基于單片機(jī)的智能汽車儀表設(shè)計(jì)探討

劉翠莉

摘要：當(dāng)前現(xiàn)代科技的發(fā)展十分迅速，對(duì)各行各業(yè)的發(fā)展都帶來了巨大的影響，汽車行業(yè)在進(jìn)行汽車制造的過程中，已經(jīng)開始向著智能化的方向進(jìn)行發(fā)展，而且設(shè)計(jì)制造出來了一些新型的智能化汽車。在進(jìn)行智能汽車儀表設(shè)計(jì)時(shí)，需要?jiǎng)?chuàng)新設(shè)計(jì)思路，將單片機(jī)作為控制核心進(jìn)行設(shè)計(jì)，通過儀表儀器的設(shè)計(jì)來顯示里程，并且制作電機(jī)驅(qū)動(dòng)指針，用來顯示轉(zhuǎn)速和車速等，在進(jìn)行電源設(shè)計(jì)時(shí)，還具備相應(yīng)的掉電保護(hù)功能。本文就基于單片機(jī)的智能汽車儀表設(shè)計(jì)進(jìn)行相關(guān)的分析和探討。

關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī);智能汽車;儀表設(shè)計(jì);分析探討

儀表裝置可以記錄和顯示汽車在不同行駛狀態(tài)下的各種參數(shù)，儀器在應(yīng)用的過程中可以保證汽車的行駛可靠，確保用戶能夠安全駕駛。但是當(dāng)前在進(jìn)行汽車設(shè)計(jì)制造的過程中，很多儀表儀器的設(shè)計(jì)還是存在一定的問題，需要對(duì)這些問題進(jìn)行深入的分析，并且采取有效的措施來解決這些問題，才能符合智能汽車儀表設(shè)計(jì)的預(yù)期效果。而且在進(jìn)行儀表設(shè)計(jì)的過程中，需要改變傳統(tǒng)的核心設(shè)計(jì)理念。傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)通用性比較差，而且重量比較大，體積也比較大，在生產(chǎn)的過程中工藝技術(shù)比較復(fù)雜，需要應(yīng)用新型的技術(shù)進(jìn)行儀表設(shè)計(jì)。

一、基于單片機(jī)的智能汽車儀表系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及工作原理

智能化汽車儀表儀器裝置的結(jié)構(gòu)主要有4個(gè)部分組成。包含電源、行駛狀態(tài)信號(hào)采集和行駛狀態(tài)信號(hào)處理、驅(qū)動(dòng)部分以及儀表顯示等部分組成。儀表儀器裝置在工作的過程中，主要是通過傳感器設(shè)備的應(yīng)用，對(duì)車輛行駛狀態(tài)下的各種信息內(nèi)容進(jìn)行實(shí)時(shí)的采集，然后通過模擬動(dòng)作，由信號(hào)處理模塊對(duì)信息內(nèi)容進(jìn)行過濾和放大，并且實(shí)現(xiàn)隔離和整合功能，將其變換為標(biāo)準(zhǔn)的方波信號(hào)，送入單片機(jī)裝置，由其發(fā)出統(tǒng)一的控制命令，驅(qū)動(dòng)電機(jī)和儀表裝置來實(shí)現(xiàn)相關(guān)的功能狀態(tài)。

二、智能儀表硬件電路設(shè)計(jì)

（1）主芯片設(shè)計(jì)

在進(jìn)行硬件電路設(shè)計(jì)的過程中，主芯片的設(shè)計(jì)是非常重要的，單片機(jī)智能化儀表儀器主要選用了單片機(jī)芯片作為核心裝置，這種芯片的成本比較低廉，而且連接的接口電路比較簡(jiǎn)單，在使用的過程中抗干擾能力比較強(qiáng)，功能的消耗率比較低，具備較好的兼容性，而且編程方式比較靈活。

（2）電源電路設(shè)計(jì)

在進(jìn)行儀表設(shè)計(jì)的過程中，電源主要是由信號(hào)和蓄電池提供的。芯片可以為系統(tǒng)提供相應(yīng)的工作電壓，而且在進(jìn)行輸入的過程中，采用了二極管進(jìn)行保護(hù)，還可以進(jìn)行電容儲(chǔ)能，在輸出的過程中，應(yīng)用了濾波電容，因此電源的使用時(shí)間更長。

（3）行駛狀態(tài)信號(hào)采集處理設(shè)計(jì)

在對(duì)汽車行駛狀態(tài)下信號(hào)進(jìn)行采集時(shí)，可以應(yīng)用傳感器設(shè)備。霍爾傳感器可以采集車速信息，可變式燃油傳感器可以采集燃油信息，溫度傳感器可以采集水溫信息。在對(duì)汽車行駛狀態(tài)下的信號(hào)進(jìn)行處理時(shí)，因?yàn)椴杉降男畔?shù)據(jù)有所不同，而且在處理的過程中存在一定的困難。信號(hào)的差異性比較大，因此在進(jìn)行處理的過程中，需要采用不同的處理電路對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理，并且將其轉(zhuǎn)變?yōu)閱纹瑱C(jī)能夠接收的信號(hào)模式。在處理的過程中，還需要對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行改變，才能更好的轉(zhuǎn)換信號(hào)，并且將信號(hào)發(fā)送到單片機(jī)設(shè)備中。

（4）驅(qū)動(dòng)模塊及顯示模塊設(shè)計(jì)

在進(jìn)行驅(qū)動(dòng)模塊及顯示模塊進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，需要選用正確的電機(jī)設(shè)備，而且要保證電機(jī)設(shè)備的最大角速度符合當(dāng)前儀器的應(yīng)用形式。這種設(shè)備的流量消耗率比較低，適應(yīng)的范圍比較大，而且設(shè)備的體積比較小，在應(yīng)用的過程中具有相對(duì)的優(yōu)勢(shì)，其配套的驅(qū)動(dòng)控制器在應(yīng)用的過程中也比較方便。在對(duì)顯示模塊進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，可以應(yīng)用LCD液晶裝置，并且配備相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)電路來顯示汽車行駛狀態(tài)下的里程數(shù)據(jù)，這種裝置的接觸方式比較特殊，總共有兩種顯示方式。

三、智能儀表軟件程序設(shè)計(jì)

（1）初始化設(shè)計(jì)

在對(duì)智能化儀表儀器軟件程序進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中，首先要做好初始化設(shè)計(jì)，初始化設(shè)計(jì)的主要功能是對(duì)系統(tǒng)的參數(shù)配置進(jìn)行初始化設(shè)定，需要對(duì)蓄電池的供電狀態(tài)進(jìn)行準(zhǔn)確的判斷，然后對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行判斷，接下來才能對(duì)儀表儀器進(jìn)行初始化設(shè)計(jì)，并且在相關(guān)的儀器上顯示出車輛行駛狀態(tài)下的信息內(nèi)容。

（2）車速及里程處理模塊設(shè)計(jì)

這一部分的設(shè)計(jì)主要是為了對(duì)汽車行駛狀態(tài)下的車速信息和里程信息進(jìn)行處理，信息主要是通過霍爾傳感器傳送到單片機(jī)中，在傳送的過程中，車速的大小值和脈沖信號(hào)數(shù)量是成正比的關(guān)系。在進(jìn)行脈沖信號(hào)儲(chǔ)存的過程中，可以通過定時(shí)器設(shè)備進(jìn)行儲(chǔ)存。如果當(dāng)前汽車的車速為有效數(shù)值，就需要對(duì)參數(shù)進(jìn)行判斷。而且在進(jìn)行參數(shù)讀取的過程中，需要對(duì)車速進(jìn)行計(jì)算。里程表數(shù)據(jù)的處理過程和車速處理過程有些類似，其中存在差異的部分是顯示模塊。

（3）水溫及燃油處理模塊設(shè)計(jì)

在對(duì)水溫及燃油處理模塊進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，需要應(yīng)用傳感器設(shè)備，而且要對(duì)信號(hào)量進(jìn)行測(cè)量，通過相應(yīng)的電路來驅(qū)動(dòng)指針轉(zhuǎn)動(dòng)。燃油表的設(shè)計(jì)主要是顯示汽車的燃油量，是通過傳感器設(shè)備，將燃油信息轉(zhuǎn)變?yōu)榭煽刂频碾娮柚担ㄟ^電路的處理轉(zhuǎn)化為信號(hào)，傳輸?shù)絾纹瑱C(jī)，然后在儀表儀器上進(jìn)行顯示。

結(jié)語

綜上所述，在進(jìn)行智能汽車儀表設(shè)計(jì)的過程中，要想實(shí)現(xiàn)智能汽車的設(shè)計(jì)理念，就需要將單片機(jī)技術(shù)與電機(jī)技術(shù)進(jìn)行結(jié)合，才能完善傳統(tǒng)汽車的儀表儀器功能，實(shí)現(xiàn)智能化發(fā)展。同時(shí)這種儀表儀器在應(yīng)用的過程中具有較高的可靠性，價(jià)格比較低廉，測(cè)量的精確度比較高，甚至刻度盤表的指針在進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)的過程中具有平滑的優(yōu)勢(shì)，不會(huì)出現(xiàn)抖動(dòng)等問題，可以滿足現(xiàn)代智能汽車儀表儀器顯示的要求，還可以提高指示的準(zhǔn)確度，在應(yīng)用的過程中具有更高的優(yōu)勢(shì)。而且在生產(chǎn)的過程中，工藝技術(shù)也不是特別的復(fù)雜，可以促進(jìn)汽車行業(yè)進(jìn)行可持續(xù)發(fā)展。