張銀龍 許敬思

摘要：盡管近年來(lái)我國(guó)的電子科技水平有了提高，但是儀表指針不穩(wěn)定、測(cè)量誤差較大、發(fā)熱、警報(bào)不工作等故障需要同電才可以觀(guān)察到，要避免這些情況需提高我們的技術(shù)，推動(dòng)模擬汽車(chē)組合電子儀表的智能化，減少故障發(fā)生的頻率。

關(guān)鍵詞：模擬汽車(chē)組合；電子儀表；智能化

一、前言

由于我國(guó)本土制造企業(yè)相對(duì)的缺乏資金，大量的專(zhuān)業(yè)性人才大量流失于外部，設(shè)備水平難以跟進(jìn)，無(wú)法進(jìn)行對(duì)功能上的測(cè)試，使我國(guó)電子儀器在技術(shù)上落后于其它發(fā)達(dá)國(guó)家。這就導(dǎo)致我國(guó)需要對(duì)汽車(chē)的電子儀表進(jìn)行智能化的改進(jìn)，不斷提升其工作效率，減少運(yùn)行故障的產(chǎn)生。

二、開(kāi)發(fā)過(guò)程中遇到的問(wèn)題難題

2.1 技術(shù)的落后

由于汽車(chē)工業(yè)屬于重工業(yè)，所以被看作是評(píng)價(jià)一個(gè)國(guó)家發(fā)展?fàn)顩r的重要依據(jù)，而汽車(chē)電子儀表正是汽車(chē)產(chǎn)業(yè)得以發(fā)展的關(guān)鍵因素。由于我國(guó)傳統(tǒng)的汽車(chē)儀表多為機(jī)械式的，其性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如其它發(fā)達(dá)國(guó)家所制造的儀表，誤差率極高，使駕駛員很難快速準(zhǔn)確的了解車(chē)輛的功能數(shù)據(jù)，進(jìn)而影響駕駛員的正確操控。但隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，在電子領(lǐng)域頗有造詣，對(duì)汽車(chē)電子儀表的使用水平上升到了一個(gè)新高度。由于老式儀表的顯示盤(pán)缺乏人性化考慮，難以進(jìn)行采集大量數(shù)據(jù)，更無(wú)法形成圖像去提供駕駛所需要的信息，影響了駕駛員的暢快享受[1]。

2.2 分類(lèi)太多難以合成

汽車(chē)電子儀表有很多類(lèi)，尤其是液晶材料的儀表，需要高度的集中各種儀表的放置，盡量在一部分；由于司機(jī)在駕駛過(guò)程中注意力會(huì)被分散到各個(gè)情形中，既需要觀(guān)察道路情況又要注意車(chē)速或者油耗等其他指標(biāo)，所以需要儀表的程序做到高效快捷，而傳統(tǒng)電子儀表的操作狀態(tài)很繁雜，會(huì)使司機(jī)的駕駛很不安全，這就需要去合成我們的電子儀表，以提高駕駛效率 [2]。

三、解決開(kāi)發(fā)問(wèn)題的辦法

3.1 借鑒發(fā)達(dá)國(guó)家的技術(shù)

電子儀表的開(kāi)發(fā)問(wèn)題不僅僅是我國(guó)技術(shù)落后的原因，還有我們對(duì)新型設(shè)備不敏感的原因，如果能夠使用最新型元器件進(jìn)行合理搭配，去組建綜合性的測(cè)量系統(tǒng)，汽車(chē)電子儀表性能也可以很強(qiáng)大。如剩余油量、允許行駛里程的計(jì)算也可以表現(xiàn)為對(duì)其他信息的加工處理，這就是一體式信息處理的模式。除此之外，每個(gè)儀表都需要一個(gè)合理的量程，既超過(guò)最大值時(shí)儀表將自動(dòng)損壞，且量程越小數(shù)據(jù)越準(zhǔn)確，所以在提高儀表的精準(zhǔn)度方面，只需有關(guān)人員根據(jù)實(shí)際需要去選擇一個(gè)合理的量程。在故障的監(jiān)測(cè)與維修方面，需要技術(shù)人員掌握基本的處理方法，先憑直觀(guān)感覺(jué)去判斷故障出現(xiàn)的原因，諸如元器件嚴(yán)重受損時(shí)表現(xiàn)為表面顏色的變化或者溢出大量的泡沫；被燒壞的機(jī)器會(huì)有一種特殊的味道；內(nèi)部電線(xiàn)發(fā)生短路時(shí)會(huì)發(fā)熱；當(dāng)然，有些故障可以用肉眼觀(guān)察到，像鐵板和電線(xiàn)的接觸，線(xiàn)的燒斷，銅箔的老化，器件自身斷裂問(wèn)題，保險(xiǎn)絲的燒熔等 [3]。

3.2 基于QNX操作系統(tǒng)的汽車(chē)全液晶儀表

從目前情況來(lái)看，全液晶儀表將成為未來(lái)市場(chǎng)的主導(dǎo)，因此各企業(yè)要在此角度上考慮自己的企業(yè)戰(zhàn)略。好的系統(tǒng)是液晶儀表?yè)碛泻觅|(zhì)量的基礎(chǔ)，最近有一種叫做QNX的操作系統(tǒng)，而軟件正式這一系統(tǒng)最關(guān)鍵的一部分，這種系統(tǒng)可以對(duì)不同圖形進(jìn)行收集和呈現(xiàn)，還擁有CAN等反饋組件。此外，此系統(tǒng)能夠很好地完成汽車(chē)儀表的總流程，即從汽車(chē)啟動(dòng)開(kāi)始各設(shè)備的初始化，當(dāng)初始化結(jié)束后，此系統(tǒng)開(kāi)始運(yùn)行，對(duì)各數(shù)據(jù)進(jìn)行更新，在汽車(chē)行駛結(jié)束時(shí)，該系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)關(guān)閉不再使用的功能來(lái)節(jié)約電量，各指針回到零位置。此系統(tǒng)體現(xiàn)了高度的人性化，是應(yīng)該被考慮的設(shè)計(jì)理念[4]。

四、模擬汽車(chē)組合電子儀表的發(fā)展現(xiàn)狀

Freescale公司是目前全球領(lǐng)先的半導(dǎo)體公司之一，它為汽車(chē)電子，消費(fèi)電子，工業(yè)控制，網(wǎng)絡(luò)和無(wú)線(xiàn)市場(chǎng)設(shè)計(jì)并制造了眾多的嵌入式半導(dǎo)體產(chǎn)品，擁有多達(dá)19000種產(chǎn)品。Freescale公司是全球十大芯片制造商之一，2005年的收入達(dá)58億美元，在8位，16位和32位微型控制器領(lǐng)域均處于技術(shù)領(lǐng)先地位。Freescale微控制器的特點(diǎn)是：技術(shù)成熟，可靠性好，抗干擾性和電磁兼容性強(qiáng)，內(nèi)部資源較多，品種全，選擇余地大，新品種多[5]。

4.1 具體內(nèi)容

選取步進(jìn)電機(jī)作為執(zhí)行器，筆段式動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)液晶模塊用于里程/單次里程或時(shí)間日期的顯示。發(fā)光二極管分別用于顯示制動(dòng)、危險(xiǎn)、機(jī)油壓力、電瓶、發(fā)動(dòng)機(jī)以及空檔信息，車(chē)速和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為脈寬調(diào)制信號(hào)或來(lái)自串口輸入，通過(guò)定時(shí)器模塊的輸入捕捉功能得到其頻率，換算得出數(shù)據(jù)。為了模擬現(xiàn)場(chǎng)，需要一臺(tái)小型的有刷直流電機(jī)來(lái)模擬汽車(chē)引擎，用此單片機(jī)的PWM模塊輸出PWM信號(hào)給直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片，使得電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，來(lái)實(shí)現(xiàn)汽車(chē)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的現(xiàn)場(chǎng)模擬，已做到測(cè)速的效果，而驅(qū)動(dòng)芯片可以用飛思卡爾的MC33886，當(dāng)然，也需要模擬一部小型的舵機(jī)，來(lái)模擬汽車(chē)的轉(zhuǎn)向，以測(cè)試轉(zhuǎn)向燈的效果，還要小型的水缸，模擬油箱，并且安裝水壓傳感器，將所得轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，通過(guò)AD轉(zhuǎn)換，變?yōu)閿?shù)字量，通過(guò)軟件進(jìn)行處理[6]。

4.2 軟件選擇

在軟件方面，先初始化函數(shù) ，內(nèi)部總線(xiàn)倍頻至8M；設(shè)置IO口的輸入輸出；設(shè)置定時(shí)器模塊的某通道為捕捉功能；SCI波特率9600，設(shè)置PWM功能，并聯(lián)級(jí)使用，形成16位PWM，提高分辨率，開(kāi)啟AD轉(zhuǎn)換，開(kāi)接收中斷；從用戶(hù)eeprom中讀取先前記錄的里程數(shù)據(jù)，并根據(jù)信號(hào)加以顯示。中斷服務(wù)程序，外部中斷：斷電后短時(shí)間內(nèi)利用大電容的放電使指針回零。遵循一定的上位機(jī)協(xié)議，接受命令，改變LCD顯示內(nèi)容，改變車(chē)速和轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)處理程序 將由外部輸入的脈沖信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，最后得到車(chē)速，轉(zhuǎn)速等一些汽車(chē)的狀態(tài)參數(shù)。對(duì)危急情況進(jìn)行處理，當(dāng)儀表發(fā)生故障而誤導(dǎo)駕駛?cè)藛T時(shí)，應(yīng)急處理程序?qū)⑹箚纹瑱C(jī)斷電復(fù)位，并發(fā)出警報(bào)，直至故障處理完成。主函數(shù) LCD上顯示轉(zhuǎn)速，車(chē)速，油壓以及各汽車(chē)只要狀態(tài)參數(shù)。

五、結(jié)束語(yǔ)

文章圍繞模擬汽車(chē)組合電子儀表的智能化展開(kāi)介紹，其中針對(duì)電子儀表當(dāng)前出現(xiàn)的問(wèn)題和改進(jìn)的難度展開(kāi)，然后指出了電子儀表的發(fā)展現(xiàn)狀和主要內(nèi)容，希望可以不斷推動(dòng)其智能化進(jìn)程。

參考文獻(xiàn)：

[1] 申立男. 淺談汽車(chē)電子技術(shù)在儀表中的應(yīng)用[J]. 城市建設(shè)理論研究：電子版， 2015， 5（34）.

[2] 盧嘉偉. 淺析PLC在汽車(chē)電子儀表中的應(yīng)用[J]. 科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新， 2015（26）.

[3] 沈紅衛(wèi)， 楊建生. 基于CAN的汽車(chē)組合儀表運(yùn)轉(zhuǎn)臺(tái)[J]. 儀表技術(shù)與傳感器， 2004（11）：44-45.

[4] 鄧宗權(quán). 基于ARM9嵌入式車(chē)載智能儀表HMI系統(tǒng)的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)[D]. 電子科技大學(xué)， 2014.

[5] 郭艷坤. 針對(duì)工業(yè)自動(dòng)化儀器儀表的控制淺析[J]. 工業(yè)c， 2016（6）：00090-00090.

[6] 譚健. 淺析測(cè)試儀器的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J]. 商品與質(zhì)量， 2016（5）.

（作者單位：長(zhǎng)城汽車(chē)股份有限公司

河北省汽車(chē)工程技術(shù)研究中心）