汽车组合仪表板控制系统设计
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·６３·
·计算机与自动化技术·
电子工皇师
２００６年３月
现水温和油量信号的采样。 ２．２电源电路
电源电路如图４所示，主要是把１２ Ｖ的电源转换 为５ Ｖ，这里使用较常用的Ｌ７８０５。
图４电源电路
２．３掉电保护电路 掉电保护电路的功能是：在掉电时及时保存里程
表的数据，并使车速表、转速表、水温表和油量表的指 针回零。为此，必须在电源输入端接较大容量的电容， 设计中使用了并联两个１ ０００斗Ｆ的电解电容。系统 掉电时会在ＩＮＴ脚产生一个外部中断信号，大电容可 以维持单片机电源足够长的时间，使单片机可以完成 外部中断的服务程序，使指针回零。 ２．４输出驱动电路
驱动电路包括步进电机的驱动和ＬＣＤ的驱动。 步进电机驱动芯片选用ＳＴＩ－６６０６，ＳＴＩ－６６０６，可以同时 驱动４个步进电机，控制简单，对每一个步进电机的控 制只需要给出一个控制步距的脉冲信号和一个控制方 向的信号。ＬＣＤ驱动芯片使用ＨＴｌ６２１，ＨＴｌ６２１是 １２８点、内存映像和多功能的ＬＣＤ驱动器，它的软件配 置特性使其有更广泛的应用；单片机只要控制它的读 信号端ＥＩ／ＲＤ、写信号端Ｉ＝Ｉ／ＷＲ和串行数据输入输出 口ＤＡＴＡ，就能控制ＬＣＤ的显示。
ｐｏｌａｔｉｏｎ ａｎｄ ｔｈｅ ｓｍｏｏｔｈｉｎｇ ｏｆ ｎｅｅｄｌｅ ｍｏｖｅｍｅｎｔ ｅｔｃ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｃｏｍｂｉｎｅｄ ｄａｓｈｂｏａｒｄ；ＰＩＣｌ６Ｆ８７３；ｄａｔａ ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ；ｓｔｅｐｐｅｒ ｍｏｔｏｒ；ｓｕｂｓｅｃｔｉｏｎ ｉｎｔｅｒｐｏｌａｔｉｏｎ
万方数据
·７７·
第３２卷第３期 ２００６年３月
电子工尽师
ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣ ＥＮＧＩＮＥＥＲ
Ｖ０１．３２ Ｎｏ．３ Ｍａ．ｒ．２００６
汽车组合仪表板控制系统设计
戴松新，陆荣镒 （南京林业大学机电学院，江苏省南京市２１００３７）
摘 要：介绍了以ＰＩＣｌ６Ｆ８７３单片机为控制核心的汽车组合仪表板控制系统的设计，简述了汽车 组合仪表板的基本构成，介绍了汽车组合仪表板控制系统的组成和各部分功能，给出了数据采集处理
［２］毛德操．嵌入式系统［Ｍ］．杭州：浙江大学出版社，２００３． ［３］齐亮．ＱＴ参考文档［ＥＢ／ＯＬ］．ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｑｉｌｉａｎｇ．ｎｅｔ／
ｑｔ／ｉｎｄｅｘ．ｈｔｍｌ． ［４］左锦．Ｌｉｎｕｘ下串口编程入门［ＥＢ／ＯＬ］．ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ－
１２８．ｉｂｍ．ｃｏｒｎ．
［５］ＷＩＬＧＥＮ Ｊ．ＱＷＴ参考文档［ＥＢ／ＯＬ］．ｈｔｔｐ：／／ｑｗｔ．ｓｏｕｒｃｅ－ ｆｏｒｇｅ．ｎｅｔ／．
·计算机与自动化技术·
全性的控制等，但这些都不在本文的讨论范围内。
结果进行采集，需要５ Ｓ左右，在运动员生理数据遥测 这种从机变化频繁的场合也有灵活的管理方案，并且 在某项目中 成功进行了应用。实践证明，利用轮 询方 式来实现点 对多点的无线数据通信是完全可行的 。系 统的技术思 路和具体实现路线也可以方便地移植 到各 种生产应用 中去。
电路、电源电路等部分硬件电路设计方案，并阐述了一些软件设计算法，如分段插补法和用于平滑指
针的软件设计算法等。
关键词：汽车组合仪表板；ＰＩＣｌ６Ｆ８７３；数据采集；步进电机；分段插补法
中图分类号：吼７３．５
１汽车组合仪表板的结构设计
目前，一般汽车组合仪表都是由车速表、发动机转 速表、水温表、燃油表、里程表以及一些电子指示装置 等组成。这些仪表的驱动方式主要有动圈式、动磁式、 数字显示式以及最新的步进电机式等几种方式。动圈 式和动磁式仪表指示精度比较低，而数显式对于车速、 转速等显示不够形象，所以对于车速表、发动机转速 表、水温表、燃油表，我们采用控制精度高又形象直观 的步进电机驱动，里程表（包括总里程和单次里程）则 采用ＬＣＤ（液晶显示器）式。
图６中断子程序流程
４结束语 本文介绍了汽车组合仪表板控制系统的软硬件设
计，给出部分硬件电路和软件设计算法。该系统已在 某车型上调试成功，性能稳定、指示精度高，制造成本 低，再进行一些功能扩展，将会有更广泛的应用。
（下转第７７页）
第３２卷第３期
李熠，等：基于嵌入式Ｌｉｎｕｘ的点对多点无线数据采集系统
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ ｓｙｓｔｅｍ ｃａｎ ｃｏｌｌｅｃｔ ｄａｔａ ｆｒｏｍ ｓｅｎｓｏｒｓ ｉｎ ５００ ｍ ｒａｎｇｅ．Ｔｈｅ ｒｅｍｏｔｅ ｓｉｎｇｌｅ ｃｈｉｐ ｓｅｎｄｓ ｂａｃｋ ｄａｔａ．ａｎｄ ｔｈｅ ｈｏｓｔ ｏｎｅ ｗｈｉｃｈ ｉｓ ｂｕｉｌｔ ｏｎ ＡＲＭ ｗｉｔｈ ｈｉｇｈ—ｐｏｗｅｒ Ｌｉｎｕｘ ＯＳ ｃｏｌｌｅｃｔｉｎｇ ａｎｄ ａｎａｌｙｚｉｎｇ ｄａｔａ．Ａｎ ｅｎｑｕｉｒｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ ｉｓ ｕｓｅｄ ａｓ ｔｈｅ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ｐｒｏｔｏｃｏｌ，ａｎｄ ｉｔ ｉｓ ｓｉｍｐｌｅ，ｓｔａｂｌｅ ａｎｄ ｅａｓｙ ｔｏ ｂｕｉｌｔ．Ｓｏ ｉｔ ｃａｎ
ＤＡＩ Ｓｏｎｇ－ｘｉｎ，ＬＵ Ｒｏｎｇ－ｊｉａｎ （Ｎａｎｊｉｎｇ Ｆｏｒｅｓｔｒｙ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ ２１００３７，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ ｃｏｍｂｉｎｅｄ ｄａｓｈｂｏａｒｄ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ，ｗｈｉｃｈ ｈａｓ ＰＩＣｌ６１７８７３ ａｓ ｉｔｓ ｃｏｒｅ ｅｌｅｍｅｎｔ，ａｎｄ ｂｒｉｅｆｌｙ ｄｅｓｃｒｉｂｅｓ ｂａｓｉｃ ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｍｂｉｎｅｄ ｄａｓｈｂｏａｒｄ．Ｔｈｅ
２硬件设计
汽车组合仪表板控制系统以ＰＩＣｌ６Ｆ８７３单片机为 控制内核，包括数据采集处理、电源、掉电保护、复位、 驱动、指示等电路。ＰＩＣｌ６Ｆ８７３有２２个通用Ｉ／Ｏ口、３ 个定时／计数器、５路Ａ／Ｄ转换，自带“看门狗”，内部 ＥＥＰＲＯＭ有１２８个单元和４ ｋＢ的Ｆｌａｓｈ存储器，完全 能满足系统的设计需要；此外，ＰＩＣ系列单片机稳定性 较好，在汽车电子领域有广泛的应用，因此采用 ＰＩＣｌ６Ｆ８７３。控制系统的原理框图见图１。
ｂｅ ｗｉｄｅｌｙ ｕｓｅｄ ｉｎ ｔｈｏｓｅ ｏｃｃａｓｉｏｎｓ ｆｏｒ ｗｈｉｃｈ ｌａｙｉｎｇ ｃａｂｌｅ ｉｓ ｄｉｆｆｉｃｕｌｔ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｄａｔａ ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ；ｗｉｒｅｌｅｓｓ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ；ＡＲＭ—Ｌｉｎｕｘ ＯＳ；ｓｅｎｓｏｒ
鲨美监蘸型：蒜型：美型：蒜鲨蒜鲨塞鲨芸鲨莲型：莲鲨耋鲨芸监篷鲨莲型：蒜骘莲骘芸璺：莲篓：蘸堂蒜鲨塞鲎塞鲨芸鲎莲蛙：莲璺：莲蛙：§岂莲蛙：莲骘蒜绪蒜髫：蒜螫芸监蒜鲨滥芸鲨芸鲨牲芸鲨塞监芸鲨芸鲨芸鲨滥莲蛙：蒜型：蒜监蘸
Ｙ‘念ｔ
苌影 Ｎ《＼ 赢甬念ｒ． 显示总里程或单次里程
图５主程序流程
３．２中断子程序 在本控制系统中，中断的发生是由定时器他定时
溢出或者是外部中断引脚ＩＮＴ在系统掉电时所引起 的，所以在响应中断时首先要判断该中断的中断源。 如果是系统掉电所引起的，就转去执行保存里程和指 针“回零”程序；如果是Ｔ２引起的，则执行读起车速、 发动机转速、水温和油量采样信号的脉冲数的程序。 中断子程序的流程图如图６所示。
号的频率，）和车速Ｖ（ｋｍ／ｈ）的对应关系进行换算， 即ｖ／（３ ６００ｆ），得到每个脉冲对应的里程数（ｋｍ）。 ３．１主程序流程
主程序流程图如图５所示。 （初始化Ｔｏ、ＴＩ，Ｔ２、Ｉ／Ｏ、ＬｃＤ和ｓＴｌ６６０６等）
＋ 启动Ｔ２定时，清中断标志，开中断
叵芬 ’‘Ｙ ｌ清ｌ ｓ标志，７Ｔ２
Ｉ车速、转速、水温和油量指针的走步步数和方向处理Ｉ Ｉ驱动车速、转速、水温和油量指针走步１
ຫໍສະໝຸດ Baidu
（上接第６４页）
参考文献
表板的设计［Ｊ］．微机算计应用，２００４．２５（２）：２０８－２１２． ［２］王轶．汽车组合电子仪表板［Ｒ］．第五届Ｆｒｅｅｓｃａｌｅ杯嵌
［１］吴平友，黄河，程庆．基于ＭＢ９０４２０的新一代汽车仪
入式处理器设计应用大奖赛参赛作品．２００４．
Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ Ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ Ｃｏｍｂｉｎｅｄ Ｄａｓｈｂｏａｒｄ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｓｙｓｔｅｍ
３软件设计
软件设计的核心内容是：首先采集车速和转速信 号的脉冲数及水温和油量信号的Ａ／Ｄ值，然后根据步 进电机的特性把脉冲数和Ａ／Ｄ值换算成具体的走步 步数；并且和上一秒走步后的位置进行比较，确定走步 方向和实际走步步数，最后驱动步进电机走步。此外， 为了平滑指针，消除指针抖动，可以采用在ｌ ｓ之内多 次采样，然后取平均值，并且和上一秒的采样值进行比 较，如果两次数值相差很小，在误差范围，就可以不驱 动指针走步以平滑指针。
＋５ Ｖ
图２车速信号整形电路
＋５ Ｖ
图３转速信号整形电路
水温信号是电压类信号，油量信号是电阻类信号， 所以把水温和油量整形后的信号通过Ａ／Ｄ转换，转变 成相应的数字信号，再根据特定的算法，可以把对应的 数字信号换算为步进电机的走步步数。ＰＩＣｌ６Ｆ８７３内 部有５路Ａ／Ｄ，因此不需要外加Ａ／Ｄ转换器。水温和 油量信号分别接在ＡＮ０和ＡＮｌ两个端口上，就能实
Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ａ ＡＲＭ·Ｌｉｎｕｘ Ｂａｓｅｄ Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｐｏｉｎｔ－ｔｏ－Ｍｕｌｔｉ·Ｐｏｉｎｔ
Ｄａｔａ Ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ
ＬＩ Ｙｉ，ＨＵ Ｘｉｕ－ｉｉｎ，ＣＨＥＮ Ｙｏｎｇ－ｑｕａｎ，ＺＨＯＵ Ｙｉ （Ｈｕａｚｈｏｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｗｕｈａｎ ４３００７４，Ｃｈｉｎａ）
由于实际信号是非线性信号，在设计算法时可采 用分段插补法，这样就能提高指针的指示精度，分段越 细、精度越高。本系统在某车型上经调试检验后，车速 和转速指针误差不超过ｌ度，主要是因为采用步进电 机和特殊的控制算法。里程表软件设计的控制算法 是：根据每秒采集的车速信号的脉冲数（即为车速信
·“· 万方数据
ｆｕｎｃｔｉｏｎｓ ａｎｄ ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｍｂｉｎｅｄ ｄａｓｈｂｏａｒｄ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ ａｒｅ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ ｉｎ ｄｅｔａｉｌ，ａｎｄ ｓｏｍｅ ｃｉｒｃｕｉｔ ｄｉａｇｒａｍｓ，ｓｕｃｈ ａｓ ｔｈｅ ｄａｔａ ｃｏｌｌｅｃｔ ｃｉｒｃｕｉｔ ａｎｄ ｔｈｅ ｐｏｗｅｒ ｓｕｐｐｌｙ ｃｉｒｃｕｉｔ，ａｎｄ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｈａｒｄｗａｒｅ ａｒｅ ｐｒｏｖｉｄｅｄ． Ｉｎ ａｄｄｉｔｉｏｎ，ｓｏｍｅ ｄｅｓｉｇｎ ｃｏｎｃｅｐｔｓ ｏｆ ｓｏｆｔｗａｒｅ ｉｎ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｄｅｓｉｇｎ ａｒｅ ｅｘｐａｔｉａｔｅｄ，ｓｕｃｈ ａｓ ｔｈｅ ｓｕｂｓｅｃｔｉｏｎ ｉｎｔｅｒ－
参考文献
图６ ＱＷＴ工程绘图软件效果图
３设计结果
本系统的设计不但解决了在一些场地中不便于二 次布线组网的问题，可以低成本地建设小型点对多点 网络，对于测控实时性要求不高的场合有很好的实用 价值。在一个会议厅内，采用本系统对２００人的投票
［１］李群芳．嵌入式系统技术基础［Ｍ］．北京：清华大学出版 社，２００５．
Ｉ数据采集ｋ Ｉ处理电路Ｐ
ｌ电源电路岭 —＾ 输出驱动
ＰＩＣ １６Ｆ８７３ —Ｖ
电路
Ｉ掉电保护ｋ Ｉ等电路Ｐ
图１控制系统原理框图
２．１数据采集处理电路 数据采集处理包括对车速、发动机转速、水温和油
收稿日期：２００５－０８—１５；修回日期：２００６－０１—１３。
万方数据
量信号的处理。车速和发动机转速信号传人组合仪表 板的是脉冲信号，为了得到较好的波形以提高信号采 集的精度，需要对波形进行整形。车速和转速信号整 形电路如图２、图３所示。车速和发动机转速整形后 的信号分别接在ＰＩＣｌ６Ｆ８７３的ＴＯＣＫＬ和Ｔ１ ＣＫＬ两个 端口上，这两个定时器用做计数器，采集车速和转速信 号的脉冲个数，ｒ１２用做定时器，这样就能够测出信号 的脉冲频率。根据特定的算法，将脉冲频率换算为步 进电机的走步步数。
·计算机与自动化技术·
电子工皇师
２００６年３月
现水温和油量信号的采样。 ２．２电源电路
电源电路如图４所示，主要是把１２ Ｖ的电源转换 为５ Ｖ，这里使用较常用的Ｌ７８０５。
图４电源电路
２．３掉电保护电路 掉电保护电路的功能是：在掉电时及时保存里程
表的数据，并使车速表、转速表、水温表和油量表的指 针回零。为此，必须在电源输入端接较大容量的电容， 设计中使用了并联两个１ ０００斗Ｆ的电解电容。系统 掉电时会在ＩＮＴ脚产生一个外部中断信号，大电容可 以维持单片机电源足够长的时间，使单片机可以完成 外部中断的服务程序，使指针回零。 ２．４输出驱动电路
驱动电路包括步进电机的驱动和ＬＣＤ的驱动。 步进电机驱动芯片选用ＳＴＩ－６６０６，ＳＴＩ－６６０６，可以同时 驱动４个步进电机，控制简单，对每一个步进电机的控 制只需要给出一个控制步距的脉冲信号和一个控制方 向的信号。ＬＣＤ驱动芯片使用ＨＴｌ６２１，ＨＴｌ６２１是 １２８点、内存映像和多功能的ＬＣＤ驱动器，它的软件配 置特性使其有更广泛的应用；单片机只要控制它的读 信号端ＥＩ／ＲＤ、写信号端Ｉ＝Ｉ／ＷＲ和串行数据输入输出 口ＤＡＴＡ，就能控制ＬＣＤ的显示。
ｐｏｌａｔｉｏｎ ａｎｄ ｔｈｅ ｓｍｏｏｔｈｉｎｇ ｏｆ ｎｅｅｄｌｅ ｍｏｖｅｍｅｎｔ ｅｔｃ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｃｏｍｂｉｎｅｄ ｄａｓｈｂｏａｒｄ；ＰＩＣｌ６Ｆ８７３；ｄａｔａ ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ；ｓｔｅｐｐｅｒ ｍｏｔｏｒ；ｓｕｂｓｅｃｔｉｏｎ ｉｎｔｅｒｐｏｌａｔｉｏｎ
万方数据
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第３２卷第３期 ２００６年３月
电子工尽师
ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣ ＥＮＧＩＮＥＥＲ
Ｖ０１．３２ Ｎｏ．３ Ｍａ．ｒ．２００６
汽车组合仪表板控制系统设计
戴松新，陆荣镒 （南京林业大学机电学院，江苏省南京市２１００３７）
摘 要：介绍了以ＰＩＣｌ６Ｆ８７３单片机为控制核心的汽车组合仪表板控制系统的设计，简述了汽车 组合仪表板的基本构成，介绍了汽车组合仪表板控制系统的组成和各部分功能，给出了数据采集处理
［２］毛德操．嵌入式系统［Ｍ］．杭州：浙江大学出版社，２００３． ［３］齐亮．ＱＴ参考文档［ＥＢ／ＯＬ］．ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｑｉｌｉａｎｇ．ｎｅｔ／
ｑｔ／ｉｎｄｅｘ．ｈｔｍｌ． ［４］左锦．Ｌｉｎｕｘ下串口编程入门［ＥＢ／ＯＬ］．ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ－
１２８．ｉｂｍ．ｃｏｒｎ．
［５］ＷＩＬＧＥＮ Ｊ．ＱＷＴ参考文档［ＥＢ／ＯＬ］．ｈｔｔｐ：／／ｑｗｔ．ｓｏｕｒｃｅ－ ｆｏｒｇｅ．ｎｅｔ／．
·计算机与自动化技术·
全性的控制等，但这些都不在本文的讨论范围内。
结果进行采集，需要５ Ｓ左右，在运动员生理数据遥测 这种从机变化频繁的场合也有灵活的管理方案，并且 在某项目中 成功进行了应用。实践证明，利用轮 询方 式来实现点 对多点的无线数据通信是完全可行的 。系 统的技术思 路和具体实现路线也可以方便地移植 到各 种生产应用 中去。
电路、电源电路等部分硬件电路设计方案，并阐述了一些软件设计算法，如分段插补法和用于平滑指
针的软件设计算法等。
关键词：汽车组合仪表板；ＰＩＣｌ６Ｆ８７３；数据采集；步进电机；分段插补法
中图分类号：吼７３．５
１汽车组合仪表板的结构设计
目前，一般汽车组合仪表都是由车速表、发动机转 速表、水温表、燃油表、里程表以及一些电子指示装置 等组成。这些仪表的驱动方式主要有动圈式、动磁式、 数字显示式以及最新的步进电机式等几种方式。动圈 式和动磁式仪表指示精度比较低，而数显式对于车速、 转速等显示不够形象，所以对于车速表、发动机转速 表、水温表、燃油表，我们采用控制精度高又形象直观 的步进电机驱动，里程表（包括总里程和单次里程）则 采用ＬＣＤ（液晶显示器）式。
图６中断子程序流程
４结束语 本文介绍了汽车组合仪表板控制系统的软硬件设
计，给出部分硬件电路和软件设计算法。该系统已在 某车型上调试成功，性能稳定、指示精度高，制造成本 低，再进行一些功能扩展，将会有更广泛的应用。
（下转第７７页）
第３２卷第３期
李熠，等：基于嵌入式Ｌｉｎｕｘ的点对多点无线数据采集系统
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ ｓｙｓｔｅｍ ｃａｎ ｃｏｌｌｅｃｔ ｄａｔａ ｆｒｏｍ ｓｅｎｓｏｒｓ ｉｎ ５００ ｍ ｒａｎｇｅ．Ｔｈｅ ｒｅｍｏｔｅ ｓｉｎｇｌｅ ｃｈｉｐ ｓｅｎｄｓ ｂａｃｋ ｄａｔａ．ａｎｄ ｔｈｅ ｈｏｓｔ ｏｎｅ ｗｈｉｃｈ ｉｓ ｂｕｉｌｔ ｏｎ ＡＲＭ ｗｉｔｈ ｈｉｇｈ—ｐｏｗｅｒ Ｌｉｎｕｘ ＯＳ ｃｏｌｌｅｃｔｉｎｇ ａｎｄ ａｎａｌｙｚｉｎｇ ｄａｔａ．Ａｎ ｅｎｑｕｉｒｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ ｉｓ ｕｓｅｄ ａｓ ｔｈｅ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ｐｒｏｔｏｃｏｌ，ａｎｄ ｉｔ ｉｓ ｓｉｍｐｌｅ，ｓｔａｂｌｅ ａｎｄ ｅａｓｙ ｔｏ ｂｕｉｌｔ．Ｓｏ ｉｔ ｃａｎ
ＤＡＩ Ｓｏｎｇ－ｘｉｎ，ＬＵ Ｒｏｎｇ－ｊｉａｎ （Ｎａｎｊｉｎｇ Ｆｏｒｅｓｔｒｙ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ ２１００３７，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ ｃｏｍｂｉｎｅｄ ｄａｓｈｂｏａｒｄ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ，ｗｈｉｃｈ ｈａｓ ＰＩＣｌ６１７８７３ ａｓ ｉｔｓ ｃｏｒｅ ｅｌｅｍｅｎｔ，ａｎｄ ｂｒｉｅｆｌｙ ｄｅｓｃｒｉｂｅｓ ｂａｓｉｃ ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｍｂｉｎｅｄ ｄａｓｈｂｏａｒｄ．Ｔｈｅ
２硬件设计
汽车组合仪表板控制系统以ＰＩＣｌ６Ｆ８７３单片机为 控制内核，包括数据采集处理、电源、掉电保护、复位、 驱动、指示等电路。ＰＩＣｌ６Ｆ８７３有２２个通用Ｉ／Ｏ口、３ 个定时／计数器、５路Ａ／Ｄ转换，自带“看门狗”，内部 ＥＥＰＲＯＭ有１２８个单元和４ ｋＢ的Ｆｌａｓｈ存储器，完全 能满足系统的设计需要；此外，ＰＩＣ系列单片机稳定性 较好，在汽车电子领域有广泛的应用，因此采用 ＰＩＣｌ６Ｆ８７３。控制系统的原理框图见图１。
ｂｅ ｗｉｄｅｌｙ ｕｓｅｄ ｉｎ ｔｈｏｓｅ ｏｃｃａｓｉｏｎｓ ｆｏｒ ｗｈｉｃｈ ｌａｙｉｎｇ ｃａｂｌｅ ｉｓ ｄｉｆｆｉｃｕｌｔ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｄａｔａ ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ；ｗｉｒｅｌｅｓｓ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ；ＡＲＭ—Ｌｉｎｕｘ ＯＳ；ｓｅｎｓｏｒ
鲨美监蘸型：蒜型：美型：蒜鲨蒜鲨塞鲨芸鲨莲型：莲鲨耋鲨芸监篷鲨莲型：蒜骘莲骘芸璺：莲篓：蘸堂蒜鲨塞鲎塞鲨芸鲎莲蛙：莲璺：莲蛙：§岂莲蛙：莲骘蒜绪蒜髫：蒜螫芸监蒜鲨滥芸鲨芸鲨牲芸鲨塞监芸鲨芸鲨芸鲨滥莲蛙：蒜型：蒜监蘸
Ｙ‘念ｔ
苌影 Ｎ《＼ 赢甬念ｒ． 显示总里程或单次里程
图５主程序流程
３．２中断子程序 在本控制系统中，中断的发生是由定时器他定时
溢出或者是外部中断引脚ＩＮＴ在系统掉电时所引起 的，所以在响应中断时首先要判断该中断的中断源。 如果是系统掉电所引起的，就转去执行保存里程和指 针“回零”程序；如果是Ｔ２引起的，则执行读起车速、 发动机转速、水温和油量采样信号的脉冲数的程序。 中断子程序的流程图如图６所示。
号的频率，）和车速Ｖ（ｋｍ／ｈ）的对应关系进行换算， 即ｖ／（３ ６００ｆ），得到每个脉冲对应的里程数（ｋｍ）。 ３．１主程序流程
主程序流程图如图５所示。 （初始化Ｔｏ、ＴＩ，Ｔ２、Ｉ／Ｏ、ＬｃＤ和ｓＴｌ６６０６等）
＋ 启动Ｔ２定时，清中断标志，开中断
叵芬 ’‘Ｙ ｌ清ｌ ｓ标志，７Ｔ２
Ｉ车速、转速、水温和油量指针的走步步数和方向处理Ｉ Ｉ驱动车速、转速、水温和油量指针走步１
ຫໍສະໝຸດ Baidu
（上接第６４页）
参考文献
表板的设计［Ｊ］．微机算计应用，２００４．２５（２）：２０８－２１２． ［２］王轶．汽车组合电子仪表板［Ｒ］．第五届Ｆｒｅｅｓｃａｌｅ杯嵌
［１］吴平友，黄河，程庆．基于ＭＢ９０４２０的新一代汽车仪
入式处理器设计应用大奖赛参赛作品．２００４．
Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ Ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ Ｃｏｍｂｉｎｅｄ Ｄａｓｈｂｏａｒｄ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｓｙｓｔｅｍ
３软件设计
软件设计的核心内容是：首先采集车速和转速信 号的脉冲数及水温和油量信号的Ａ／Ｄ值，然后根据步 进电机的特性把脉冲数和Ａ／Ｄ值换算成具体的走步 步数；并且和上一秒走步后的位置进行比较，确定走步 方向和实际走步步数，最后驱动步进电机走步。此外， 为了平滑指针，消除指针抖动，可以采用在ｌ ｓ之内多 次采样，然后取平均值，并且和上一秒的采样值进行比 较，如果两次数值相差很小，在误差范围，就可以不驱 动指针走步以平滑指针。
＋５ Ｖ
图２车速信号整形电路
＋５ Ｖ
图３转速信号整形电路
水温信号是电压类信号，油量信号是电阻类信号， 所以把水温和油量整形后的信号通过Ａ／Ｄ转换，转变 成相应的数字信号，再根据特定的算法，可以把对应的 数字信号换算为步进电机的走步步数。ＰＩＣｌ６Ｆ８７３内 部有５路Ａ／Ｄ，因此不需要外加Ａ／Ｄ转换器。水温和 油量信号分别接在ＡＮ０和ＡＮｌ两个端口上，就能实
Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ａ ＡＲＭ·Ｌｉｎｕｘ Ｂａｓｅｄ Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｐｏｉｎｔ－ｔｏ－Ｍｕｌｔｉ·Ｐｏｉｎｔ
Ｄａｔａ Ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ
ＬＩ Ｙｉ，ＨＵ Ｘｉｕ－ｉｉｎ，ＣＨＥＮ Ｙｏｎｇ－ｑｕａｎ，ＺＨＯＵ Ｙｉ （Ｈｕａｚｈｏｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｗｕｈａｎ ４３００７４，Ｃｈｉｎａ）
由于实际信号是非线性信号，在设计算法时可采 用分段插补法，这样就能提高指针的指示精度，分段越 细、精度越高。本系统在某车型上经调试检验后，车速 和转速指针误差不超过ｌ度，主要是因为采用步进电 机和特殊的控制算法。里程表软件设计的控制算法 是：根据每秒采集的车速信号的脉冲数（即为车速信
·“· 万方数据
ｆｕｎｃｔｉｏｎｓ ａｎｄ ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｍｂｉｎｅｄ ｄａｓｈｂｏａｒｄ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ ａｒｅ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ ｉｎ ｄｅｔａｉｌ，ａｎｄ ｓｏｍｅ ｃｉｒｃｕｉｔ ｄｉａｇｒａｍｓ，ｓｕｃｈ ａｓ ｔｈｅ ｄａｔａ ｃｏｌｌｅｃｔ ｃｉｒｃｕｉｔ ａｎｄ ｔｈｅ ｐｏｗｅｒ ｓｕｐｐｌｙ ｃｉｒｃｕｉｔ，ａｎｄ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｈａｒｄｗａｒｅ ａｒｅ ｐｒｏｖｉｄｅｄ． Ｉｎ ａｄｄｉｔｉｏｎ，ｓｏｍｅ ｄｅｓｉｇｎ ｃｏｎｃｅｐｔｓ ｏｆ ｓｏｆｔｗａｒｅ ｉｎ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｄｅｓｉｇｎ ａｒｅ ｅｘｐａｔｉａｔｅｄ，ｓｕｃｈ ａｓ ｔｈｅ ｓｕｂｓｅｃｔｉｏｎ ｉｎｔｅｒ－
参考文献
图６ ＱＷＴ工程绘图软件效果图
３设计结果
本系统的设计不但解决了在一些场地中不便于二 次布线组网的问题，可以低成本地建设小型点对多点 网络，对于测控实时性要求不高的场合有很好的实用 价值。在一个会议厅内，采用本系统对２００人的投票
［１］李群芳．嵌入式系统技术基础［Ｍ］．北京：清华大学出版 社，２００５．
Ｉ数据采集ｋ Ｉ处理电路Ｐ
ｌ电源电路岭 —＾ 输出驱动
ＰＩＣ １６Ｆ８７３ —Ｖ
电路
Ｉ掉电保护ｋ Ｉ等电路Ｐ
图１控制系统原理框图
２．１数据采集处理电路 数据采集处理包括对车速、发动机转速、水温和油
收稿日期：２００５－０８—１５；修回日期：２００６－０１—１３。
万方数据
量信号的处理。车速和发动机转速信号传人组合仪表 板的是脉冲信号，为了得到较好的波形以提高信号采 集的精度，需要对波形进行整形。车速和转速信号整 形电路如图２、图３所示。车速和发动机转速整形后 的信号分别接在ＰＩＣｌ６Ｆ８７３的ＴＯＣＫＬ和Ｔ１ ＣＫＬ两个 端口上，这两个定时器用做计数器，采集车速和转速信 号的脉冲个数，ｒ１２用做定时器，这样就能够测出信号 的脉冲频率。根据特定的算法，将脉冲频率换算为步 进电机的走步步数。