一種嵌入式汽車(chē)數(shù)字儀表電路設(shè)計(jì)

　　汽車(chē)儀表是駕駛員與汽車(chē)的信息交流界面，對(duì)汽車(chē)安全以及經(jīng)濟(jì)行駛具有重要作用。近年來(lái)，隨著汽車(chē)電子技術(shù)的發(fā)展，汽車(chē)儀表顯示信息也不斷增加，而傳統(tǒng)機(jī)械指針式汽車(chē)組合儀表則無(wú)法滿足現(xiàn)在使用需求。特別是計(jì)算機(jī)、微電子和各種現(xiàn)場(chǎng)總線通信技術(shù)廣泛運(yùn)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(chē)儀表發(fā)展的必然趨勢(shì)。本文給出一種嵌入式汽車(chē)數(shù)字儀表設(shè)計(jì)方案。

　　電源和復(fù)位電路設(shè)計(jì)

　　該汽車(chē)數(shù)字儀表系統(tǒng)采用汽車(chē)蓄電池供電，汽車(chē)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(dòng)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(shí)能夠及時(shí)存儲(chǔ)里程信息，電源地需接一只1 000 μF的電容。掉電時(shí)，大電容可以確保S3C44BOX工作一段時(shí)間，完成里程信息的存儲(chǔ)。復(fù)位電路采用專用的復(fù)位電路IPM811實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)穩(wěn)定啟動(dòng)。圖2為系統(tǒng)電源電路。

　　車(chē)速、水溫、油量以及開(kāi)關(guān)量的處理電路設(shè)計(jì)

　　由于汽車(chē)大多工作在惡劣環(huán)境下，將干擾車(chē)速傳感器信號(hào)，因此在輸入至中斷端口EINT0前需要對(duì)車(chē)速脈沖信號(hào)進(jìn)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(chē)速脈沖信號(hào)。車(chē)速脈沖調(diào)理電路如圖3所示。

　　水溫、油量信號(hào)是電阻信號(hào)，須轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)，再將其電壓信號(hào)輸入至S3C44BOX的AD端口。而其他開(kāi)關(guān)量則經(jīng)過(guò)濾波降壓后輸入至S3C44BOX的I／O端口。

　　CAN總線通信電路設(shè)計(jì)

　　S3C44BOX無(wú)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(guò)設(shè)置 S3C44BOX的SIO模塊所對(duì)應(yīng)的寄存器實(shí)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(shí)序相配合。CAN總線通信電路如圖 4所示。

　　步進(jìn)電機(jī)表頭電路等。其中步進(jìn)電機(jī)選用Switec的汽車(chē)儀表專用步進(jìn)電機(jī)X15.168，以及專用四通道步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)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(shí)時(shí)操作系統(tǒng)μC／OS_II設(shè)計(jì)了一款高精度高、高靈敏度、工作穩(wěn)定的嵌入式總線汽車(chē)數(shù)字儀表。S3C44BOX資源豐富、執(zhí)行速度快，能擴(kuò)展很多種功能，如IC卡、GPS、黑匣子等；加之嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)簡(jiǎn)化了應(yīng)用程序，可高效實(shí)時(shí)地調(diào)用系統(tǒng)任務(wù)，因此本汽車(chē)數(shù)字儀表系統(tǒng)能夠很好地解決汽車(chē)儀表邁向綜合信息化的問(wèn)題。