發布日期：2022-08-22 點擊率：102
今后汽車將會越來越多地采用各種用途的電子化儀表，功能強大的電子儀表將成為發展趨勢。 引言 汽車行駛記錄儀是傳統汽車儀表系統的技術革新產品，涉及許多技術領域。 其核心概念及主要研究內容包括：儀表信息數字化、車內總線通訊與全車信息共享、整車統一調度以及基于全車信息的故障診斷等幾個方面。相信今后汽車將會越來越多地采用各種用途的電子化儀表，功能強大的電子儀表將成為發展趨勢。 汽車行駛記錄儀的系統結構 本系統由主機和上位機管理分析軟件兩部分組成。其中主機部分包括：信號輸入、數據保存和處理、數據顯示、數據通信、復位電路和掉電保護電路等。上位機軟件實現數據統計、查詢、分析等功能。整個系統作為汽車CAN網絡的一個節點，可以實現與其他CAN節點之間的通訊及數據傳輸等。 汽車行駛記錄儀的硬件設計 主處理器的選擇 目前汽車行駛儀表系統的微處理器一般采用8位MCS51單片機，此類單片機應用廣泛，價格相對較低，發展也較成熟，是記錄儀低端方案的首選。低端方案雖然能夠實現系統的基本功能，卻不能保證系統對實時性、大量數據的處理能力和擴展接口等各方面的要求，故考慮采用高端方案——32位RISC嵌入式處理器ARM。根據系統具體要求，選用Philips公司的LPC2292作為系統的主處理器。LPC2292基于ARM7TDMI內核、總線開放、144腳封裝、2個定時器、2路CAN、2路SPI接口、包含76個GPIO口、8路10位ADC以及多達9個外部中斷，是一款性價比較高的ARM芯片。 數據存儲方案的確定 本系統采用FRAM作為記錄儀存儲器，FRAM是美國Ramtron公司的產品，被稱為鐵電存儲器，其核心技術是鐵電晶體材料。這一特殊材料使得鐵電存貯產品同時擁有SRAM和非易失性存儲產品的特性：擦寫次數至少可達到1000億次，超過1000億次后還可作為SRAM使用。但是，目前市場上出現的FRAM芯片容量都不夠大，所以考慮再使用一塊大容量FLASH作為數據存儲器，而將FRAM作為數據轉存的中介。超過一定時間或者發生掉電時，則立即將FRAM中的數據轉存入FLASH中，這樣就能滿足存儲器大容量且能夠多次擦寫的要求，而且避免了因掉電發生的數據丟失現象。本系統采用兩塊256kbit FRAM (FM24C256)和一塊512kbit FLASH（W29C040）。 信號采集方案的確定 本系統的輸入信號較多，大致可分成三類：模擬信號、數字信號以及開關量信號。不同種類的信號采用不同的采集方式。 模擬信號采集方案 模擬信號包括：水溫、油量和油壓，共3路輸入信號。一般對模擬信號的采集和處理是采用A/D轉換器進行的，由于處理器LPC2292內置了4路10位精度的A/D轉換器，故無需擴展外圍電路即可滿足模擬信號的采集需求。 數字信號采集處理方案 數字信號包括車速和發動機轉速信號，這兩路信號通過各自相應的傳感器轉換成車速脈沖和發動機轉速脈沖輸出，由此可以利用LPC2292定時器的脈沖捕捉功能進行采集。通過記錄脈沖的輸出間隔，從而可以計算出里程、車速等實時數據，用以保存和報警輸出，無需外擴電路。 開關量信號采集方案 數據顯示方案的確定 LCD(Liquid Crystal Display)為液晶顯示器，它使用兩片薄膜，利用通電與未通電時中間的液態晶體改變排列方向來造成透光與不透光效果，從而產生圖形。LCD液晶器具有圖像不失真、無閃爍、無輻射等優點，所以LCD是本系統顯示面板的首選，所選型號為信利公司的MSC-G12864。
開關量信號包括：前門、后門、大燈、左燈、右燈、倒車燈、遠光燈、近光燈、點火、剎車、鳴號、雨刷以及中控鎖，共13路信號。每路信號的狀態發生變化時，均需要能被及時檢測到。LPC2292內部沒有采集開關量信號的部件，故需要外擴電路，本系統選用開關檢測芯片MC33993來實現此功能。MC33993除了具有22個開關輸入引腳之外，還有一個中斷引腳。當任一開關量輸入信號狀態發生變化時，可以通過中斷的方式通知主處理器，從而減輕了處理器頻繁查詢的負擔。芯片的接口方式為4腳SPI，能夠大大減少處理器需要提供的引腳數量。
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