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基于飛思卡爾單片機(jī)的汽車組合電子儀表

作者: 時(shí)間:2013-01-11 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò) 收藏
現(xiàn)代儀表最突出的特點(diǎn)是功能的模塊化,組裝一塊儀表通常只需將幾個(gè)功能模塊在定制PCB的基礎(chǔ)上聯(lián)合起來(lái),就可以得到一個(gè)完整的系統(tǒng)。長(zhǎng)安等經(jīng)濟(jì)型汽車的指針儀表一般為獨(dú)立的模塊,提示/報(bào)警功能由PCB上的小燈泡完成。SANTANA系列的指針由PCB上的十字線圈驅(qū)動(dòng),提示/報(bào)警燈全部是發(fā)光二極管。轎車儀表板上顯示的主要數(shù)據(jù)、來(lái)源及對(duì)應(yīng)顯示方式如表1所示(SANTANA2000),可見(jiàn)目前的汽車儀表尚以機(jī)械式為主,通訊方式以線束為主。這種模式最大的弊病是過(guò)于依賴線束,導(dǎo)致系統(tǒng)的復(fù)雜化。

表1 轎車儀表板上顯示的主要數(shù)據(jù)、來(lái)源及對(duì)應(yīng)顯示方式(SANTANA2000)

隨著汽車產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,尚有極大潛力的汽車電子市場(chǎng)正日漸受到各大汽車生產(chǎn)商與電子產(chǎn)品供應(yīng)商的關(guān)注。這其中包括尚處于開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)階段的清潔能源汽車,目前仍由日本企業(yè)占據(jù)世界市場(chǎng)領(lǐng)袖地位的車載音響設(shè)備,前途無(wú)量的車載計(jì)算機(jī)信息終端設(shè)備,以及形形色色的車內(nèi)電控單元,如發(fā)動(dòng)機(jī)電控單元、ABS、總線、新型等。

對(duì)汽車儀表而言,使用電子式儀表板較之傳統(tǒng)儀表的優(yōu)勢(shì)在于:

·硬件功能的軟件化

隨著微電子技術(shù)的發(fā)展,微處理器的處理速度越來(lái)越快。一些實(shí)時(shí)性要求高,原本由硬件完成的功能,就完全可以通過(guò)對(duì)微處理器編程來(lái)實(shí)現(xiàn)。

·系統(tǒng)集成度大大提高

在大規(guī)模集成電路技術(shù)迅速發(fā)展的今天,集成電路的密度越來(lái)越高,體積越來(lái)越小,內(nèi)部結(jié)構(gòu)越來(lái)越復(fù)雜,功能也越來(lái)越強(qiáng)大。隨著儀表的部分功能硬件不斷地被軟件取代,整個(gè)系統(tǒng)的集成度也在相應(yīng)提高。

本文介紹的是一個(gè)基于設(shè)計(jì)的儀表板,面向目前市場(chǎng)上占主流地位的傳統(tǒng)汽車,并引用長(zhǎng)安車的儀表為模板,目的主要在于實(shí)現(xiàn)一個(gè)板的低端方案。

系統(tǒng)構(gòu)成

本方案的對(duì)象主要包括車速、轉(zhuǎn)速、壓力、溫度、里程、時(shí)間以及一些提示/報(bào)警燈信號(hào)。

·車速表、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速表、油壓表、水溫表(指針);
·里程表(LCD)。

定時(shí)記錄車速信號(hào),在行車時(shí)間內(nèi)做數(shù)值積分,得到行駛公里數(shù),作為里程保存在用戶Flash中,定時(shí)(1s)對(duì)里程數(shù)據(jù)進(jìn)行累加。

設(shè)計(jì)概述

由于本設(shè)計(jì)面向的是大眾化的傳統(tǒng)汽車,成本是器件選用的首要依據(jù)。因此在微控制器的選型上,并未考慮前途光明但目前尚未普及的CAN總線,而是選擇了自帶液晶驅(qū)動(dòng)的8位微控制器LJ12。

MC68HC908LJ12是908家族的一員,其主要參數(shù)與功能模塊如下:

·8M的最大總線頻率;
·12k用戶Flash;
·512b RAM;
·兩個(gè)獨(dú)立雙通道定時(shí)器模塊;
·內(nèi)部實(shí)時(shí)時(shí)鐘,可記錄年、月、日、時(shí)、分、秒;
·SCI與SPI通信模塊;
·6通道10位A/D;
·LCD模塊,可驅(qū)動(dòng)27×3或26×4的筆段式液晶模塊。

步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片MC33970是模擬家族的一員,內(nèi)含6個(gè)寄存器,由SPI寫入命令狀態(tài)字,分別是配置/校準(zhǔn)寄存器、指針?biāo)俣燃拇嫫?、指?/1位置寄存器、指針回零寄存器、歸零設(shè)置寄存器。

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