一种嵌入式汽车数字仪表电路设计
日 16:35 来源：互联网 作者：秩名 (0)
　　汽车仪表是驾驶员与汽车的信息交流界面，对汽车安全以及经济行驶具有重要作用。近年来，随着汽车电子技术的发展，汽车仪表显示信息也不断增加，而传统机械指针式汽车组合仪表则无法满足现在使用需求。特别是计算机、微电子和各种现场总线通信技术广泛运用，以嵌入式微处理器为核心的智能化数字式仪表将是汽车仪表发展的必然趋势。本文给出一种嵌入式汽车数字仪表设计方案。
　　电源和复位电路设计
　　该汽车数字仪表系统采用汽车蓄电池供电，汽车蓄电池的电压约为12 V，而该系统需采用5 V、2.5 V和3.3 V工作电压，S3C44BOX内核工作电压是2.5 V，I／O端口的工作电压是3.3 V，调理电路以及一些驱动器件需用5 V的工作电压。因此，系统选用7805稳压器作为5 V电压转换器，选用AS和AS分别作为2.5 V和3.3 V电压转换器。掉电时能够及时存储里程信息，电源地需接一只1 000 &F的电容。掉电时，大电容可以确保S3C44BOX工作一段时间，完成里程信息的存储。复位电路采用专用的复位电路IPM811实现系统稳定启动。图2为系统电源电路。
　　车速、水温、油量以及开关量的处理电路设计
　　由于汽车大多工作在恶劣环境下，将干扰车速传感器信号，因此在输入至中断端口EINT0前需要对车速脉冲信号进行处理，这里采用RC滤波、三极管放大以及斯密特整形方法调理车速脉冲信号。车速脉冲调理电路如图3所示。
　　水温、油量信号是电阻信号，须转化为电压信号，再将其电压信号输入至S3C44BOX的AD端口。而其他开关量则经过滤波降压后输入至S3C44BOX的I／O端口。
　　CAN总线通信电路设计
　　S3C44BOX无SPI接口，但有SIO接口，SIO模块的发送和接收既可在上升沿锁存数据位，也可在下降沿锁存数据位，因此可通过设置 S3C44BOX的SIO模块所对应的寄存器实现上升沿发送数据，下降沿接收数据，从而与MCP2510的SPI总线时序相配合。CAN总线通信电路如图 4所示。
　　步进电机表头电路等。其中步进电机选用Switec的汽车仪表专用步进电机X15.168，以及专用四通道步进电机驱动器件X12.017。 S3C44BOX的I／O电平为3.3LVCMOS电平，而X12.017是5VCMOS电平，需采用74LVX4245电平转换。
　　采用S3C44BOX与嵌入式实时操作系统&C／OS_II设计了一款高精度高、高灵敏度、工作稳定的嵌入式总线汽车数字仪表。S3C44BOX资源丰富、执行速度快，能扩展很多种功能，如IC卡、GPS、黑匣子等；加之嵌入式实时操作系统简化了应用程序，可高效实时地调用系统任务，因此本汽车数字仪表系统能够很好地解决汽车仪表迈向综合信息化的问题。
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汽车数字仪表总成的研究图开发
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官方公共微信小芯片大不同 谈新型数字仪表控制芯片
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　　[ ] &随着汽车电子技术的飞速发展，传统的车用机械仪表盘已呈现出向数字仪表过度的趋势，与之对应的全部功能显示也将被渲染后的高清画面所取代。而引起这一巨大变革的根源，却是一个只有一元硬币大小的集成电子芯片――图形仪表盘MCU（图形仪表盘微控制单元），今天我们就以之为题为您讲述汽车仪表变革背后的故事。● 数字仪表盘背后的秘密 　　我相信很多人在第一次看到数字仪表盘的时候跟我一样，都会觉得既科幻又漂亮，可不知你是否想过这种绚丽的效果是如何打造出来的呢？是不是只要有一个分辨率够高的显示屏幕就万事大吉了呢？其实并没有想象中那样简单。高品质的图像的确离不开一块好的显示屏，但与之相比更为核心的部件，是一个被称为车用MCU的小家伙。● 车用MCU的是什么?　　Micro Control Unit微控制单元，缩写为MCU，是用于控制电子系统的一种微型集成电子芯片。车用MCU即用于车辆的微控制单元，不过在汽车发展之初的很长一段时间里并没有这一概念，直到上世界80年代，4bit车用MCU（4位车用微控制单元）才得以问世，而最初也仅仅是用于控制车载空调系统。随着汽车电子技术的不断发展，8位、16位、32位、CAN总线、LIN总线MCU如雨后春笋般相继推出，其功能也扩展到诸如车在通讯、卫星导航、制动转向等涉及整车控制的各个领域。● 图形仪表盘MCU　　作为车用MCU的一个子门类，图形仪表盘MCU顾名思义，就是专门用于对车辆仪表盘显示图像进行处理的控制芯片，而每次仪表板技术的重大革新都与之有着密不可分的关系。同车用MCU的发展历程类似，在早期采用机械指针仪表的车辆上是没有图形仪表盘MCU的，原因很简单，因为没有显示屏，所以就根本用不到图像处理芯片。当仪表显示屏出现后，图形仪表盘MCU这个定义才随之产生。　　从真空荧光屏到小型液晶屏乃至尚未普及的数字仪表显示屏，仪表盘屏幕的画面显示质量已较诞生之初有了天壤之别，这也意味着车辆对图形仪表盘MCU提出了越来越高的要求，不但需要图像更加清晰、鲜艳，诸如传输速度、自身重量、支持显示模式等方面亦被纳入评价范畴。为了不被市场淘汰，世界各大MCU生产不断加大对其研发的精力投入，力求产品快速实现更新换代。日前，一家名为Spansion的美国MCU生产就在京发布了该公司的最新研发成果Traveo™图形仪表盘MCU，而从技术特点而言，数字仪表时代或将离我们不再遥远。● Spansion是谁？　　对于Spansion想必很多人都非常陌生，不过事实上其与博世、MAHLE等汽车零部件制造巨头一样，几乎所有你能在公路上看到的汽车，都装配有由其生产的产品。之所以很多人对其缺乏了解，主要源于其产品的特殊性。　　一般情况下，无论你日常驾驶还是养护车辆，你都寻觅不到Spansion产品的任何踪迹，因为它们深深隐藏在车辆的各个控制系统深处。无论是转向制动、还是导航音响、从传统内燃机到新能源驱动系统，都可见到该公司的业务触角。目前这家美国公司共有闪存、MCU、模拟三大主营业务，研发中心横跨欧、亚及北美，年营业收入约13亿美元。● Traveo™图形仪表盘MCU特点　　Traveo™图形仪表盘MCU是以诸如车型所使用的数字仪表为技术背景进行开发的，因此其最终也将被使用在搭载有数字仪表的车型上。该控制芯片有高低两种版本，其中高档版本除2D图形处理外还可实现对3D图形的显示控制，且据了解，该型MCU的应用范围还可扩展到车载抬头显示系统。● 对日常驾驶有何作用　　对非专业人士而言，晦涩地讲通讯协议、传输方式恐怕看不了两行就要怒砸屏幕了，既然如此我们就简单说说这种芯片能为我们日常驾驶带来哪些变化就可以了。首先，装备该MCU的车辆可用观感更佳、功能更广的数字仪表取代传统指针仪表，试想一下，如果我们发动车辆，眼前浮现出类似未来战机中的超炫数显画面将是一件多么爽的事情。其次，相比于目前主流MCU而言，其图像可直接传输到显示设备而无需经过缓存处理，不但减小了自重及成本且传输速度更快，可以减少显示过程中的卡顿。再次，该芯片可处理2D及3D图形，且2D的图形处理效果也进行了相当幅度的优化，使画面具有2.5D的质感。　　除了以上图像处理方面的功能优化及拓展以外，该芯片还颇具人性化的将数字与模拟两项技术相结合，为其植入了音频控制模块，使仪表盘也有了自己的语言。如行车监测系统发现车辆存在故障时，再也不会只是发出嗡嗡的单调蜂鸣声，而是可根据内嵌程序更为多样化地将信息进行传达。编辑总结：　　几年前上映的3D电影阿凡达曾给我留有深刻的印象，剧中星际飞船里超炫的立体控制屏虽然至今依旧只是幻想，不过随着科学技术不断进步，或许在不远的将来，其将会变为现实。就汽车而言，数年前还尚处概念的数字仪表，如今已被诸多车型采用，而这从无到有的表象背后，映射出的是车载电子技术的飞速发展。因此，某些时候，一个芯片的进步就可带来用车体验的显著不同。（图/文
贾刚）相关阅读：　　油耗再降5% 开发新材料控制芯片　　查看同类文章：更多精彩内容：
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