某型电子式汽车仪表的设计研究

论文摘要

第一代汽车仪表是基于机械作用力而工作的机械式仪表[1],人们习惯称这类仪表为机械机心表;第二代汽车仪表的工作原理基于电测原理,即通过各类传感器将被测的非电量变换成电信号加以测量,通常称这类仪表为电气式仪表;第三代为步进电动机式全电子汽车仪表。前两代仪表的不足在于利用电阻变化转变为电信号或软轴驱动来实现仪表指示功能。现代汽车正向高速化方向发展,随着车速的提高,用软轴驱动的传统车速里程表受到前所未有的挑战,这是因为软轴在高速旋转时,由于受钢丝交变应力极限的限制而容易断裂,同时,软轴布置过长会出现形变过大或运动迟滞等现象,而且,对于不同的车型,转速里程表的安装位置也会受到软轴长度及弯曲度的限制,他们由于设计与制造精度低的原因,已不能充分满足现代汽车大量采用计算机控制技术对信号与指示高精度的要求。数字式汽车仪表是汽车电子技术发展的方向[1],国外制造商为了克服电气式仪表的原理误差和工艺误差,纷纷采用推广电子式仪表,首先将传感器的模拟信号数字化,如驱动车速里程表的软轴或发电机变换成霍尔传感器,将机械传动或电量传动变成数字电信号传输。其次是将磁感应指示机构变成数字控制的步进电机指示形式或数字显示形式,里程累计由蜗论蜗杆传动变成由步进电机驱动或直接数字化显示。然而我国全电子汽车仪表产品技术水平低、造型设计简单,产品耐久性和可靠性差,跟不上整车发展,与国外发达国家相比技术水平有相当大的差距。本文通过对长安338型全电子式汽车仪表功能要求和数据要求的分析,提出了一个详细的系统解决方案。其中包括硬件实现方案和软件实现方案。软件方面将整个系统分为I/O端口设置,定时/计数器设置,中断控制,AD转换,液晶驱动,转速计算,车速计算,里程计算,按键处理,等摸块进行介绍。通过本文的研究,将进一步提高我公司全电子式汽车仪表的开发水平。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 引言
• 1.1 国内汽车仪表技术的发展
• 1.2 机械式仪表和电气式仪表的不足
• 1.3 汽车仪表向全电子化发展
• 1.4 国内汽车仪表行业的现状
• 1.5 本论文研究的现实意义和内容
• 第二章 方案设计
• 2.1 可行性分析
• 2.2 仪表功能及控制策略
• 2.2.1 仪表总控制图
• 2.2.2 车速表控制
• 2.2.3 转速表
• 2.2.4 燃油表
• 2.2.5 液晶显示屏LCD
• 2.2.6 仪表连接线束和档位切换控制
• 2.2.7 报警灯控制
• 2.2.8 仪表显示颜色
• 第三章 硬件电路设计
• 3.1 设计思想
• 3.2 电源处理电路
• 3.3 车速采样电路
• 3.4 转速采样电路
• 3.5 油量采样电路
• 3.6 液晶驱动及显示电路
• 3.7 步进电机驱动电路
• 3.8 仪表背光照明和报警灯电路
• 3.9 单片机控制电路
• 第四章 软件功能设计
• 4.1 主程序流程
• 4.2 主要子程序模块
• 4.2.1 I/O 端口设置
• 4.2.2 定时/计数器设置
• 4.2.3 外部中断控制
• 4.2.4 AD 模数转换
• 4.2.5 转速计算流程
• 4.2.6 车速计算流程
• 4.2.7 液晶驱动
• 第五章 试验方法和测试结果
• 5.1 试验设备
• 5.2 试验方法和结果
• 5.2.1 型试试验框图
• 5.2.2 指示状态与基本误差试验
• 5.2.3 耐电压试验
• 5.2.4 耐温性试验
• 5.2.5 高温影响试验
• 5.2.6 低温影响试验
• 5.2.7 电源反向连接试验
• 5.2.8 过电压试验
• 5.2.9 抗电压干扰试验
• 5.2.10 防水、防尘试验
• 5.2.11 耐温湿度循环变化试验
• 5.2.12 耐盐雾试验
• 5.2.13 振动试验
• 5.2.14 耐久试验
• 第六章 结论
• 致谢
• 参考文献