汽車儀表是駕駛員與汽車的信息交流界面，對汽車安全以及經(jīng)濟行駛具有重要作用。近年來，隨著汽車電子技術的發(fā)展，汽車儀表顯示信息也不斷增加，而傳統(tǒng)機械指針式汽車組合儀表則無法滿足現(xiàn)在使用需求。特別是計算機、微電子和各種現(xiàn)場總線通信技術廣泛運用，以嵌入式微處理器為核心的智能化數(shù)字式儀表將是汽車儀表發(fā)展的必然趨勢。本文給出一種嵌入式汽車數(shù)字儀表設計方案。
電源和復位電路設計
該汽車數(shù)字儀表系統(tǒng)采用汽車蓄電池供電，汽車蓄電池的電壓約為12 V，而該系統(tǒng)需采用5 V、2.5 V和3.3 V工作電壓，S3C44BOX內(nèi)核工作電壓是2.5 V，I／O端口的工作電壓是3.3 V，調(diào)理電路以及一些驅(qū)動器件需用5 V的工作電壓。因此，系統(tǒng)選用7805穩(wěn)壓器作為5 V電壓轉(zhuǎn)換器，選用AS2515AU2.5和AS2515AU3.3分別作為2.5 V和3.3 V電壓轉(zhuǎn)換器。掉電時能夠及時存儲里程信息，電源地需接一只1 000 μF的電容。掉電時，大電容可以確保S3C44BOX工作一段時間，完成里程信息的存儲。復位電路采用專用的復位電路IPM811實現(xiàn)系統(tǒng)穩(wěn)定啟動。圖2為系統(tǒng)電源電路。
車速、水溫、油量以及開關量的處理電路設計
由于汽車大多工作在惡劣環(huán)境下，將干擾車速傳感器信號，因此在輸入至中斷端口EINT0前需要對車速脈沖信號進行處理，這里采用RC濾波、三極管放大以及斯密特整形方法調(diào)理車速脈沖信號。車速脈沖調(diào)理電路如圖3所示。
水溫、油量信號是電阻信號，須轉(zhuǎn)化為電壓信號，再將其電壓信號輸入至S3C44BOX的AD端口。而其他開關量則經(jīng)過濾波降壓后輸入至S3C44BOX的I／O端口。
CAN總線通信電路設計
S3C44BOX無SPI接口，但有SIO接口，SIO模塊的發(fā)送和接收既可在上升沿鎖存數(shù)據(jù)位，也可在下降沿鎖存數(shù)據(jù)位，因此可通過設置 S3C44BOX的SIO模塊所對應的寄存器實現(xiàn)上升沿發(fā)送數(shù)據(jù)，下降沿接收數(shù)據(jù)，從而與MCP2510的SPI總線時序相配合。CAN總線通信電路如圖 4所示。
步進電機表頭電路等。其中步進電機選用Switec的汽車儀表專用步進電機X15.168，以及專用四通道步進電機驅(qū)動器件X12.017。 S3C44BOX的I／O電平為3.3LVCMOS電平，而X12.017是5VCMOS電平，需采用74LVX4245電平轉(zhuǎn)換。
采用S3C44BOX與嵌入式實時操作系統(tǒng)μC／OS_II設計了一款高精度高、高靈敏度、工作穩(wěn)定的嵌入式總線汽車數(shù)字儀表。S3C44BOX資源豐富、執(zhí)行速度快，能擴展很多種功能，如IC卡、GPS、黑匣子等；加之嵌入式實時操作系統(tǒng)簡化了應用程序，可高效實時地調(diào)用系統(tǒng)任務，因此本汽車數(shù)字儀表系統(tǒng)能夠很好地解決汽車儀表邁向綜合信息化的問題。
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