同时也提升了其观赏性。液晶屏的大量使用使得仪表盘所展示的车辆信息绝不是机械式仪表可以比拟的，丰富的信息提高了驾驶舒适性的同时也增加了驾驶安全。关键词：汽车仪表；单片机；数据采集Development of Automotive ElectronicCombination MeterABSTRACTCar dashboard on the car, it is

3、 like a window, and car driver interface and the importantinformation communication interface. Along with the development of modern automobileindustry and the development of electronic technology, auto of systems and institutions iscomplicated, vehicle parts and working conditions of information inc

4、reased significantly. Atthe same time, for safety, environmental protection, automobile, intelligent, car driver needsmore and more cars run quickly understand all kinds of information, automobile electronicinstrument to display information center, it is a pilot information system is an important pa

5、rt.The intuitive and beautiful instrument shows that not only, also be the necessary abraao, partof a comfortable life and convey accurate and reliability parameters is directly related to thevehicles safety. Automobile electronic instrument instead of conventional mechanicalsimulation of mechanical

6、 or electrical meter has become the development trend.Different car dashboard appearance, but the same routine instrument have speed, speed,temperature, pressure, oil, fuel oil, charging table, etc. With the continuous development ofauto industry, automobile electronics as an important part of the p

7、anel also with each passingday. From the ancient to the latest panel mechanized panel, the electronic technology in theunceasing development, improve the stability in the dashboard raised its appreciation. Thewide use of LCD panel shows that the vehicle information is no mechanical instrument canmat

8、ch, abundant information to improve the driving comfort also increase the driving safety.Key words： automotive meter; MCU; data collect目录1汽车仪表设计概述12汽车电子式仪表硬件设计32.1汽车电子式仪表主控芯片32. 2汽车电子式仪表电源输入及检测61. 2. 1仪表电源的设计 62. 2.2 IGN 检测72. 3数字与模拟输入信号处理82.1.1 数字类输入信号 82.1.2 模拟类输入信号92. 4汽车电子式仪表通讯的实现112.4. 1汽车网络简介1

9、12.5. 2仪表系统中采用的CAN网络 122. 5汽车电子式仪表的机械型显示142.6汽车电子式仪表的数字型显示162. 6汽车电子式仪表的里程数据存储 172. 6汽车电子式仪表的声音指示193汽车电子式仪表软件设计 203.1主程序的设计213. 1. 1初始化模块213. 1.2主程序模块 213. 1.3中断处理模块 223. 2数据采集及处理模块233. 2.1脉冲采样处理模块233. 2. 2输入模拟信号处理253.3步进电机驱动程序设计264系统电路板设计 284.1电路板设计制作工具284. 2系统电路板的设计 291. 2. 1电路原理图设计 294. 2. 2 PCB

10、设计32总结35参考文献36致谢37附录A仪表盘实物图381汽车仪表设计概述汽车仪表盘集中了全车的仪表，它好象一扇窗，显示了汽车的工作状况，是人和汽车的交互界面，为驾驶员提供所需的汽车运行参数、故障、里程等信息，是每一辆汽车必不可少的部件。仪表显示的直观与美观使得驾驶不但是代步之必需，也成为舒适生活的一部分，而参数传达的准确与可靠性则直接关系到汽车行驶的安全。不同汽车仪表盘的仪表不尽相同，但是一般汽车的常规仪表有车速表、转速表、机油压力表、水温表、燃油表、充电表等。随着汽车工业的不断发展，作为汽车电子的重要部分的仪表盘也日新月异。从古老的机械式仪表盘到现在最新的全电子式仪表盘，技术在不断发展，

11、仪表盘在稳定性提高的同时也提升了其观赏性。液晶屏的大量使用使得仪表盘所展示的车辆信息绝不是机械式仪表可以比拟的，丰富的信息提高了驾驶舒适性的同时也增加了驾驶安全。现代汽车上，汽车仪表还需要装置稳压器，专门用来稳定仪表电源的电压，抑制波动幅度，以保证汽车仪表的精确性。另外，大部分仪表显示的依据来自传感器，传感装置根据被监测对象的状态变化而改变其电阻值，通过仪表表述出来。现代仪表最突出的特点是功能的模块化，通常要组装一块仪表，只需将几个功能模块在定制PCB的基础上联合起来，就可以得到一个完整的系统。长安等经济型汽车的指针仪表一般为独立的模块，提示/报警功能由PCB上的LED完成。目前的汽车仪表尚以

12、机械式为主，通讯方式以线束为主。这种模式最大的弊病是过于依赖线束，导致系统复杂。对汽车仪表而言，使用电子式仪表板较之传统仪表的优势在于：硬件功能的软件化：随着微电子技术的发展，微处理器的处理速度越来越快。一些实时性要求高，原本由硬件完成的功能，就完全可以通过对微处理器编程来实现。系统集成度大大提高：在大规模集成电路技术迅速发展的今天，集成电路的密度越来越高，体积越来越小,内部结构越来越复杂，功能也越来越强大。随着仪表的部分功能硬件不断地被软件取代,整个系统的集成度也在相应提高。我国的汽车工业起步较晚，目前还落后于发达国家比较远的距离。我国大部分国产汽车的仪表盘还是需要改善，以更大的劲头追赶国外

13、的技术。我国对电子式组合仪表盘还使用得较少的主要因素之一是技术不够成熟，很多车厂宁愿使用老技术但能有更好的稳定性，也节省了开发调试时间，缩短生产周期，提高竞争力。但是如果能采用新型的电子式组合仪表，所生产的汽车档次能提升不少，带液晶显示屏仪表盘的汽车可不是机械仪表盘汽车所能比拟的。所以拥有电子式组合仪表的汽车市场竞争力有更大的提高。汽车仪表盘已经从传统意义的指示功能开始转到更加注重使用感受，目前国际上某些高端车型已经使用了大面积LCD进行全车身信息的展示，甚至出现了背投技术的仪表盘。仪表盘再也不是几个表加上几个指示灯的简单汽车部件，而是一块高新的技术构成电子化控制板，所拥有的功能可是日新月异地

14、发展。目前国内也有很多人在研究开发汽车仪表盘，为我国的汽车工业发展为做艰苦奋斗，全力追赶欧美发达国家的脚步。随着新型技术的进入，我国的开发研究也取得了很大的进步，各种高端仪表盘都已经涌现。本设计是一个基于Freescale单片机的汽车组合仪表板。面向的是目前市场上占主流地位的传统汽车，并引用长安车的仪表为模板，目的主要在于实现一个汽车组合电子仪表板的低端方案。设计概述：本方案的对象主要包括车速、转速、压力、温度、里程、时间以及一些提示/报警灯信号，分别体现在车速表、发动机转速表、油压表、水温表(指针)以及里程表上。其中，里程表定时记录车速信号，在行车时间内做数值积分，得到行驶公里数，作为里程保

15、存在用户Flash中。定时(1s)对里程数据做累加。数据通信使用了发展前景非常好的CAN总线通信，保证的高速通信的同时又有极好的可靠性。本仪表盘采用新型的汽车用步进电机，带有1： 180的减速比，能非常准确地指示。同时仪表盘全部采用LED进行照明，可以通过非常低的功率达到非常好的照明效果。2汽车电子式仪表硬件设计硬件是系统功能的基础，只有正确的硬件设计才能实现系统需求。汽车仪表的最基本功能需求是指示作用，通过指针、蜂鸣器、指示灯、液晶显示屏等方式实现。本电子式仪表系统的指示系统由四个指针表、一个蜂鸣器、一块液晶显示屏及若干LED指示灯构成，能实现汽车仪表的基本及部分扩展指示功能。2. 1汽车电子式仪表主控芯片新型的电子式仪表相比以前的机械式仪表最大的不同就是采用了至少一块高性能的主控芯片，控制整个仪表盘的大部分模块的工作。飞思卡尔公司(原摩托罗拉公司半导体部)拥有完整的汽车芯片生产线，其中针对汽车仪表盘的芯片有MC9sl2H系列及MC9s12XH系列，MC9sl2H系列是飞思卡尔公司针对低端市场开发的主控芯片，主要面向中国印度等市场，MC9s12XH系列则针对中高端市场，