0 引言
汽車儀表是司機(jī)與汽車之間進(jìn)行信息交流的窗口和界面，對(duì)于提高汽車儀表使用壽命，安全和經(jīng)濟(jì)行駛有著積極而重要的作用。本設(shè)計(jì)采用LPC2292嵌入式控制器[1]作為儀表的控制核心，汽車原有傳感器無(wú)需更換，傳感器的輸出信號(hào)通過(guò)信號(hào)調(diào)理電路后送入MCU，經(jīng)MCU處理后的信號(hào)通過(guò)LCD顯示器顯示出來(lái)。實(shí)時(shí)顯示車速、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、水溫、油位、總里程、子里程等車況參數(shù)，并對(duì)信息進(jìn)行復(fù)雜處理從而為司機(jī)提供平均車速、經(jīng)濟(jì)油耗、剩余油量能跑里程數(shù)等有用信息，同時(shí)，還能對(duì)瞬時(shí)行車信息進(jìn)行記錄存儲(chǔ)，實(shí)現(xiàn)“黑匣子”功能；對(duì)異常情況實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音報(bào)警提示，且為今后功能擴(kuò)展預(yù)留通訊接口。與傳統(tǒng)汽車儀表相比，該儀表具有功能豐富、可靠性高、精度高、可視性好、通用性強(qiáng)、且有存儲(chǔ)功能、無(wú)機(jī)械磨損、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。
隨著汽車電子的網(wǎng)絡(luò)化，CAN總線技術(shù)在汽車領(lǐng)域得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，因此，CAN總線、嵌入式就成為汽車儀表未來(lái)發(fā)展的必然趨勢(shì)。
1 汽車儀表的基本結(jié)構(gòu)和功能
汽車智能儀表采集車輛的各種狀態(tài)信息，這些信息包括車速，總、分里程，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，前后橋氣壓，水溫，油量，及油壓力，電瓶電壓，室內(nèi)、室外溫度等。其中一部分信息（車速、轉(zhuǎn)速、氣壓）經(jīng)過(guò)處理后送入步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊來(lái)驅(qū)動(dòng)指針，這些信息的變化較其它信息要快且與車輛行使安全密切相關(guān)，用指針顯示既直觀、醒目又符合人的視覺(jué)習(xí)慣。所以，汽車上較常用的有四種指示儀表，即車速里程表、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速表、氣壓表等。分別顯示汽車行駛速度、單里程和總里程數(shù)、汽車行駛時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)速度及前后橋氣壓等。另一些變化較慢的信息（電瓶電壓、油量等）通過(guò)數(shù)據(jù)處理及液晶控制模塊在液晶屏上顯示。
汽車智能儀表由傳感器、信號(hào)調(diào)理電路、微控制器、鍵盤(pán)輸入模塊、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、語(yǔ)音報(bào)警電路、LCD顯示器等部分構(gòu)成。
系統(tǒng)采用的微控制器為PHILIPS公司的LPC2292芯片。LPC2292是基于一個(gè)支持實(shí)時(shí)仿真和跟蹤的16/32位ARM7TDMI-S CPU的微控制器。128KB片內(nèi)Flash程序存儲(chǔ)器；外部8、16或32位總線；4路10位A/D轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換時(shí)間低至2.44us；2個(gè)互連的CAN總線接口；2個(gè)32位定時(shí)器（帶4路捕獲和4路比較通道）、PWM單元（6路輸出）、實(shí)時(shí)時(shí)鐘和看門狗；多個(gè)串口接口，包括2個(gè)16C550工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)UART、高速I2C接口（400Hkz）和2個(gè)SPI接口；通過(guò)片內(nèi)PLL可實(shí)現(xiàn)最大為60MHz的CPU操作頻率。
其中：車速傳感器及調(diào)理電路模塊[3]包括光電式車速傳感器和車速測(cè)量通道的信號(hào)調(diào)理電阻。車速傳感器將對(duì)應(yīng)于0～200公里/小時(shí)的車速轉(zhuǎn)變?yōu)轭l率范圍為0～136.3Hz的脈沖信號(hào)；轉(zhuǎn)速傳感器及調(diào)理電路模塊包括脈沖信號(hào)式轉(zhuǎn)速傳感器和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速測(cè)量通道的信號(hào)調(diào)理電路，轉(zhuǎn)速傳感器將對(duì)應(yīng)于0～8000轉(zhuǎn)/分鐘的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速變換成0～260Hz的頻率信號(hào)；由于車速和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器輸出的脈沖頻率信號(hào)，所以與之相對(duì)應(yīng)的信號(hào)調(diào)理電路的作用是對(duì)傳感器的輸出信號(hào)進(jìn)行整形、嵌位/限幅，以滿足MCU對(duì)輸入信號(hào)的要求。溫度傳感器采用熱敏電阻式溫度傳感器，用于測(cè)量汽車?yán)鋮s水的溫度，該傳感器將水溫的變化變換成電阻、電壓的變化；液位傳感器采用浮子－可變電阻式液位傳感器，將油位的變化變換成電阻、電壓的變化；水溫和油量傳感器輸出的是模擬信號(hào)，其對(duì)應(yīng)的信號(hào)調(diào)理電路為電阻傳輸網(wǎng)絡(luò)，將傳感器的輸出信號(hào)送到LPC2292自帶的A/D輸入端。E2PROM選用93LC46B三線串行電擦除可編程只讀存儲(chǔ)器，其容量為1K×16位，擦除周期為1M次，顯示速度為2ms，數(shù)據(jù)保持時(shí)間可達(dá)40年，在儀表中用于保存子里程、總里程數(shù)據(jù)以及當(dāng)前車況，并保證掉電時(shí)數(shù)據(jù)不會(huì)消失，起到汽車“黑匣子”作用。
步進(jìn)電機(jī)模塊驅(qū)動(dòng)控制車速表、轉(zhuǎn)速表、前橋氣壓表及后橋氣壓表。
語(yǔ)音模塊主要用來(lái)存儲(chǔ)所有報(bào)警語(yǔ)言，驅(qū)動(dòng)報(bào)警喇叭，當(dāng)車速、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、水溫和油量等參數(shù)超限時(shí)，起語(yǔ)言提示報(bào)警作用。
鍵盤(pán)模塊用于人機(jī)交互，接收輸入來(lái)改變儀表的運(yùn)行參數(shù)、儀表的日期時(shí)間設(shè)置、中英文語(yǔ)言切換、分里程清零及顯示屏的切換。
LCD顯示屏實(shí)時(shí)顯示車速、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、水溫、油溫、總里程、子里程、日期及時(shí)間、電瓶電壓、各種報(bào)警指示、車內(nèi)溫度、車外溫度等車況參數(shù)。
CAN通信模塊采用LPC2292內(nèi)置的CAN控制器和獨(dú)立的CAN收發(fā)器PCA82C50構(gòu)成，PCA82C50是Philips公司生產(chǎn)的高速CAN收發(fā)器，能適應(yīng)不同的CAN總線傳輸速率。 大功率電感廠家 |大電流電感工廠
