汽车仪表系统培训
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水温表,燃油表,车速表,转速表. 2. 报警符号显示：
Turn Left
Turn Right
High Beam
Atech Automotive (Wuhu) Co. Ltd.
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Alternator
Low Oil Pressure
Brake/Low Fluid
Park Brake
Low Fuel
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图12：燃油输入采样电路
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4. CAN信号接口
CAN信号的主要通讯接口器件为CAN收发器和CAN控制器。 现在的大部分芯片都集成有CAN的控制器。我们仪表上选 用的NEC-78F0828B集成有CAN控制器。
TJA1040芯片是PHILIPS公司在2002年推出的高速CAN 收发器，是PCA82C250/251、TJA1050的升级型号。其优 点在于优良的EMC性能，在不上电状态下有理想的无源性 能，有低功耗管理模式并支持远程唤醒，还集成有完善 的总线保护功能。TJA1040可支持40Kbps—1Mbps高速率 范围，在不需要中继器的情况下可通讯1.2Km远，通讯节 点数可达110个节点。
图7：速度输入电路
20/38
速度输出在两种不同的状态下可以切换：
1. 当速度信号是由传感器直接输入时，我们可 以通过如图所示的功能电路直接将其输出。
2. 当速度信号是由CANBUS传输给仪表的，则 由单片机处理后通过该电路输出。
图8：速度输出电路
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车速表失效处理策略：
1、Key on后，仪表检测ABM是否正确发送正确车速信息，有则从CAN上取 车速信号，如果没有则从传感器取信号。
2、在检测没有ABM，并从传感器取信号之后，如果ABM又正常发送信息， 仪表会优先选取CAN信号作为输入。 3、如果CAN信号被检测到存在，但开车之后CAN信号丢失，则仪表不会切 换到车速传感器的输入，而是选择ABM模块丢节点之后的默认状态报警。
进电机驱动指针指示表牌上的刻度来显示相应的信息。 里程表和时钟、档位等信息显示在LCD上，其中的里程总计（Odometer）是一个非常重要的信息 报警灯和蜂鸣器往往配合使用，用来提示驾驶员一些危及车辆安全的故障信息。 调节杆作为仪表上唯一供用户操作的部件，主要帮助LCD显示更多的信息内容，同时完成一些功能
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Motorola数据格式
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谢谢!
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发动机水温表（Temperature Gauge）显示发动机在工作时的冷却 液温度。M11是通过EMS模块在CANBUS总线上发布温度值的信息 再由仪表接收该信息来实现显示的。
发动机有一个正常工作的温度范围。为了不分散驾驶员的精力，在发 动机的正常工作温度范围内，仪表的指示将保持在刻度的中间位置， 我们一般定义为90～110℃。
C. 模拟采样量信号接口
D. CAN信号接口
典型接口电路分析：
1.数字信号接口电路:
数字信号的接口电路一般比较简单，通常由一个保护作用的二极 管与外部电路连接，然后依照信号的方式，接上拉电阻或者直接点 亮一个报警灯等。
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KL30电接口
STB：待机模式控制输入
其逻辑关系如下表所示：
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33/38
CAN总线仪表是使用CAN总线技术的整车上的一个节点，仪表的输入信息由各个 相关模块采集后通过CAN总线将信息传送给仪表，仪表相当于一个网络中的节点。 与车辆上的其他零部件组成一个局域网，相互通讯交换信息。
图2：LED驱动电路
16/38
图4：GID 副驾驶安全带及安全气囊报警
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17/38
充放电接口电路分析：
某些接口信号并非简单的高低电平，或者PWM、频率信号，而是 提供了某种逻辑性的策略，这就需要接口电路对送到单片机之前的信 号首先做逻辑判断——
21/38
注： 1. CH1为速度输出波形 2. CH2为速度输入波形
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步进电机驱动电路：
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步
进
电 机
图
9
驱 动
：
电
路
23/38
以上两张是单片机通过步进电机驱动口直接驱动电机的波形。 这两个PWM信号叠加形成一个近似的正弦波，驱动步进电 机的走动，PWM信号的占空比变化速度与步进电机转动的 快慢成正比。
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图5：充放电接口电路
（利用4V7 ZENER管）
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速度输入为频率信号，采用单片机计数器端口处理该信号。
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总里程是记录车辆行驶过的路程，单片机记录车速传感器发送的频率脉冲个数， 每当脉冲个数等于PPK值时即认为车辆已经行驶1Km。里程表有两个值，一个是里 程总计（Odometer），另一个是里程小计（Tripmeter）。里程总计记录车辆在 整个生命周期内的行驶里程总数，是车辆保养和寿命的参考依据。它的数值存储 在EEPROM中，断电后可保持且不可更改。
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图13：TJA1040外围电路
Atech Automotive (Wuhu) Co. Ltd.
32/38
正常工作模式：收发器通过CANH和CANL收发数据。差动接收器总 上的模拟数据转换成数字数据，并通过多路转换器输出到RXD。
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KL15电接口
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图1：手刹车和刹车液位低接口电路
如图1所示，该电路由一个上拉电阻，一个限流电阻，一个下拉电阻将 输入信号传达到单片机。
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DRL EPC
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PIN脚定义:
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由上面的ECU单元接口我们将其按照电路功能和实现策略来分类， 可以是由以下四大类接口电路类型：
A. 数字信号接口
B. 频率信号接口
发动机水温表有高温报警功能，可以在水温达到警戒点（124℃）时 点亮冷却液高温报警灯。
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发动机转速表
发动机转速表（Tacho）指示发动机的当前转速。 M11发动机中的EMS通过 CANBUS总线传送给仪表发动机转速值。仪表按照该值转换成发动机的实际 转速，驱动步进电机在表牌上指示给驾驶员。A11、A15车型则是转速传感 器直接把频率信号传送给仪表。仪表经过计算后，把频率信号转换为实际车 速后指示。
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照明驱动电路：
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图10：照明输出
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26/38
照明电路输入：
图11：照明输入
照明输入其实是用到单片机的模拟口：该电路将输入 的PWM信号进行积分，得到一个锯齿波的波形，单片机口 通过检测该锯齿波的峰峰值来获得一个平均电压值，这一 影响照明的输出亮度。
汽车仪表培训
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仪表在汽车中是驾驶员获取汽车运行状态信息的主要部件，其特征是一定有很多的报警指示灯。 在乘用车中仪表的主要显示信息是 车速表、发动机转速表、燃油表、发动机水温表，它们使用步
充放电信号故障报警策略：在发动机转速大于700转的时候检测充放 电端口的电压值，如果电压高于或等于5.5V±0.5V视为正常；如果电 压低于或等于4.5±0.5V时，驱动报警灯。
对于这样的要求我们分别用比较器和齐纳二极管做了两个电路，从大 体上讲他们完成的功能都是将一个电压信号以大约5V为界转换成单片 机可接受的高低电平范围，再由单片机处理该信号作出最终的逻辑判 断。这就要求在我们送达单片机之前所处理出来的高、低电平信息是 合理有效的。
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里程小计是记录车辆在一段路程中的行驶里程，它的数值存储在RAM中，断电后 数值丢失，可以手动清除。
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组合仪表所表达的信号:
仪表作为人与汽车交互的界面,它所表达的信息相当丰富. 其中很多信息量反映的是影响人身安全的报警信息.现将 我们M11组合仪表所能表达的信息罗列如下: 1. 首先为四个表头所显示的信息.
待机模式：这种模式下，发送器和接受器都关断，只用一个低功 耗的差动接受器监视总线。
唤醒：在待机模式中总线由低功耗的差动比较器监控。一旦低功 耗的差动比较器检测到一个持续时间大于tBUS的显性总线电平，引脚 RXD变低电平。
SPLIT：分解网络（split circuit）是一个0.5Vcc 的直流稳压源。 它只在正常模式中接通。待机模式时引脚SPLIT悬空。
High Temperature
ABS
Parking Lights
Seat Belt
Mil
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Auto cruise Door Open Air Bag
DRL indicator TPMS Gearbox fault EPC ESP Immobilize maintenance
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3. 模拟采样信号输入接口：
模拟采样信号其难点在于把握精度，下图为燃油传感器信号采样电路：
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车 速表
车速表存在两种指示策略：
1、利用CANMessage发送的车速值进行指示，消息由ABM发送，直接表示 为车速的大小。
2、利用里程传感器发送的频率信号根据PPK(pulse per kilometer),来换 算车速。
的操作。
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燃油表
燃油表（Fuel Gauge）是车辆上指示油箱中燃油量的仪表，燃油表的输入信号是电
阻。在油箱中有一个浮子带动连杆和滑动电位器，通过浮子将燃油的液位高度转换成 电阻值，仪表利用电阻值的大小按油箱的容积特性计算出燃油的体积，在仪表的表牌 上指示出油箱中燃油的体积比（满位、1/2、1/4等）。
燃油表有低燃油报警，当油箱中的燃油低于一定的数量时，仪表亮起报警灯提醒驾驶 员及时加油。
由于车辆在行驶中会颠簸导致燃油液位剧烈变化，相应的电阻值也会快速变化。仪表 在处理这些信息时使用一套复杂的算法来保证指针的运转平滑。
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发动机水温表
Turn Left
Turn Right
High Beam
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Alternator
Low Oil Pressure
Brake/Low Fluid
Park Brake
Low Fuel
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图12：燃油输入采样电路
30/38
4. CAN信号接口
CAN信号的主要通讯接口器件为CAN收发器和CAN控制器。 现在的大部分芯片都集成有CAN的控制器。我们仪表上选 用的NEC-78F0828B集成有CAN控制器。
TJA1040芯片是PHILIPS公司在2002年推出的高速CAN 收发器，是PCA82C250/251、TJA1050的升级型号。其优 点在于优良的EMC性能，在不上电状态下有理想的无源性 能，有低功耗管理模式并支持远程唤醒，还集成有完善 的总线保护功能。TJA1040可支持40Kbps—1Mbps高速率 范围，在不需要中继器的情况下可通讯1.2Km远，通讯节 点数可达110个节点。
图7：速度输入电路
20/38
速度输出在两种不同的状态下可以切换：
1. 当速度信号是由传感器直接输入时，我们可 以通过如图所示的功能电路直接将其输出。
2. 当速度信号是由CANBUS传输给仪表的，则 由单片机处理后通过该电路输出。
图8：速度输出电路
Atech Automotive (Wuhu) Co. Ltd.
车速表失效处理策略：
1、Key on后，仪表检测ABM是否正确发送正确车速信息，有则从CAN上取 车速信号，如果没有则从传感器取信号。
2、在检测没有ABM，并从传感器取信号之后，如果ABM又正常发送信息， 仪表会优先选取CAN信号作为输入。 3、如果CAN信号被检测到存在，但开车之后CAN信号丢失，则仪表不会切 换到车速传感器的输入，而是选择ABM模块丢节点之后的默认状态报警。
进电机驱动指针指示表牌上的刻度来显示相应的信息。 里程表和时钟、档位等信息显示在LCD上，其中的里程总计（Odometer）是一个非常重要的信息 报警灯和蜂鸣器往往配合使用，用来提示驾驶员一些危及车辆安全的故障信息。 调节杆作为仪表上唯一供用户操作的部件，主要帮助LCD显示更多的信息内容，同时完成一些功能
Atech Automotive (Wuhu) Co. Ltd.
34/38
Motorola数据格式
Atech Automotive (Wuhu) Co. Ltd.
35/38
Atech Automotive (Wuhu) Co. Ltd.
36/38
谢谢!
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发动机水温表（Temperature Gauge）显示发动机在工作时的冷却 液温度。M11是通过EMS模块在CANBUS总线上发布温度值的信息 再由仪表接收该信息来实现显示的。
发动机有一个正常工作的温度范围。为了不分散驾驶员的精力，在发 动机的正常工作温度范围内，仪表的指示将保持在刻度的中间位置， 我们一般定义为90～110℃。
C. 模拟采样量信号接口
D. CAN信号接口
典型接口电路分析：
1.数字信号接口电路:
数字信号的接口电路一般比较简单，通常由一个保护作用的二极 管与外部电路连接，然后依照信号的方式，接上拉电阻或者直接点 亮一个报警灯等。
Atech Automotive (Wuhu) Co. Ltd.
13/38
KL30电接口
STB：待机模式控制输入
其逻辑关系如下表所示：
Atech Automotive (Wuhu) Co. Ltd.
33/38
CAN总线仪表是使用CAN总线技术的整车上的一个节点，仪表的输入信息由各个 相关模块采集后通过CAN总线将信息传送给仪表，仪表相当于一个网络中的节点。 与车辆上的其他零部件组成一个局域网，相互通讯交换信息。
图2：LED驱动电路
16/38
图4：GID 副驾驶安全带及安全气囊报警
Atech Automotive (Wuhu) Co. Ltd.
17/38
充放电接口电路分析：
某些接口信号并非简单的高低电平，或者PWM、频率信号，而是 提供了某种逻辑性的策略，这就需要接口电路对送到单片机之前的信 号首先做逻辑判断——
21/38
注： 1. CH1为速度输出波形 2. CH2为速度输入波形
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步进电机驱动电路：
Atech Automotive (Wuhu) Co. Ltd.
步
进
电 机
图
9
驱 动
：
电
路
23/38
以上两张是单片机通过步进电机驱动口直接驱动电机的波形。 这两个PWM信号叠加形成一个近似的正弦波，驱动步进电 机的走动，PWM信号的占空比变化速度与步进电机转动的 快慢成正比。
Atech Automotive (Wuhu) Co. Ltd.
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Atech Automotive (Wuhu) Co. Ltd.
图5：充放电接口电路
（利用4V7 ZENER管）
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速度输入为频率信号，采用单片机计数器端口处理该信号。
Atech Automotive (Wuhu) Co. Ltd.
Atech Automotive (Wuhu) Co. Ltd.
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总里程是记录车辆行驶过的路程，单片机记录车速传感器发送的频率脉冲个数， 每当脉冲个数等于PPK值时即认为车辆已经行驶1Km。里程表有两个值，一个是里 程总计（Odometer），另一个是里程小计（Tripmeter）。里程总计记录车辆在 整个生命周期内的行驶里程总数，是车辆保养和寿命的参考依据。它的数值存储 在EEPROM中，断电后可保持且不可更改。
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图13：TJA1040外围电路
Atech Automotive (Wuhu) Co. Ltd.
32/38
正常工作模式：收发器通过CANH和CANL收发数据。差动接收器总 上的模拟数据转换成数字数据，并通过多路转换器输出到RXD。
Atech Automotive (Wuhu) Co. Ltd.
KL15电接口
14/38
图1：手刹车和刹车液位低接口电路
如图1所示，该电路由一个上拉电阻，一个限流电阻，一个下拉电阻将 输入信号传达到单片机。
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DRL EPC
11/38
PIN脚定义:
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12/38
由上面的ECU单元接口我们将其按照电路功能和实现策略来分类， 可以是由以下四大类接口电路类型：
A. 数字信号接口
B. 频率信号接口
发动机水温表有高温报警功能，可以在水温达到警戒点（124℃）时 点亮冷却液高温报警灯。
Atech Automotive (Wuhu) Co. Ltd.
5/38
发动机转速表
发动机转速表（Tacho）指示发动机的当前转速。 M11发动机中的EMS通过 CANBUS总线传送给仪表发动机转速值。仪表按照该值转换成发动机的实际 转速，驱动步进电机在表牌上指示给驾驶员。A11、A15车型则是转速传感 器直接把频率信号传送给仪表。仪表经过计算后，把频率信号转换为实际车 速后指示。
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24/38
照明驱动电路：
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图10：照明输出
25/38
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照明电路输入：
图11：照明输入
照明输入其实是用到单片机的模拟口：该电路将输入 的PWM信号进行积分，得到一个锯齿波的波形，单片机口 通过检测该锯齿波的峰峰值来获得一个平均电压值，这一 影响照明的输出亮度。
汽车仪表培训
Atech Automotive (Wuhu) Co. Ltd.
1/38
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2/38
仪表在汽车中是驾驶员获取汽车运行状态信息的主要部件，其特征是一定有很多的报警指示灯。 在乘用车中仪表的主要显示信息是 车速表、发动机转速表、燃油表、发动机水温表，它们使用步
充放电信号故障报警策略：在发动机转速大于700转的时候检测充放 电端口的电压值，如果电压高于或等于5.5V±0.5V视为正常；如果电 压低于或等于4.5±0.5V时，驱动报警灯。
对于这样的要求我们分别用比较器和齐纳二极管做了两个电路，从大 体上讲他们完成的功能都是将一个电压信号以大约5V为界转换成单片 机可接受的高低电平范围，再由单片机处理该信号作出最终的逻辑判 断。这就要求在我们送达单片机之前所处理出来的高、低电平信息是 合理有效的。
37/38
里程小计是记录车辆在一段路程中的行驶里程，它的数值存储在RAM中，断电后 数值丢失，可以手动清除。
Atech Automotive (Wuhu) Co. Ltd.
8/38
组合仪表所表达的信号:
仪表作为人与汽车交互的界面,它所表达的信息相当丰富. 其中很多信息量反映的是影响人身安全的报警信息.现将 我们M11组合仪表所能表达的信息罗列如下: 1. 首先为四个表头所显示的信息.
待机模式：这种模式下，发送器和接受器都关断，只用一个低功 耗的差动接受器监视总线。
唤醒：在待机模式中总线由低功耗的差动比较器监控。一旦低功 耗的差动比较器检测到一个持续时间大于tBUS的显性总线电平，引脚 RXD变低电平。
SPLIT：分解网络（split circuit）是一个0.5Vcc 的直流稳压源。 它只在正常模式中接通。待机模式时引脚SPLIT悬空。
High Temperature
ABS
Parking Lights
Seat Belt
Mil
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10/38
Auto cruise Door Open Air Bag
DRL indicator TPMS Gearbox fault EPC ESP Immobilize maintenance
Atech Automotive (Wuhu) Co. Ltd.
27/38
Atech Automotive (Wuhu) Co. Ltd.
28/38
Atech Automotive (Wuhu) Co. Ltd.
29/38
3. 模拟采样信号输入接口：
模拟采样信号其难点在于把握精度，下图为燃油传感器信号采样电路：
Atech Automotive (Wuhu) Co. Ltd.
6/38
车 速表
车速表存在两种指示策略：
1、利用CANMessage发送的车速值进行指示，消息由ABM发送，直接表示 为车速的大小。
2、利用里程传感器发送的频率信号根据PPK(pulse per kilometer),来换 算车速。
的操作。
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燃油表
燃油表（Fuel Gauge）是车辆上指示油箱中燃油量的仪表，燃油表的输入信号是电
阻。在油箱中有一个浮子带动连杆和滑动电位器，通过浮子将燃油的液位高度转换成 电阻值，仪表利用电阻值的大小按油箱的容积特性计算出燃油的体积，在仪表的表牌 上指示出油箱中燃油的体积比（满位、1/2、1/4等）。
燃油表有低燃油报警，当油箱中的燃油低于一定的数量时，仪表亮起报警灯提醒驾驶 员及时加油。
由于车辆在行驶中会颠簸导致燃油液位剧烈变化，相应的电阻值也会快速变化。仪表 在处理这些信息时使用一套复杂的算法来保证指针的运转平滑。
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4/38
发动机水温表