汽車用組合儀表電子控制系統的製作方法

2023-06-01 17:13:31

專利名稱：汽車用組合儀表電子控制系統的製作方法
技術領域：
汽車用組合儀表電子控制系統技術領域：
本實用新型是涉及一種汽車用品，特別是一種汽車用組合儀表電子控制系統。背景技術：
隨著現代汽車工業的高速發展和科學技術水平的日新月異，汽車的電子化獲得了迅速的發展.ABS防抱死系統，ASR防側滑系統，安全氣嚢和發動 機電控噴射等技術的大量使用及相關監控項目的不斷增加，汽車儀表的電子 化控制顯示已為汽車界所矚目，汽車用組合儀表電子控制系統是汽車儀表電 子化的一個工作平臺，該平臺的研發將大大推進汽車儀表的技術變革，它顯 示了汽車儀表新技術的發展趨勢，對充分實現汽車電子化及技術進步具有重 要的意義和作用。
實用新型內容本實用新型所要解決的技術問題在於提供一種能夠降低儀表發熱量，減 少能耗的汽車用組合儀表電子控制系統。為解決上述技術問題，本實用新型提供一種汽車用組合^^電子控制系 統，包括電源電路、信號輸入電路、主控電路、LCD驅動電路、表頭電機 驅動電路，主控電路採用單片機微處理器作為控制單元，信號輸入電路將採 集到的信號輸入到微處理器後，經微處理器內的軟體處理後輸出至連接到微 處理器輸出埠的LCD驅動電路以M頭電機驅動電路。所述汽車用組合儀表電子控制系統的電源由蓄電池電源與鑰匙電源提 供，蓄電池電源與鑰匙電源組成"或"邏輯關係，關機時系統由蓄電M供電 源，開機後由蓄電池和鑰匙電源同時供電。所述電源電路由反向保護電路，過電壓自動保護電路、濾波電路、低功 耗5V直流穩壓電源、以及帶開關功能的大功率5V電流穗壓電源組成，輸 入電源經反向保護電路保護後，經過壓自動保護電遊v^至濾波電路進行濾
波，其後分別通過低功耗5V直流穩壓電源，或者帶開關功能的大功率5V 電流穩壓電源對系統進行供電，所述鑰匙電源依次經過反向保護電路(112 )、 浪湧吸收電路、濾波電路，點火電源檢測電路後提供微處理器電源檢測端作 開機信號。所述信號輸入電路包括數位訊號釆樣電路、模擬信號採樣電路、以及開 關信號採樣電路，所述數位訊號採樣電路包括車速信號釆樣電路與發動機轉速信號採樣 電路，採樣信號經過微處理器內的軟體處理後輸出車速表指示位置編碼以及 轉速表指示位置編碼到表頭電機驅動電路，輸出行駛裡程數顯示內容編碼至 LCD驅動電路，模擬信號採樣電路包括發動機冷卻水溫度信號採樣電路與燃油油量信號採樣電路，採樣信號經微處理器內的軟體處理後輸出水溫表指示位置編碼 以及油量表指示位置編碼到表頭電機驅動電路，開關信號採樣電路包括ABS故障報警信號採樣電路、安全帶未系報警 信號採樣電路、機油壓力^^艮警信號採樣電路、自動變速箱檔位信號採樣電 路、發動機冷卻水位低報警信號採樣電路，以及儀表照明調光信號採樣電路， ABS故障報警信號以及安全帶未系報警信號輸入後分兩路 一路直接驅動 LED指示燈， 一路輸入微處理器，經軟體處理後輸出特定的音光報警信號， 機油壓力低報警信號輸入微處理器，經軟體處理後輸出特定的音光報警信 號，自動變速箱檔位信號輸入到微處理器，經軟體處理後輸出檔位顯示內容 編碼到LCD驅動電路，發動機冷卻水位低報警信號由液位傳感器提供，發 動機冷卻水位低報警信號輸入至微處理器，經軟體處理後輸出特定的聲光信 號，儀表照明調光信號輸入至微處理器，經軟體計算後輸入對應的脈寬調製 控制信號至儀表照明驅動電路驅動儀表的LED照明燈。還包括與微處理器相聯接的外圍電路，所述外圍電路包括其他報警指示 燈電路、蜂鳴器驅動電路、儀表照明驅動電路，以及系統調試接口電路。還包括時鐘電路，時鐘顯示內容及控制指令經I2C總線與微處理器聯繫。
本實用新型汽車用組合儀表電子控制系統的優點在於1、系統只是機 構採用統一的步進電機結構形式，由MCU集中控制，將所有的波形信號、 傳感器模擬信號全部轉化成驅動步進電機的數位訊號，這種用全數位技術驅 動的指示系統具有工作精度高，功能及通用性強，可靠性高，系統成本低等 優點。2、充分發揮了 MCU引入控制系統的優越性，將^^艮警系統智能化， 實現了報警系統開機後3S自檢功能，低油壓報警在發動機轉速大於300轉/ 分時才能實現，ABS報警與制動器故障報警的關聯動作等功能。3、控制系 統的照明、指示報警光源全部採用LED發光二極體，並支持電壓輸入控制 PWM輸出照明調光，使照明光線達到理想化要求，且功耗小，基本無熱源 產生，因而大大減少了儀表自身的發熱量，提高了系統的可靠性。4、控制 系統能向車載計算機提供自動巡航、動力轉向、燃油控制等行使信號，滿足 了汽車整車電子化的要求。5、各儀表運行速度可以設置，參數單點可調， 工作時由軟體實現電子阻尼，特別是燃油表當行車時有4倍電子阻尼功能， 提高了其工作平穩性。6、系統採用雙電源供電(蓄電池及點火開關)，當 點火開關關閉發動機停止工作時，LCD液晶可顯示時鐘和累計裡程數內容， 系統處於低功耗狀態，總工作電流〈5mA。
下面參照附圖結合實施例對本實用新型作進一步的說明。 圖l是本實用新型汽車用組合儀表控制系統的硬體組成原理框圖。 圖2是本實用新型汽車用組合儀表電子控制系統的電路圖。 由於頁面關係，圖l分解成圖;i—1、圖1—2、圖1一3、圖1—4四個部分。
具體實施方式
本實用新型汽車用組合儀表控制系統是為汽車用組合儀表開發的 一個 通用平臺，主要由硬體電路和Car2269/Car2279系列控制軟體組成。請同時參閱圖1以及圖2，硬體電路主要由電源電路IO、信號輸入電路 20、埠擴展電路、主控電路40、時鐘電路50、 LCD驅動電路60、表頭電 才幾驅動電路70,以及其他外圍電路構成。一、電源電路IO
系統電源由蓄電池正極和鑰匙電源正極提供，蓄電池電源與鑰匙電源組 成"或"邏輯關係，關機時系統由蓄電池提供電源，開機後由蓄電池和鑰匙電源同時供電。電源電路10由反向保護電路102，過電壓自動保護電路104、 濾波電路106、低功耗5V直流穩壓電源108、帶開關功能的大功率5V電流 穩壓電源IIO等部分組成輸入電源經過壓自動保護電路104後至濾波電路 106進行濾波，其後分別通過低功耗5V直流穩壓電源108,或者帶開關功 能的大功率5V電流穩壓電源IIO對系統進行供電。鑰匙電源依次經過反向 保護電路112、浪湧吸收電路114、濾波電路116,點火電源檢測電路118 後提供MCU電源檢測端作開機信號用。其中反向保護電路102、 112由整流二極體組成，蓄電池以及鑰匙電源 的輸入端分別串聯有整流二極體D1、 D2,起反向保護作用。過電壓自動保 護電路104可採用現有的由MOSFET等構成的各種過電壓自動保護電路， 過壓保護電路104的設定值是32V，當輸入電壓高於32V後，保護功能啟 動，MOSFET截止，截斷系統的電源輸入迴路。濾波電路106由一對分別 接地的電容器C1、 C2構成。低功耗5V直流穩壓電源108由蓄電,供， 待機狀態長期供電，為MCU電路以及儀表照明驅動電路86在工作及系統 待機狀態下提供電源，該低功耗5V直流穩壓電源108主要由LM2931晶片 構成，其採用現有一般電路，由於LM2931是小功率的低功耗電源，可以降 低系統待機功耗。帶開關功能的大功率5V電流穩壓電源110，受MCU的 控制，待機狀態時輸出關閉，用於除MCU、儀表照明驅動電路86外的大功 率外圍電路的電源供電，該帶開關功能的大功率5V電流穩壓電源110主要 由LM2941晶片構成，其採用現有一般電路，電源的開關狀態由MCU控制。其中浪湧吸收電路114採用TVS管，對20V以上電壓浪湧抑制，吸收 電源上的浪湧及高頻脈沖幹擾。並經雙T型阻容濾波電路116後至點火電源 檢測電路118，點火電源檢測電路118將鑰匙開關輸出的12V點火電源穩壓 到4.7V,提供給MCU檢測埠 ，讓MCU中的軟體判斷系統當前是處於開 機或者待機狀態。二、信號輸入電路20 信號輸入電路20包括數位訊號採樣電路22、模擬信號採樣電路24、以 及開關信號採樣電路26。數位訊號釆樣電路22包括車速信號採樣電路222 與發動機轉速信號採樣電路224,分別採集兩路頻率信號車速信號與發動 機轉速信號;模擬信號採樣電路24包括發動機冷卻水溫度信號採樣電路242 與燃油油量信號採樣電路244，分別採集兩路電阻模擬信號(必要時可以用 PWM信號)發動機冷卻水溫度信號與燃油油量信號；開關信號採樣電路 26包括ABS故障報警信號採樣電路261、安全帶未系報警信號採樣電路262、 機油壓力低報警信號採樣電路263、自動變速箱檔位信號採樣電路264、發 動機冷卻水位低報警信號採樣電路265，以及儀表照明調光信號採樣電路 266，分別採集報警指示開關信號ABS故障報警信號、安全帶未系報警信 號、機油壓力低報警信號、自動變速箱檔位信號、發動機冷卻水位低報警信 號，以及儀表照明調光信號。上述信號採樣電路20都可以採用現有通用的 採樣電路。車速信號與發動機轉速信號為頻率信號，車速信號採樣電路222與發動 機轉速信號採樣電路224通過lOkH電阻上拉到5V電源，為信號源提供工 作電流，將開關信號轉換為5V的方波脈衝，經T形阻容濾波後供MCU採 樣輸入。車速信號來自安裝於變速箱上的車速傳感器，輸出信號是一個連續 開關量，經過MCU內的軟體處理後輸出車速表指示位置編碼到表頭電機驅 動電路70，輸出行駛裡程數顯示內容編碼至LCD驅動電路60。轉速信號來 自ECU (發動機管理系統)，輸出信號是一個連續開關量，經過MCU內的 軟體處理後輸出轉速表指示位置編碼到表頭電機驅動電路70。發動機冷卻水溫度信號，與燃油油量信號為可變電阻值。其模擬信號採 樣電路24通過100Q電阻上拉到5V電源，為信號提供工作電^上拉電阻 與信號電阻分壓後得到信號電壓，經RC濾波後至MCU的A/D採樣埠 。 為降低信號採樣電路的功率，電路採用間歇工作方式。為100Q上拉電阻供 電的5V電源，受MCU輸出的觸發信號控制，由三極體驅動，觸發信號脈 寬lms/周期10ms發動機冷卻水溫度信號由MCU的A/D採樣埠採樣後， 經軟體處理後輸出水溫表指示位置編碼到表頭電機驅動電路70。燃油油量
信號由MCU的A/D採樣埠採樣後，經軟體處理後輸出油量表指示位置 編碼到表頭電機驅動電路70。 各開關信號信號採樣電路26的工作原理如下。ABS故障報警信號採樣電路261: ABS故障報警信號由ABS控制器提 供，信號輸入後分兩路， 一路直接驅動LED指示燈， 一路經T形RC濾波 後輸入MCU，經軟體處理後輸出特定的音響報警信號。安全帶未系報警信號採樣電路262:安全帶未系報警信號由安全帶鎖扣 開關提供，信號輸入後分兩路 一路直接驅動LED指示燈， 一路經RC濾 波後輸入輸入MCU，經軟體處理後輸出特定的音光報警信號。機油壓力低報警信號採樣電路263:機油壓力低報警信號由機油壓力傳 感器提供，信號經T形RC濾波後輸入輸入MCU,經軟體處理後輸出特定 的音光報警信號。自動變速箱檔位信號採樣電路264:自動變速箱檔位信號是一組PWM 信號，由自動變速箱控制器提供。信號經RC濾波及二極體限幅到5V後輸 入到MCU，經軟體解碼處理後輸出檔位顯示內容編碼到LCD驅動電路60。發動機冷卻水位^M艮警信號採樣電路265:發動機冷卻水位低報警信號 由液位傳感器提供，發動機冷卻水位低報警信號採樣電路265由6810k^電 阻上拉到5V電源，為信號提供工作電流。上拉電阻與信號電阻分壓後得到 信號電壓，經RC濾波後至MCU的I/0埠。 MCU檢測傳感器與上拉電阻 的分壓後的電平狀態，經軟體處理後輸出特定的聲光4言號。為防止冷卻液電 解因此發動機冷卻水位^l艮警信號採樣電路265為傳感器提供的電流工作 在脈動狀態，信號脈寬lms/周期10ms。本實施例中，設定該信號電阻小於 3lKfi時，不產生報警，當信號電阻大於65KQ時，產生報警。儀表照明調光信號採樣電路266:儀表照明調光信號由調光器提供，信 號可以為0~ 12V電壓信號或0~ 100%的PWM信號。信號經^4J 、明調光 信號採樣電路266分壓、RC濾波後輸入到MCU的A/D採樣埠，經軟體 計算後輸入對應的PWM控制信號到儀表照明驅動電路86驅動儀表的LED 照明燈。 三、 埠擴展電路埠擴展電路包括輸入並口擴展電路32以及輸出並口擴展電路34，系 統為降低整體成本，選用了 28 Pin的MCU，不足的I/O 口數量由MCU的 串口通過移位寄存器進行並口擴展其中輸入並口擴展電路32採用CD4021 作為擴展IC，單片CD4021具有8位並口輸入能力，如實際需要超過8位， 可通過多片級聯實現。輸出並口擴展電路34採用CD4094作為擴展IC，單 片CD4094具有8位並口輸出能力，如實際需要超過8位，可通過多片級聯 實現。該系統採用二片CD4094級聯，如圖2中的MCU輸出擴展晶片342、 344。四、 主4空電路40系統採用ATMEL公司的ATMEGA8L單片機作為MCU (微控制單 元、該晶片主，有6路8位精度、硬體A/U最多23個Pin可作I/0口， 主晶振頻率為8MHZ。電。重要負責監視鑰匙電源，控制外圍電路的開機/待機狀態；收集傳感器 與報警開關的輸入信號，處理後輸出儀表指針運行參數、LCD顯示內容、 指示燈及蜂鳴器的工作狀態等到相應的驅動電路。系統中MCU功能主要在 軟體的控制下實現。五、 時鐘電路50系統具有時鐘功能，時鐘由菲利浦公司的裡時鐘晶片PC F8563來實 現晶振工作頻率為32768HZ時鐘顯示內容及控制指令經I2C總線與MCU 聯繫，時鐘電路由LM2931構成的低功耗5V直流穩壓電源108輸入的5V 電源提供，待機時工作。六、 LCD驅動電路60系統採用LCD顯示屏顯示時間、自動變速箱檔位、累計行使裡程數、 小計行使裡程數等內容。LCD驅動晶片採用菲利浦公司的PCF8566 (也可用上海貝嶺公司 BL55021 ),驅動晶片與MCU採用I2C總線聯接；由LM2931構成的低功耗 5V直流穩壓電源108輸出的5V電源供電，待4幾時LCD工作.七. 表頭電機驅動電路70系統採用步進電機表頭驅動指針指示車速、發動機轉速、冷卻水溫度、 燃油油量等內容。電機由專用驅動電路AX1201728SG驅動，集成電路內集 成四路獨立通道。輸入信號由MCU提供，每通道的輸入電路由串行數據信 號線和通道選擇信號線組成電機驅動集成電路由LM2941構成的帶開關功 能的大功率5V直流穩壓電源110輸出的5V電源供電，受MCU的待積襲 制信號控制，待機時電路不工作。八、 其他外圍電路其他外圍電路包括其他報警指示燈電路82、蜂鳴器驅動電路84、儀表 照明驅動電路86，以及系統調試接口電路88。 a-其他報警指示燈電路82系統具有一系列LED報警指示燈。部分LED通過串聯的限流電阻直接 由輸入信號驅動，工作電流10-15mA。其餘受MCU控制的LED由晶 體管陣列MC1413驅動。b. 蜂鳴器驅動電路84MCU經並口輸出的音響信號由三極體放大後驅動蜂鳴器工作。c. 儀表照明驅動電路86:採用LED照明，照明光線亮度可調，MCU採集到亮度調節信號後，轉 換成頻率為128HZ左右PWM信號，經三極體放大後驅動LED。 PWM信號 的佔空比(及照明亮度)與輸入亮度調節信號的對應函數關係可在調試時設置。d. 系統調試接口電路88調試接口為一隻16針插頭，主要由電源線、串口信號線、時鐘信號線、 調試模式選擇線及儀表模擬信號輸入線等組成。與調試設備連接後，可對被 調試系統作在線編程。該汽車用組合儀表電子控制系統的詳細功能及設置方法描述如下 1、供電電源及系統對點火開關信號的響應 系統供電主要由蓄電池電源提供，開機狀態下當系統蓄電池電源線連接 故障時供電改由點火電源提供。a. 當蓄電池電源接通後,系統處於對點火開關的監控狀態。如需要， LCD顯示時鐘和累計裡程數內容，時鐘可調。否則LCD顯示處於關 閉狀態；如系統不具備關機後PWM調光輸出功能，此時系統將同時 關閉MCU電源。b. 當才企測到點火開關打開時，系統進入正常工作狀態所有指針執行 快速復位，並在復位後的約3S鍾內指示儀表輸入信號對應的刻度位 置；各軟體控制的指示燈和蜂鳴器(如需要)同時自檢約3S鍾後恢 復正常指示；LCD顯示上次關機前顯示的內容。c. 當4全測到點火開關時，系統執行關積4呈序將LCD上顯示的當前裡 數作全精度保存(存於EEPROM內，下同)，如果系統具有時鐘功能 且當前顯示小計裡程計數器內容，則自動將顯示的小計裡程數切換到 時鐘狀態；同時將各表指針快速回復到刻;1^始位置，然後關閉步進 電機及驅動IC電源(如無關機LCD顯示及PWM調光要求，將同時 關閉LCD和MCU電源)。d. 關電源的延遲時間可在調試時設置，i殳置範圍0~15，步進量為1; 當設置為0~4時系統延遲3.28後關閉電源，之後每增加1單位設置值 對應延遲時間增加0.8S。1、指針指示及4艮警指示燈部分a、車速表、轉速表 車速表、轉速表為軟體控制步進電機表頭驅動指針顯示。指示角度大於 300° 。指示精度為(1/12) ° /微步。指針正常運行時工作平穩、無明顯噪 聲。指針270°全程響應時間約3S，不可調。 車速表、轉速表指針運行方向設置時可調。車速表、轉速表最大支持14段(15個調試點)調節，每個調試點的有 效DATA值範圍為0 127，步進量為1,每個DATA對應指針偏轉(1/6)。； 調試時可對每個調試點的偏差作微量修正(改變DATA值，下同)。12
車速表每段(兩設置點件的間隔，下同)的間隔可在設置時選擇，選擇範圍為10KM/H或20KM/H。當輸入的車速信號小於設置的啟動值時，車速表指針不動作。啟動值設 置範圍為0 31,步進量為1，當設置為0 2時啟動值為3KM/H，之後每增 加i單位設置值啟動值增加1KM/H。車速表信號脈衝比調試時可設置。設置範圍為2500~15000P/KM，步進 量為l。當設置值超過15000時可選擇使用軟體內置分頻功能，分頻係數設 置範圍為1、 2、 4、 8、 16。車速表支持三糾艮警輸出和一路車速信號分頻輸出。報警輸出通道(端 口號)設置時可選；報警形式有三路獨立式報警或遞增式報警(報警3>報 警2>報警1),設置時可選；報警回差值可設置，設置範圍為(K31,步進量 為1,設置值為0時回差約為1KM，之後每增加1單位設置值對應回差增 加為1KM/H。輸出車速信號的分頻係數調試時可設置，設置範圍為 500~9.99，步進量為O.Ol,默認值為1.00。轉速表每段的間隔值可在設置時選擇，選擇範圍為0.5KTR或1KTR。當輸入的轉速信號小於設置的啟動值時，轉速表指針不動作。啟動值設 置範圍為0 31,步進量為l，當設置0~2時啟動值為0.3KTR，之後每增加 1單位i殳置值啟動值增加0. 1KTR。轉速表信號脈衝比調試時可設置。設置範圍為1000~15000P/KTR，步 進量為1。當設置值超過15000時可先擇使用軟體內置分頻功能，分頻係數 調協範圍為1 16,步進量為1。轉速表支持兩糾艮警輸出，並支持設置為蜂鳴聲報警。報警輸出通道設 置時可選；報警形式為獨立報警；報警回差值可設置，設置範圍為0~31， 步進量為1,設置值為0時回差約為0.05KTR,之後每增加1單位設置值對 應回差值增加0.05KTR。 b、燃油表、水溫表燃油表、水溫表為軟體控制步進電機表頭驅動指針顯示。指示角度大於 100。。指示精度為(1/12) ° /微步。指針正常運行時工作平穩、無明顯噪
聲。指針90°全程響應時間大於3S，可設置。 燃油表、水溫表指針運行方向設置時可調。燃油表、水溫表最大支持7段(8個調試點)調節，每個調試點的有效 DATA值範圍為0~63，進步量為1，每個DATA對應指針偏轉0.39° ;調試 時可對每個調試點分別做FADJ記憶(為提高效率調試設備另提供了 FADJ 自動記憶功能，新表第一次調試時可使用該功能，下同)，使儀M饋值與 調試設備輸出值基本一致(以反饋值未出現紅字即可，下同)。燃油表、水溫表可設備的輸入傳感器電阻值範圍為1~512Q。當傳感器 電阻值超過512D時可選擇打開量程擴展功能，選擇範圍為l倍、2倍、3 倍。儀表輸入埠通過傳感器電阻與上拉電阻組成分壓電路對溫壓電源提 供的電壓進行分壓，將傳感器的電阻變化量轉換為電壓變化量，再由系統中 MCU內置ADC (模-數轉換器，下同)將採用至的電壓值轉換為軟體可識 別的數字量，MCU輸入埠採樣電壓範圍為0~4.7V，最大AD精度為1024 點。設置時可通過調整"AD修正係數"來改變ADC的輸入與輸出間的比 例，使滿量程時輸出的轉換值接近量大轉換精度。當輸入超過設定範圍後 AD轉換的輸出值將會溢出，軟體對之作傳感器信號斷線處理。出現信號斷 線後系統將對其進行連續識別，如在約16S內信號未恢復正常指針將快速回 到刻度的起始位置(若設計有斷線報警指示燈且調試時設置為報警功能打 開，指示燈將閃爍)；之後如約4S內信號連續正常，指針將快速恢復到正常 指示位置。燃油表、水溫表指針運行方式可設置為陰尼模式或無阻尼模式。當選擇 阻尼模式時，阻尼時間調試可設置，設置範圍0~63，步進量為1，每單位 設置值對應指針運行90。所需時間約為3S。油量表當系統車速信號輸入時 會進入到行車阻尼模式，這時指針阻尼時間為正常工作模式時的4倍。燃油表、水溫表設置為阻尼模式時，默認情況下系統正常開機後約3S 內指針會快速運行到輸入信號對應的刻度位置，然後ii^到阻厄漢式。可需 要可在調試設置時通iti^擇初始慢速運動選項，燃油表、水溫表指針在系統
正常開機後會直接進入到阻尼模式，以正常速度運行到輸入信號對應的刻度位置。系統調試時可選擇正常模式或快速模式兩種操作狀態。正常模式時系統與正常工作時相同快速模式時燃油表、水溫表支持軟體報警輸出，報警方 向及報警輸出通道設置時可選擇。報警輸出支持一些附加功能，設置時可選 擇報警燈閃爍、蜂鳴器報警、蜂鳴器間斷報警。報警回差值可設置，設置 範圍為0~31。步進量為1，設置值為0時回差約為0.2° 。燃油表支持機油壓力報警信號插入、水溫表支持冷卻液液位報警信號插 入，信號插入通道(MCU輸入埠號)及信號有效電平狀態設置時可選擇。 報警輸出通道可設置為與^C^軟體報警輸出共用同一通道(共用同一批示 燈)或分別使用單獨通道。其中機油壓力報警輸入時指示燈以1HZ頻率閃 爍，當發動機轉速大於300TR的蜂鳴器響。 3.照明系統調光系統支持電壓/PWM控制信號輸入，PWM調光信號輸出驅動LED照明。 MCU輸入埠電壓控制信號輸入範圍為0~4.7V，電壓信號採樣原理與 燃油表、水溫表同，並可通過設置時改變AD修正係數調節採用精度。當控 制信號為PWM輸入時，通過MCU輸入端外圍積分電路將PWM脈沖信號 轉換成對應的直流電壓後採樣。照明調光設置項默認最大支持7段(8個調試點)調節，每個調試點的 有效DATA值範圍為0~63，步進量為1，設置時DATA值的具體M需通 過觀察照明實際調光效果確定；調試時可對每個調試點的輸出亮度作為微量 修正。對調試點作^^正前需對各調試點分別做FADJ記憶，使^反^if值與 調試設備輸出值基本一致。調試設備設置時可選擇PWM信號輸出，在設置界面輸出信號M的設 置項為PWM頻率JLHZxT (MS) = (DT) +偏移值1/^=佔空比(％) 對應的表達式為 D=FxTT= (DT+X) /Y即D=[F x ( DT+X) ]/Y 上式中D:輸出信號佔空比，單位(％。) F:輸出信號頻率，單位(HZ) T:輸出信號脈寬，單位(MS) DT:調試點佔空比設置l^tX:信號偏移量(系統輸入信號與輸出值對應關係非過零點時)Y:轉換係數(可調節輸出信號解析度調節，或調節DT值使之與信號對應實際輸出佔空比讀數一致)設置時可選擇輸出信號佔空比的有效脈寬是高電平或;K氐電平，默認設置為低電平有效。以上對PWM輸出信號的設置內容權保存於調試設備內，不M於系統 MCU內置ROM的資料庫內。當調光系統輸入為PWM信號時的調試方法與輸入為電壓信號時相同。 4. LCD顯示器及調節^4醜A、 LCD顯示器LCD顯示器為段碼式顯示(不包括單位及符號)，支持累計/小計裡程數、 數字時鐘、自動變速箱檔位等內容的顯示。顯示方式分雙排顯示和單排顯示， 可在設置時選擇。其中時鐘功能僅在雙排顯示時支持。累計裡程數顯示共6位，設置時選擇顯示值是否帶前導零，默認設置為 累計帶前導零。當累計帶前導零時顯示範圍為000000KM 999999KM當累計無前導零時顯示範圍為0KM 999999KM小計裡程數設置時可選擇3位(3整數位帶1小數位，下岡)顯示或4 位顯示。當小計3位顯示時顯示範圍為0.0KM 999.9KM 當小計4位顯示時顯示範圍為0.0KM 9999.9KMLCD顯示器支持雙小計功能，分別為小計裡程數A/小計裡程數B。是 否打開雙小計功能可在設置時選擇。時鐘為24進位，與小計裡程數共用同一顯示位置切換顯示。系統是否 帶時鐘顯示功能可在設置時選擇，默認設置為無時鐘顯示。時鐘顯示範圍為 0: 00-23: 59自動變速箱檔位為13段碼數字顯示。輸入信號支持並行/串行/PWM方 波等形式，可在設置時根據軟體對輸入信號的具體支持情況選擇 檔位方式O:無檔位信號輸入 檔位方式l: PWM信號輸入 檔位方式2:串口信號輸入 檔位方式3:並口信號輸入 無檔位信號輸入時滅顯示。如設計需要，系統支持單位及符號顯示，所需的單位及符號可隨對應顯 示內容同時切換。 B、調節按鈕LCD顯示器顯示的部分內容可通過調節^4醜切換、調整或清除。 系統正常工作時BA、當按下^4醜後釋放時間小於0.38時，顯示內容將作以下切換 雙排顯示時時鐘 小計裡程數A 小計裡程數B 時鐘疇 疇 疇累計裡程數 累計裡程數 累計裡程數 累計裡程數單排顯示時累計裡程數疇小計裡程數A 褲小計裡程數B疇累計裡程數 如無雙小計功能或時鐘功能將不能切換出相應內容。 BB、當按下^fe後釋放時間大於1S時
如當前顯示內容僅為累計裡程數，顯示內容將不做改變。如當前顯示內容包含小計裡程數，所顯示的小計裡程數將清零如當前顯示內容包含時鐘，所顯示的將進入時間調節狀態(小時位以1HZ頻率閃爍)BC、 當時鐘處於時間調節狀態，按下^4醜後釋放時間小於0.3S時，被 調節位顯示值加l。調節範圍為小時位0~23，分鐘位00 59 (下同)。BD、 當時鐘處於時間調節狀態，按下M後釋放時間大於1S時，被調 節位進入快調模式。被調節位顯示值以每(1/3 ) s加1的速度累加，直到按 鈕後釋;^停止。BE、 當時鐘處於時間調節狀態，持續5秒鐘不作按4醜操作，時鐘顯示將 會由小時位調節切換到分鐘位調節，或由分鐘位調節換到時鐘正常顯示狀態。系統支持出廠時對所有裡程計數器清零。當LCD顯示小計裡程數(雙 小計時顯示小計裡程數A)時，車速輸入信號穩定在240KM土2KM並保持 1S後按下清零^，可同將小計、累計裡程計數器內容清零。該操作M 累計裡程計數器顯示值小於500KM時有效。5、系統調試i殳備本系統上述功能的設置及調試需在配套調試調協《CAR99訴汽車儀表調 試系統》內完成。
權利要求1.一種汽車用組合儀表電子控制系統，包括電源電路(10)，其特徵在於包括信號輸入電路(20)、主控電路(40)、LCD驅動電路(60)、表頭電機驅動電路(70)，主控電路採用單片機微處理器作為控制單元，信號輸入電路將採集到的信號輸入到微處理器後，經微處理器內的軟體處理後輸出至連接到微處理器輸出埠的LCD驅動電路以及表頭電機驅動電路。
2. 如權利要求1所述的汽車用組合儀表電子控制系統，其特徵在於 所述汽車用組合*電子控制系統的電源由蓄電池電源與鑰匙電源提供，蓄電池電源與鑰匙電源組成"或"邏輯關係，關機時系統由蓄電池提供電源，開 才幾後由蓄電池和鑰匙電源同時供電。
3. 如權利要求2所述的汽車用組合儀表電子控制系統，其特徵在於 所述電源電路由反向保護電路(102)，過電壓自動保護電路(104)、濾波電 106)、低功耗5V直流穩壓電源(108)、以及帶開關功能的大功率5V電流 穩壓電源(110)組成，輸入電源經反向保護電路保護後，經過壓自動保護 電路後至濾波電路進行濾波，其後分別通過低功耗5V直流穩壓電源，或者 帶開關功能的大功率5V電流穩壓電源對系統進行供電，所述銅匙電源依次 經過反向保護電路(112)、浪湧吸收電路(114)、濾波電路(116)，點火電 源檢測電路(118)後提供微處理器電源檢測端作開機信號。
4. 如權利要求1所述的汽車用組合儀表電子控制系統，其特徵在於 所述信號輸入電路包括數位訊號採樣電路(22)、模擬信號採樣電路(24)、 以及開關信號採樣電路(26)，所述數位訊號採樣電路包括車速信號採樣電路(222)與發動機轉速信 號採樣電路(224 )，採樣信號經過微處理器內的軟體處理後輸出車速表指示 位置編碼以及轉速表指示位置編碼到表頭電機驅動電路,輸出行駛裡程數顯 示內容編碼至LCD驅動電路，模擬信號採樣電路包括發動機冷卻水溫度信號採樣電路(242)與燃油 油量信號採樣電路(244 )，採樣信號經微處理器內的軟體處理後輸出水溫表 指示位置編碼以及油量表指示位置編碼到表頭電機驅動電路， 開關信號採樣電路包括ABS故障報警信號採樣電路(261)、安全帶未 系報警信號釆樣電路(262 )、機油壓力低報警信號採樣電路(263 )、自動變 速箱檔位信號採樣電路(264 )、發動機冷卻水位低報警信號採樣電路(265 ), 以及儀表照明調光信號釆樣電路(266)， ABS故障報警信號以及安全帶未 系報警信號輸入後分兩路 一路直接驅動LED指示燈， 一路輸入微處理器， 經軟體處理後輸出特定的音光報警信號，機油壓力低報警信號輸入微處理 器，經軟體處理後輸出特定的音光報警信號，自動變速箱檔位信號輸入到微 處理器，經軟體處理後輸出檔位顯示內容編碼到LCD驅動電路，發動機冷 卻水位低報警信號由液位傳感器提供,發動機冷卻水位^^艮警信號輸入至微 處理器，經軟體處理後輸出特定的聲光信號，儀表照明調光信號輸入至微處 理器，經軟體計算後輸入對應的脈寬調製控制信號至儀表照明驅動電路(86) 驅動儀表的LED照明燈。
5. 如權利要求l所述的汽車用組合儀表電子控制系統，其特徵在於 包括與微處理器相聯接的外圍電路,所述外圍電路包括其他報警指示燈電路(82)、蜂鳴器驅動電路(84)、儀表照明驅動電路(86)，以及系統調試接 口電路(88)。
6. 如權利要求1所述的汽車用組合儀表電子控制系統，其特徵在於 包括時鐘電^50)，時鐘顯示內容及控制指令經I2C總線與微處理器聯繫。
專利摘要一種汽車用組合儀表電子控制系統，包括電源電路、信號輸入電路、主控電路、LCD驅動電路、表頭電機驅動電路，主控電路採用單片機微處理器作為控制單元，信號輸入電路將採集到的信號輸入到微處理器後，經微處理器內的軟體處理後輸出至連接到微處理器輸出埠的LCD驅動電路以及表頭電機驅動電路。系統電源由蓄電池電源與鑰匙電源提供。本實用新型的優點在於1.採用統一的步進電機結構形式，由MCU集中控制，工作精度高，功能及通用性強，可靠性高，系統成本低。2.報警系統智能化。3.照明光線達到理想化要求，且功耗小，提高了系統的可靠性。6.系統採用雙電源供電。
文檔編號G01D7/02GK201050990SQ200620108569
公開日2008年4月23日 申請日期2006年10月12日 優先權日2006年10月12日
發明者洪 葉, 朱明星, 群 沈, 王海紅, 繆泉法, 陳榮明 申請人:紹興聯英汽車電子有限公司