1 引言

　　汽車儀表是駕駛員與汽車的信息交流界面，對汽車安全以及經濟行駛具有重要作用。近年來，隨著汽車電子技術的發展，汽車儀表顯示信息也不斷增加，而傳統機械指針式汽車組合儀表則無法滿足現在使用需求。特別是計算機、微電子和各種現場總線通信技術廣泛運用，以嵌入式微處理器為核心的智能化數字式儀表將是汽車儀表發展的必然趨勢。本文給出一種嵌入式汽車數字儀表設計方案。

　　2 硬件設計

　　汽車儀表需要處理的信號主要有：車速、發動機轉速、水溫、油量、以及各種開關量或報警信號。其中，發動機轉速信號和前后燈信號是從CAN總線（發動機電控模塊和前后燈電控模塊）獲取，而車速信號、水溫、油量和其他開關量信號從相應的傳感器獲取。

　　汽車數字儀表系統結構如圖1所示，本系統對車速、發動機轉速、水溫和油量信息采用步進表頭顯示，里程信息采用LCD顯示，開關量或報警信號采用LED顯示，串口EEPROM用于存儲里程信息。采用Microchip公司的具有SPI接口的控制器MCP2510與收發器80C250構成CAN節點，用于實現與汽車其他CAN節點間的通信。

　　2.1 MCU、外擴存儲器和里程存儲電路

　　系統采用三星公司的ARM7TDMI器件S3C44BOX作為主控制器。S3C44BOX是16／32位RISC處理器，其工作主頻可達75 MHz，內部資源豐富。由于S3C44BOX內部無存儲器（內部SRAM用于緩存），因此必須采用總線擴展外部存儲器，包括程序存儲器和數據存儲器，采用16 Mbit的：FlashSST39VF160及64 Mbit的SDRAM HY57V641620分別作為程序存儲器和數據存儲器。系統還采用一片AT24C04存儲器件來存儲里程信息。AT24C04是4 Kbit的串行存儲器，采用I2C總線方式實現里程信息的存儲。

　　2.2 電源和復位電路

　　該汽車數字儀表系統采用汽車蓄電池供電，汽車蓄電池的電壓約為12 V，而該系統需采用5 V、2.5 V和3.3 V工作電壓，S3C44BOX內核工作電壓是2.5 V，I／O端口的工作電壓是3.3 V，調理電路以及一些驅動器件需用5 V的工作電壓。因此，系統選用7805穩壓器作為5 V電壓轉換器，選用AS2515AU2.5和AS2515AU3.3分別作為2.5 V和3.3 V電壓轉換器。掉電時能夠及時存儲里程信息，電源地需接一只1 000 μF的電容。掉電時，大電容可以確保S3C44BOX工作一段時間，完成里程信息的存儲。復位電路采用專用的復位電路IPM811實現系統穩定啟動。圖2為系統電源電路。

　　2.3 車速、水溫、油量以及開關量的處理電路

　　由于汽車大多工作在惡劣環境下，將干擾車速傳感器信號，因此在輸入至中斷端口EINT0前需要對車速脈沖信號進行處理，這里采用RC濾波、三極管放大以及斯密特整形方法調理車速脈沖信號。車速脈沖調理電路如圖3所示。

　　水溫、油量信號是電阻信號，須轉化為電壓信號，再將其電壓信號輸入至S3C44BOX的AD端口。而其他開關量則經過濾波降壓后輸入至S3C44BOX的I／O端口。