PIC16C72A在汽車電子智能儀表中的應(yīng)用

　　1 設(shè)計思想

　　本設(shè)計采用 PIC16C72A單片微型計算機作為儀表的核心，汽車原有傳感器無需更換，傳感器的輸出信號通過信號調(diào)理電路后送人CPU，經(jīng)CPU處理后的信號采用時分技術(shù)通過VFD顯示器顯示出來。實時顯示車速、發(fā)動機轉(zhuǎn)速、水溫、油位、總里程、子里程等車況參數(shù)，并對信息進行復(fù)雜處理從而為司機提供平均車速、經(jīng)濟油耗、剩余油量能跑里程數(shù)等有用信息，同時，還能對瞬時行車信息進行記錄存儲，實現(xiàn)“黑匣子”功能;對異常情況實現(xiàn)語音報警提示，且為今后功能擴展預(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、且有儲存功能、無機械磨損、使用壽命長等優(yōu)點。

　　2 硬件結(jié)構(gòu)

　　轎車用汽車電子智能儀表由傳感器、信號調(diào)理電路、單片機處理器、語音報警電路、顯示驅(qū)動電路、VFD顯示器等部分構(gòu)成。如圖1所示：

　　其中：S1為光電式車速傳感器，將對應(yīng)于0～200公里/d,時的車速轉(zhuǎn)變成頻率范圍為0～136.3Hz的脈沖信號;

　　S2為脈沖信號式轉(zhuǎn)速傳感器，將對應(yīng)于0～8000轉(zhuǎn)/分鐘的發(fā)動機轉(zhuǎn)速變換成0～260Hz的頻率信號;

　　S3為熱敏電阻式溫度傳感器，用于測量汽車冷卻水的溫度，該傳感器將水溫的變化變換成電阻、電壓的變化;

　　s4為浮子一可變電阻式液位傳感器，將油位的變化變成電阻、電壓的變化;

　　Cnl、Cn2為車速測量通道、發(fā)動機轉(zhuǎn)速測量通道的信號調(diào)理電路，由于車速和發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器輸出的是脈沖頻率信號，所以，與之相對應(yīng)的信號調(diào)理電路的作用是對傳感器的輸出信號進行整形、嵌位/限幅，以滿足CPU對輸人信號的要求。水溫和油量傳感器輸出的是模擬信號，其對應(yīng)的信號調(diào)理電路 Cn3、Cn4為電阻傳輸網(wǎng)絡(luò)，將傳感器的輸出信號送到單片機自帶的A/D輸人端;CPU為微控制器，整個儀表的核心，對信號的采集、處理和輸出起控制指揮作用，芯片采用美國Microchip公司PIC16C72A芯片，它是帶有8位5通道A/D轉(zhuǎn)換器、4kX 14位的程序存儲器、128X8位的數(shù)據(jù)存儲器和3個定時器的8位微處理器;

　　E2PROM選用93LCA6B型三線串行電擦除可編程只讀存儲器，其容量為1k×16位，擦除周期1M次，顯示速度2ms，數(shù)據(jù)保持時間長于4O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，并保證掉電時數(shù)據(jù)不會消失，起到汽車“黑匣子”的作用;

　　ISD為語言芯片，儲存所有報警語言，驅(qū)動報警喇叭;

　　DR1、DR2 為VFD 顯示驅(qū)動器/控制器μPD16311芯片，一塊用于驅(qū)動顯示發(fā)動機轉(zhuǎn)速、總里程的VFD顯示屏，另一塊用于驅(qū)動顯示車速、水溫、油量、子里程的VFD顯示屏;

　　SP為喇叭，當(dāng)車速、發(fā)動機轉(zhuǎn)速、水溫和油量等測量參數(shù)超限時，起語言提示報警作用;

　　VFD1、VFD2為熒光顯示屏，實時顯示車速、發(fā)動機轉(zhuǎn)速、水溫、油位、總里程、子里程等車況參數(shù);

　　DC/DC電源變換器，將汽車上原有的12V蓄電池供電電壓變成汽車智能組合儀表所需要的三種工作電壓：即微控制器、語言芯片、信號調(diào)理電路所需的+5V電壓，VFD顯示屏的陽極和柵極所需的一32V電壓以及用于VFD顯示屏燈絲供電的交流4.2V電壓;

　　功能選擇開關(guān)用于功能選擇，它有兩個作用：①切換多功能顯示區(qū)的顯示內(nèi)容，多功能顯示區(qū)可以顯示子里程(km)、子里程行駛時間(hr：min)和剩油行駛里程(km)3項內(nèi)容，缺省顯示內(nèi)容為子里程，②對子里程和子里程行駛時間清零，按下按鍵的時間超過3s，即對子里程和子里程行駛時間清零;

　　亮度調(diào)節(jié)開關(guān)，對VFD顯示器的亮度起調(diào)節(jié)作用。