论文部分内容阅读
摘要：尽管近年来我国的电子科技水平有了提高，但是仪表指针不稳定、测量误差较大、发热、警报不工作等故障需要同电才可以观察到，要避免这些情况需提高我们的技术，推动模拟汽车组合电子仪表的智能化，减少故障发生的频率。
关键词：模拟汽车组合；电子仪表；智能化
一、前言
由于我国本土制造企业相对的缺乏资金，大量的专业性人才大量流失于外部，设备水平难以跟进，无法进行对功能上的测试，使我国电子仪器在技术上落后于其它发达国家。这就导致我国需要对汽车的电子仪表进行智能化的改进，不断提升其工作效率，减少运行故障的产生。
二、开发过程中遇到的问题难题
2.1 技术的落后
由于汽车工业属于重工业，所以被看作是评价一个国家发展状况的重要依据，而汽车电子仪表正是汽车产业得以发展的关键因素。由于我国传统的汽车仪表多为机械式的，其性能远远不如其它发达国家所制造的仪表，误差率极高，使驾驶员很难快速准确的了解车辆的功能数据，进而影响驾驶员的正确操控。但随着我国经济的发展，在电子领域颇有造诣，对汽车电子仪表的使用水平上升到了一个新高度。由于老式仪表的显示盘缺乏人性化考虑，难以进行采集大量数据，更无法形成图像去提供驾驶所需要的信息，影响了驾驶员的畅快享受[1]。
2.2 分类太多难以合成
汽车电子仪表有很多类，尤其是液晶材料的仪表，需要高度的集中各种仪表的放置，尽量在一部分；由于司机在驾驶过程中注意力会被分散到各个情形中，既需要观察道路情况又要注意车速或者油耗等其他指标，所以需要仪表的程序做到高效快捷，而传统电子仪表的操作状态很繁杂，会使司机的驾驶很不安全，这就需要去合成我们的电子仪表，以提高驾驶效率 [2]。
三、解决开发问题的办法
3.1 借鉴发达国家的技术
电子仪表的开发问题不仅仅是我国技术落后的原因，还有我们对新型设备不敏感的原因，如果能够使用最新型元器件进行合理搭配，去组建综合性的测量系统，汽车电子仪表性能也可以很强大。如剩余油量、允许行驶里程的计算也可以表现为对其他信息的加工处理，这就是一体式信息处理的模式。除此之外，每个仪表都需要一个合理的量程，既超过最大值时仪表将自动损坏，且量程越小数据越准确，所以在提高仪表的精准度方面，只需有关人员根据实际需要去选择一个合理的量程。在故障的监测与维修方面，需要技术人员掌握基本的处理方法，先凭直观感觉去判断故障出现的原因，诸如元器件严重受损时表现为表面颜色的变化或者溢出大量的泡沫；被烧坏的机器会有一种特殊的味道；内部电线发生短路时会发热；当然，有些故障可以用肉眼观察到，像铁板和电线的接触，线的烧断，铜箔的老化，器件自身断裂问题，保险丝的烧熔等 [3]。
3.2 基于QNX操作系统的汽车全液晶仪表
从目前情况来看，全液晶仪表将成为未来市场的主导，因此各企业要在此角度上考虑自己的企业战略。好的系统是液晶仪表拥有好质量的基础，最近有一种叫做QNX的操作系统，而软件正式这一系统最关键的一部分，这种系统可以对不同图形进行收集和呈现，还拥有CAN等反馈组件。此外，此系统能够很好地完成汽车仪表的总流程，即从汽车启动开始各设备的初始化，当初始化结束后，此系统开始运行，对各数据进行更新，在汽车行驶结束时，该系统会自动关闭不再使用的功能来节约电量，各指针回到零位置。此系统体现了高度的人性化，是应该被考虑的设计理念[4]。
四、模拟汽车组合电子仪表的发展现状
Freescale公司是目前全球领先的半导体公司之一，它为汽车电子，消费电子，工业控制，网络和无线市场设计并制造了众多的嵌入式半导体产品，拥有多达19000种产品。Freescale公司是全球十大芯片制造商之一，2005年的收入达58亿美元，在8位，16位和32位微型控制器领域均处于技术领先地位。Freescale微控制器的特点是：技术成熟，可靠性好，抗干扰性和电磁兼容性强，内部资源较多，品种全，选择余地大，新品种多[5]。
4.1 具体内容
选取步进电机作为执行器，笔段式动态驱动液晶模块用于里程/单次里程或时间日期的显示。发光二极管分别用于显示制动、危险、机油压力、电瓶、发动机以及空档信息，车速和发动机转速为脉宽调制信号或来自串口输入，通过定时器模块的输入捕捉功能得到其频率，换算得出数据。为了模拟现场，需要一台小型的有刷直流电机来模拟汽车引擎，用此单片机的PWM模块输出PWM信号给直流电机驱动芯片，使得电机转动，来实现汽车转动时的现场模拟，已做到测速的效果，而驱动芯片可以用飞思卡尔的MC33886，当然，也需要模擬一部小型的舵机，来模拟汽车的转向，以测试转向灯的效果，还要小型的水缸，模拟油箱，并且安装水压传感器，将所得转换为电信号，通过AD转换，变为数字量，通过软件进行处理[6]。
4.2 软件选择
在软件方面，先初始化函数 ，内部总线倍频至8M；设置IO口的输入输出；设置定时器模块的某通道为捕捉功能；SCI波特率9600，设置PWM功能，并联级使用，形成16位PWM，提高分辨率，开启AD转换，开接收中断；从用户eeprom中读取先前记录的里程数据，并根据信号加以显示。中断服务程序，外部中断：断电后短时间内利用大电容的放电使指针回零。遵循一定的上位机协议，接受命令，改变LCD显示内容，改变车速和转速数据。数据处理程序 将由外部输入的脉冲信号进行数据处理，最后得到车速，转速等一些汽车的状态参数。对危急情况进行处理，当仪表发生故障而误导驾驶人员时，应急处理程序将使单片机断电复位，并发出警报，直至故障处理完成。主函数 LCD上显示转速，车速，油压以及各汽车只要状态参数。
五、结束语
文章围绕模拟汽车组合电子仪表的智能化展开介绍，其中针对电子仪表当前出现的问题和改进的难度展开，然后指出了电子仪表的发展现状和主要内容，希望可以不断推动其智能化进程。
参考文献：
[1] 申立男. 浅谈汽车电子技术在仪表中的应用[J]. 城市建设理论研究：电子版， 2015， 5（34）.
[2] 卢嘉伟. 浅析PLC在汽车电子仪表中的应用[J]. 科学技术创新， 2015（26）.
[3] 沈红卫， 杨建生. 基于CAN的汽车组合仪表运转台[J]. 仪表技术与传感器， 2004（11）：44-45.
[4] 邓宗权. 基于ARM9嵌入式车载智能仪表HMI系统的设计实现[D]. 电子科技大学， 2014.
[5] 郭艳坤. 针对工业自动化仪器仪表的控制浅析[J]. 工业c， 2016（6）：00090-00090.
[6] 谭健. 浅析测试仪器的现状及发展趋势[J]. 商品与质量， 2016（5）.
（作者单位：长城汽车股份有限公司
河北省汽车工程技术研究中心）
关键词：模拟汽车组合；电子仪表；智能化
一、前言
由于我国本土制造企业相对的缺乏资金，大量的专业性人才大量流失于外部，设备水平难以跟进，无法进行对功能上的测试，使我国电子仪器在技术上落后于其它发达国家。这就导致我国需要对汽车的电子仪表进行智能化的改进，不断提升其工作效率，减少运行故障的产生。
二、开发过程中遇到的问题难题
2.1 技术的落后
由于汽车工业属于重工业，所以被看作是评价一个国家发展状况的重要依据，而汽车电子仪表正是汽车产业得以发展的关键因素。由于我国传统的汽车仪表多为机械式的，其性能远远不如其它发达国家所制造的仪表，误差率极高，使驾驶员很难快速准确的了解车辆的功能数据，进而影响驾驶员的正确操控。但随着我国经济的发展，在电子领域颇有造诣，对汽车电子仪表的使用水平上升到了一个新高度。由于老式仪表的显示盘缺乏人性化考虑，难以进行采集大量数据，更无法形成图像去提供驾驶所需要的信息，影响了驾驶员的畅快享受[1]。
2.2 分类太多难以合成
汽车电子仪表有很多类，尤其是液晶材料的仪表，需要高度的集中各种仪表的放置，尽量在一部分；由于司机在驾驶过程中注意力会被分散到各个情形中，既需要观察道路情况又要注意车速或者油耗等其他指标，所以需要仪表的程序做到高效快捷，而传统电子仪表的操作状态很繁杂，会使司机的驾驶很不安全，这就需要去合成我们的电子仪表，以提高驾驶效率 [2]。
三、解决开发问题的办法
3.1 借鉴发达国家的技术
电子仪表的开发问题不仅仅是我国技术落后的原因，还有我们对新型设备不敏感的原因，如果能够使用最新型元器件进行合理搭配，去组建综合性的测量系统，汽车电子仪表性能也可以很强大。如剩余油量、允许行驶里程的计算也可以表现为对其他信息的加工处理，这就是一体式信息处理的模式。除此之外，每个仪表都需要一个合理的量程，既超过最大值时仪表将自动损坏，且量程越小数据越准确，所以在提高仪表的精准度方面，只需有关人员根据实际需要去选择一个合理的量程。在故障的监测与维修方面，需要技术人员掌握基本的处理方法，先凭直观感觉去判断故障出现的原因，诸如元器件严重受损时表现为表面颜色的变化或者溢出大量的泡沫；被烧坏的机器会有一种特殊的味道；内部电线发生短路时会发热；当然，有些故障可以用肉眼观察到，像铁板和电线的接触，线的烧断，铜箔的老化，器件自身断裂问题，保险丝的烧熔等 [3]。
3.2 基于QNX操作系统的汽车全液晶仪表
从目前情况来看，全液晶仪表将成为未来市场的主导，因此各企业要在此角度上考虑自己的企业战略。好的系统是液晶仪表拥有好质量的基础，最近有一种叫做QNX的操作系统，而软件正式这一系统最关键的一部分，这种系统可以对不同图形进行收集和呈现，还拥有CAN等反馈组件。此外，此系统能够很好地完成汽车仪表的总流程，即从汽车启动开始各设备的初始化，当初始化结束后，此系统开始运行，对各数据进行更新，在汽车行驶结束时，该系统会自动关闭不再使用的功能来节约电量，各指针回到零位置。此系统体现了高度的人性化，是应该被考虑的设计理念[4]。
四、模拟汽车组合电子仪表的发展现状
Freescale公司是目前全球领先的半导体公司之一，它为汽车电子，消费电子，工业控制，网络和无线市场设计并制造了众多的嵌入式半导体产品，拥有多达19000种产品。Freescale公司是全球十大芯片制造商之一，2005年的收入达58亿美元，在8位，16位和32位微型控制器领域均处于技术领先地位。Freescale微控制器的特点是：技术成熟，可靠性好，抗干扰性和电磁兼容性强，内部资源较多，品种全，选择余地大，新品种多[5]。
4.1 具体内容
选取步进电机作为执行器，笔段式动态驱动液晶模块用于里程/单次里程或时间日期的显示。发光二极管分别用于显示制动、危险、机油压力、电瓶、发动机以及空档信息，车速和发动机转速为脉宽调制信号或来自串口输入，通过定时器模块的输入捕捉功能得到其频率，换算得出数据。为了模拟现场，需要一台小型的有刷直流电机来模拟汽车引擎，用此单片机的PWM模块输出PWM信号给直流电机驱动芯片，使得电机转动，来实现汽车转动时的现场模拟，已做到测速的效果，而驱动芯片可以用飞思卡尔的MC33886，当然，也需要模擬一部小型的舵机，来模拟汽车的转向，以测试转向灯的效果，还要小型的水缸，模拟油箱，并且安装水压传感器，将所得转换为电信号，通过AD转换，变为数字量，通过软件进行处理[6]。
4.2 软件选择
在软件方面，先初始化函数 ，内部总线倍频至8M；设置IO口的输入输出；设置定时器模块的某通道为捕捉功能；SCI波特率9600，设置PWM功能，并联级使用，形成16位PWM，提高分辨率，开启AD转换，开接收中断；从用户eeprom中读取先前记录的里程数据，并根据信号加以显示。中断服务程序，外部中断：断电后短时间内利用大电容的放电使指针回零。遵循一定的上位机协议，接受命令，改变LCD显示内容，改变车速和转速数据。数据处理程序 将由外部输入的脉冲信号进行数据处理，最后得到车速，转速等一些汽车的状态参数。对危急情况进行处理，当仪表发生故障而误导驾驶人员时，应急处理程序将使单片机断电复位，并发出警报，直至故障处理完成。主函数 LCD上显示转速，车速，油压以及各汽车只要状态参数。
五、结束语
文章围绕模拟汽车组合电子仪表的智能化展开介绍，其中针对电子仪表当前出现的问题和改进的难度展开，然后指出了电子仪表的发展现状和主要内容，希望可以不断推动其智能化进程。
参考文献：
[1] 申立男. 浅谈汽车电子技术在仪表中的应用[J]. 城市建设理论研究：电子版， 2015， 5（34）.
[2] 卢嘉伟. 浅析PLC在汽车电子仪表中的应用[J]. 科学技术创新， 2015（26）.
[3] 沈红卫， 杨建生. 基于CAN的汽车组合仪表运转台[J]. 仪表技术与传感器， 2004（11）：44-45.
[4] 邓宗权. 基于ARM9嵌入式车载智能仪表HMI系统的设计实现[D]. 电子科技大学， 2014.
[5] 郭艳坤. 针对工业自动化仪器仪表的控制浅析[J]. 工业c， 2016（6）：00090-00090.
[6] 谭健. 浅析测试仪器的现状及发展趋势[J]. 商品与质量， 2016（5）.
（作者单位：长城汽车股份有限公司
河北省汽车工程技术研究中心）