汽車電子儀表系統開發的探究

張永財 劉埕呈

摘要：整個汽車行業的離不開電子技術的支持，尤其是儀表方面的應用，注重對汽車全液晶儀表的開發是未來的大趨勢。汽車儀表也走過了不同的歷史階段，從最簡單的機械裝置到如今的網絡化，在未來還會以液晶屏幕為基礎，駕駛室進行聯網，實現及功能與體驗為一體的駕駛模式。當然在對電子儀表的設計上要加強圖像處理的功能，提高其運行速度，來保證使用過程的穩定性。

關鍵詞：汽車；電子儀表；系統開發

1 開發過程中遇到的問題難題

1.1 技術的落后

由于汽車工業屬于重工業，所以被看作是評價一個國家發展狀況的重要依據，而汽車電子儀表正是汽車產業得以發展的關鍵因素。由于我國傳統的汽車儀表多為機械式的，其性能遠遠不如其它發達國家所制造的儀表，誤差率極高，使駕駛員很難快速準確的了解車輛的功能數據，進而影響駕駛員的正確操控。但隨著我國經濟的發展，在電子領域頗有造詣，對汽車電子儀表的使用水平上升到了一個新高度。由于老式儀表的顯示盤缺乏人性化考慮，難以進行采集大量數據，更無法形成圖像去提供駕駛所需要的信息，影響了駕駛員的暢快享受。盡管近年來我國的電子科技水平有了提高，但還是無法很好的滿足進口車的需求，這成了阻礙我國穩健發展的傀儡。除以上現狀外，我國不注重聲音儀表的技術發展，由于一些突發狀況不易被察覺，有了聲音儀表后可及時發現不正常情況，而且使用方便安全易被接受。

1.2 分類太多難以合成

汽車電子儀表有很多類，尤其是液晶材料的儀表，需要高度的集中各種儀表的放置，盡量在一部分；由于司機在駕駛過程中注意力會被分散到各個情形中，既需要觀察道路情況又要注意車速或者油耗等其他指標，所以需要儀表的程序做到高效快捷，而傳統電子儀表的操作狀態很繁雜，會使司機的駕駛很不安全，這就需要去合成我們的電子儀表，以提高駕駛效率。基于我國汽車儀表產品技術的落后、外觀的設計很簡易、缺乏耐用性等不足，對于各種儀表的合成就更加困難了。很多國家在使用全數字式的汽車電子儀表，其很好的把各類儀表進行了組合使儀表的利用效率大大提高，可我國目前的技術狀況還難以滿足這樣的要求。作為汽車的一部分，電子儀表行業也將面臨這一問題，各企業要考慮自己的優勢，掌握發展方向，最好能夠把各種儀表進行合理的組合，以提高競爭力。

2 具體開發過程

2.1 系統的軟件開發與利用

對于一個系統來說，軟件是這個系統的核心部分。軟件設計到了很多計算機編程及處理傳感等方面的知識。汽車電子儀表系統的軟件部分大約包括以下幾個部分。有信號處理模塊，通訊模塊，管理模式等。這個系統的軟件需要具備駕駛過程中的車速記錄，超速過程記錄，行駛路程里程數，0.2秒中斷等的作用，才是一個完整的軟件設備。在這個系統里，較為重要的模塊有四個，即AD 采樣轉換模塊、RS232 串口通訊模塊、軟件看門狗模塊和外部事件捕捉模塊。AD采樣轉換模式相當于一個輸入系統，它利用具有的片內模數轉換部件 ADC將反映系統內部及汽車的狀況的信號轉換成電信號，儲存并進行分析。RS232 串口通訊模塊對信息同時具有發送和接受的能力，它對于字節的讀取與存儲是連續的，工作模式包括一種同步模式和三種異步模式，它能將震蕩頻率通過波特率發生器轉換為波特率，然后進行自主分析。軟件看門狗模塊起到了檢測的作用，在微控制器進入錯誤的處理器狀態時，可以在一定時間內使其復位。看門狗定時器包括一個帶有11位預分頻器的8位定時器，用戶可以自行對其定時時間進行設置或重設。外部事件捕捉模塊，顧名思義就是捕捉外部環境狀況，作用是對外界特殊情況可以作出中斷。現在較為流行的是步進電機式汽車電子儀表，它具有很多的優點，如可以很精確的收集和展示信息，響應時間短暫，在各個方面有運用等在汽車電子儀表的系統中，步進電機靠微控制器MCU來驅動。驅動方式包括整步驅動、分步驅動以及微步驅動。

2.2 系統硬件上的研究

現代智能汽車電子儀表系統的硬件主要以SC32440核心，RAM內存和NAND FLASH作為儲存介質，外部設備作為信息輸入與輸出的場所。一些其他零件包括LED燈，觸摸屏和各種接口等。各種接口將系統的各個零件與功能連接起來，在這些接口中，以CAN總線接口為中心。為了讓CAN總線接口能發揮功能，抵抗各種干擾，一般在CAN之間加入一個光耦隔離器，可以隔離一般的電子和磁性的干擾，產生的噪聲也較為少，雖然增加了一個光耦隔離器可能增加了成本和技術要求，但是卻大大的增加了汽車電子儀表系統硬件的穩定性和安全性。電源在系統中也發揮著至關重要的作用，整個系統的運行依靠于電源，所以要選擇功率較大但是安全性能高的電源。同時，電源的持久性也是納入考慮的一個因素。電源在產生電能時會發出一些輻射，會對其周圍的儀器造成影響，可以設計一些裝置阻止電源產生的這些影響。CAN通信線上還可以加上電阻大的電阻箱，這樣可以起到增大負載，減少回波反射的作用。

2.3 一些干擾因素的影響與防治措施

在系統做出來之后，還要對系統進行抗干擾測驗，以檢測其是否合格，才能將其投入運行。一般常規的測驗包括環境物理干擾，電磁場干擾及感應脈沖電流干擾測驗。在汽車運行過程中，汽車會遭遇激烈震動或者經常會在雨雪天氣運行，這就要求汽車電子儀表系統具有抗震性和防水性。汽車開動時會產生不同程度的磁性和一些電流干擾，可能對電子儀表系統工作有影響。對于汽車電子儀表系統的硬件而言，應注意以下幾點，首先，對于靠近電路板的儀器要和電路板保持合適的距離，尺寸要嚴格按照標準來設計。其次，各元件要盡量減少導線的連接，而對于導線與導線之間而言，要增加其距離，防止其互相接到一起而發生短路現象。最后，要對一些易被電磁影響的元件做好防護措施，可以在外面加上絕緣材料等。而對于系統軟件而言，如果被外界情況所影響，就很有可能無法發揮正常的功能，會導致信息無法采集和反饋，數據發生錯誤，程序紊亂等事故。所以在設計軟件時一定要分析日常中常見的問題，在設計過程中將影響因素等編成程序輸入軟件中，在遇到干擾因素時可以自動作出防御措施與中斷措施，將干擾消除，恢復正常。

3結語

車行業的發展在一定程度上是借助電子儀表技術的發展逐漸實現的。雖然我國的現代汽車行業整體表現良好，但是實際上我國的汽車電子技術比起外國發達國家還有很大的一端距離。汽車電子儀表技術已經是汽車行業中一個十分關鍵的技術，雖然我國在這個方面也有研究，但是一直受到外國的打壓和沖擊，因此我國想要在這個方面有自己的技術還需要進行更加深入的研究與探討。

參考文獻：

[1]盧嘉偉.淺談汽車電子技術在儀表中的應用[J]. 黑龍江科技信息，2015，51（25）：101.

[2]周偉明.現代汽車電子技術及其在儀表中的應用[J]. 科學中國人，2016，27（14）：80.

（作者單位：長城汽車股份有限公司

河北省汽車工程技術研究中心）