論汽車電子儀表系統(tǒng)的開發(fā)

李安玉

摘 要：電子儀表系統(tǒng)是汽車的重要組成部分，用于完成駕駛員和車輛的信息交流，是實現(xiàn)安全行駛與經(jīng)濟行駛的重要保障。在汽車生產(chǎn)設(shè)計行業(yè)快速發(fā)展的背景下，基于計算機技術(shù)與汽車電子技術(shù)，汽車電子儀表系統(tǒng)的功能開發(fā)更加完善，逐漸實現(xiàn)了儀表的電子化與數(shù)字化。對汽車電子儀表系統(tǒng)的開發(fā)，需要強調(diào)系統(tǒng)的高精度、高靈敏度以及高便利性等要求，遵循專業(yè)原則，做好每一個細節(jié)控制，保證可以滿足日常行駛需求。

關(guān)鍵詞：汽車;電子儀表;系統(tǒng)開發(fā)

基于國內(nèi)外汽車電子儀表設(shè)計的現(xiàn)狀，以實現(xiàn)系統(tǒng)功能的進一步完善為目的，確定系統(tǒng)總體方案，明確硬件系統(tǒng)以及軟件系統(tǒng)基礎(chǔ)功能，通過對各個節(jié)點的優(yōu)化，保證電子儀表系統(tǒng)功能優(yōu)良，對外部各種因素的干擾具有較強的抵抗能力。并且，還可以根據(jù)實際需求對系統(tǒng)做進一步的擴展，提高系統(tǒng)的實用性與經(jīng)濟性，切實滿足駕駛員的操作需求。

一、汽車電子儀表開發(fā)原則

1.可靠性原則

對于汽車來講，在對其各基礎(chǔ)功能系統(tǒng)進行開發(fā)設(shè)計時，最為核心的要求就是安全性與可靠性，保證能夠完全滿足安全駕駛的要求，為保證駕駛員的行車安全提供支持。汽車作為代步工具被越來越多的人所接受，在滿足日常生活工作需求的同時，人們對其的要求更側(cè)重于生命安全的保障。因此在針對汽車電子儀表進行開發(fā)設(shè)計時，必須要堅持可靠性原則，可以為駕駛員提供可靠的參數(shù)信息，使得駕駛員可以在行車過程中掌握車輛運行狀態(tài)，進而作出正確指令和操作，降低危險隱患[1]。

2.簡單性原則

汽車駕駛所面對的環(huán)境比較復(fù)雜，駕駛員除了要掌握車輛行駛參數(shù)以外，更多的注意力需要兼顧道路交通情況?；诖颂攸c就需要汽車電子儀表的外觀以及表現(xiàn)形式更為簡單，可以更直觀的展現(xiàn)出各項參數(shù)，確保駕駛員只需要花費較少的精力便可獲取汽車運行速度信息、里程信息、電量信息、油量信息等，并精準判斷作出合適的操作[2]。

3.舒適性原則

電子儀表不僅是汽車的重要功能系統(tǒng)，同時也是汽車內(nèi)部裝飾核心部分，堅持舒適性原則，提高電子儀表的美觀性與舒適性，對提高車輛品質(zhì)檔次具有重要意義，并且可以使得駕駛員在行車過程中保持愉悅的心情。例如現(xiàn)在大部分的汽車電子儀表均是采用的LED燈裝飾，不僅顯示界面更加清晰明確，而且可以提高駕駛員行車過程中的舒適感覺。

二、汽車電子儀表開發(fā)要點

1.電子儀表板功能

確定汽車電子儀表系統(tǒng)的基礎(chǔ)功能，主要包括以下幾個方面：①自檢功能。在正常通電后，電子儀表板可自檢，LED信號燈（紅色、黃色、綠色）亮起顯示為功能正常，故障信息則是以閃爍信號顯示。②數(shù)據(jù)采集與記錄。對各種行車參數(shù)進行測量，包括行駛時間、行駛里程、行駛速度、溫度、壓力等。還可以完成模擬信號、數(shù)字信號以及開關(guān)量信號的采集[3]。③數(shù)據(jù)處理。對采集的各項數(shù)據(jù)參數(shù)進行處理，根據(jù)結(jié)果判斷是否存在異常需要報警。數(shù)據(jù)無異?？芍苯语@示儀表界面上。④數(shù)據(jù)顯示。儀表板顯示面板可以準確顯示各類信息，包括實時時間、實時日期、實時車速以及各類警報信息等。⑤數(shù)據(jù)通信?？蓪崿F(xiàn)外部環(huán)境之間的相互通信，完成數(shù)據(jù)的交匯。⑥掉電保護。汽車電子儀表系統(tǒng)的開發(fā)設(shè)計，要點之一及時要做到數(shù)據(jù)及時處理和顯示，如果受部分因素影響導(dǎo)致儀表系統(tǒng)板掉電，系統(tǒng)需要及時進行檢測，同時對當前數(shù)據(jù)進行保存。

2.系統(tǒng)硬件設(shè)計

2.1系統(tǒng)架構(gòu)

對汽車電子儀表系統(tǒng)硬件的設(shè)計，首先需要確定系統(tǒng)架構(gòu)組成。輸入部分包括時鐘、傳感器及信號處理器與電源模塊;輸出即顯示部分，包括步進馬達、彩色顯示屏、LED指示燈、喇叭與EEPROM。應(yīng)用16位單片機嵌入式系統(tǒng)來將系統(tǒng)的輸入和輸出部分相連，并利用CAN總線來完成和汽車其他電子控制裝置的可靠通信。

2.2CAN節(jié)點電路

在汽車電子儀表硬件系統(tǒng)中，是基于CAN總線來做到與其他電子控制設(shè)備的可靠通信的，應(yīng)將其作為系統(tǒng)通信的核心控制點進行研究。另外，系統(tǒng)通過嵌入CAN通信控制器，利用此電子元件來保證在復(fù)雜行駛過程中汽車電路擾動不會影響到CAN總線的通信功能，以及如果總線啟動異常時刻對故障原因進行檢查，并恢復(fù)正常壓力，確保總線功能可以正常運行[4]。

2.3LCD模塊

LCD為汽車儀表系統(tǒng)的顯示窗口，主要顯示的為車門狀態(tài)、里程信息和其他一些文字報警信息等。常用顯示屏包括液晶顯示屏（LCD）及有機電致發(fā)光顯示屏（PLED），其前者相較后者性價比更高。TFT-LCD相較于TN-LCD、STN-LCD，在設(shè)計時是針對液晶顯示屏的各像素均設(shè)置一個薄膜晶體管（TFT），可有效消除非選通時的串擾問題，顯示液晶屏的靜態(tài)特性不受掃描線數(shù)影響，顯示的圖像質(zhì)量更高。另外，面對數(shù)字儀表系統(tǒng)的普及，顯示屏的設(shè)計還需要注意人機互動功能，實現(xiàn)人、機、環(huán)境的充分交互，用戶可以根據(jù)個人喜好選擇不同的顯示主題，通過菜單設(shè)置來完成各項功能的調(diào)整，提高駕駛體驗感。

3.系統(tǒng)軟件設(shè)計

3.1軟件設(shè)計流程

系統(tǒng)軟件是確保汽車電子儀表硬件功能正常實現(xiàn)的前提，通過對系統(tǒng)軟件運行特點分析可知，汽車電子儀表工作狀態(tài)是由初始化過渡到循環(huán)運行兩個部分。當汽車電子儀表系統(tǒng)通電啟動時，電機、時鐘以及定時器等車載電子設(shè)備初始化動作，儀表板顯示里程參數(shù)，且指針歸零。

3.2bootload在線升級

汽車電子集成功能越來越復(fù)雜，為滿足軟件遠程/在線功能升級以及bug修復(fù)需求，在進行汽車儀表系統(tǒng)設(shè)計時，需要重視bootload的開發(fā)。bootload在線升級功能的實現(xiàn)，必須要滿足以下三個條件：①與遠程程序下載端建立可靠的總線通信，并對需要更新的應(yīng)用程序下載獲取;②對應(yīng)用程序編程文件進行解析，獲得其在FLASH中的地址與程序代碼、數(shù)據(jù);③運行FLASH驅(qū)動將應(yīng)用程序的代碼以及數(shù)據(jù)編程到FLASH內(nèi)并校驗其完整性，最后完成應(yīng)用程序的更新。

結(jié)束語

在整個汽車設(shè)計制造行業(yè)的快速發(fā)展中，汽車電子儀表的開發(fā)設(shè)計進程也在不斷的加快，技術(shù)標準以及水平已經(jīng)上升到了一個全新的高度。堅持可靠性、間接性以及舒適性基本原則，做好硬件和軟件系統(tǒng)設(shè)計，確保能夠全面滿足駕駛員行車需求。

參考文獻

[1]劉金澤，魏麗娜，王大偉.汽車電子儀表虛擬測試系統(tǒng)的研發(fā)[J].科技與企業(yè)，2014（10）：131.

[2]范立云.有關(guān)汽車電子儀表系統(tǒng)開發(fā)的探究[J].河南科技，2013（19）：120.

[3]吳勝德.如何對汽車電子儀表顯示系統(tǒng)故障進行檢修[J].黑龍江交通科技，2010，33（02）：127-128.

[4]楊正才.汽車電子儀表系統(tǒng)研究與開發(fā)[D].重慶交通大學(xué)，2008.