基于CAN总线的汽车数字组合仪表的探究

沈永庆

摘要：近年来,随着汽车电子技术的不断发展,汽车仪表板上显示的信息不断增加，汽车仪表作为驾驶员与汽车信息交流平台,对汽车的安全与经济行驶起着重要的作用。本文介绍的汽车仪表采用CAN总线形式抗干扰能力强，增强了控制功能，提高了安全保证。

关键词：CAN总线、电路系统、储存器、信号输入系统

1、技术背景

汽车仪表是汽车在行驶过程中与驾驶员最重要、最直接的信息交流平台，对汽车的安全、舒适、经济行驶起到了至关重要的作用。随着汽车电子技术的不断发展，汽车仪表早已经成为了衡量汽车性能和档次的一个重要指标。随着计算机软硬件技术、总线技术、LCD显示技术等快速发展，控制系统臃肿、接线布线复杂、占用空间大的传统电磁机械仪表渐渐被淘汰。

2、结构介绍

汽车数字组合仪表包括壳体，壳体内安装有仪表电路系统，壳体上分别安装有加速度表、发动机转速表，其中加速度表外的壳体上安装有加速度表挡板，发动机转速表外的壳体上安装有发动机转速表挡板，加速度表挡板与发动机转速表挡板之间的壳体上安装有显示屏。仪表电路系统包括处理器，处理器分别与CAN总线、电源、储存器、信号输入系统、信号显示系统线路相连。

加速度表挡板由弧形加速度表挡板和竖直加速度表挡板相连组成，弧形加速度表挡板的高度从上到下逐渐增加，发动机转速表挡板由弧形发动机转速表挡板和竖直发动机转速表挡板相连组成，弧形发动机转速表挡板的高度也从上到下逐渐增加。弧形加速度表挡板和弧形发动机转速表挡板上均安装有夜光显示条。

壳体上安装有挡板，挡板由第一挡板、第二挡板、第三挡板、第四挡板依次首尾相连组成，且第一挡板的高度分别大于第二挡板、第三挡板、第四挡板的高度，第三挡板的高度分别低于第二挡板、第四挡板的高度。

图一

（1、壳体；2、加速度表；3、发动机转速表；4、加速度表挡板；5、弧形加速度表挡板；6、竖直加速度表挡板；7、发动机转速表挡板；8、弧形发动机转速表挡板；9、竖直发动机转速表挡板；10、显示屏；11、挡板；12、第一挡板；13、第二挡板；14、第三挡板；15、第四挡板；16、夜光显示条；）

3、仪表电路系统

①CAN总线

CAN总线包括CAN控制器、CAN接收器、共模电感瞬变抑制器、滤波器、CAN发送器。其中CAN控制器分别与CAN接收器、CAN发送器线路相连，共模电感瞬变抑制器分别与CAN接收器、滤波器线路相连，滤波器与CAN发送器线路相连。

②电源

电源包括主控电源、TFT屏背光电源、TFT屏控制电源。处理器分别与主控电源、TFT屏背光电源、TFT屏控制电源线路相连。TFT屏背光电源专用于TFT-LCD屏背光供电，其恒流输出使得TFT-LCD屏亮度稳定，灵活的软件设计可以让仪表盘背光提供不同的亮度等级。TFT屏控制电源为显示器工作提供各种电平基准。

③储存器

储存器包括EEPROM存储器、FLASH存储器。处理器分别与EEPROM存储器、FLASH存储器线路相连。EEPROM存储器主要存储车速里程等重要信息，即使仪表断电，甚至长时间断电，也不会丢失数据。FLASH存储器主要存储仪表TFT-LCD显示屏所要显示的各种图片内容。 

④信号输入系统

信号输入系统包括按钮采集器、开关量控制器、倒车信号采集器。处理器分别与按钮采集器、开关量控制器、倒车信号采集器线路相连。按钮采集器为仪表TFT-LCD屏的功能菜单按钮，开关量控制器为汽车上输入仪表的各开关量信号开关，倒车信号采集器为采集倒车雷达信号，在仪表上对应显示功能。

⑤信号显示系统

信号显示系统包括TFT-LCD显示器、声音输出器、LED指示器、仪表盘背光器、表头器。处理器分别与TFT-LCD显示器、声音输出器、LED指示器、仪表盘背光器、表头器线路相连，其中显示屏分别与TFT-LCD显示器、仪表盘背光器线路相连。TFT-LCD显示器采用6.2英寸真彩TFT-LCD显示屏，800*480的显示像素和6.2英寸的外形尺寸，为仪表实现灵活的功能设计、人性化的界面交互、丰富的交互信息、美观时尚酷炫的静态和动态效果显示内容提供了充分的显示平台。声音输出器为仪表的听觉报警或提醒功能，兼容简单的蜂鸣器声音输出和复杂的喇叭声音输出。LED指示器为仪表的视觉报警或提醒功能。仪表盘背光器为仪表表盘在夜间提供光源，灵活的软件设计可以让仪表盘背光提供不同的亮度等级。表头器包括功率和转速两个用来控制仪表指针的步进电机。

⑥其他

仪表电路系统还包括汽车接口器、上位机调试接口器、JIAG接口器。处理器分别与汽车接口器、上位机调试接口器、JIAG接口器线路相连。汽车接口器为连接汽车仪表和汽车电器的纽带，传输汽车仪表所要表达的各种信号。上位机调试接口器连接上位机，由上位机软件模拟提供仪表脉冲、模拟量、CAN信号等，实现对仪表各种信号调试的功能。JIAG接口器连接MCU仿真软件，用于开发和调试仪表软件功能。 

图二

4、总结

本文介绍的汽车数字组合仪表，采用CAN总线形式，简化汽车线束、增强控制功能、提高安全保证、信息反映完全，抗干扰能力强；采用6.2英寸真彩TFT-LCD显示屏，灵活功能设计、人性化界面交互、丰富交互信息、增强美观时尚感。

参考文献

[1] 付胜波. 基于CAN总线的汽车组合仪表研究[D]. 武汉理工大学, 2007.

[2] 贾丽娜. 汽车智能化组合仪表的设计与实现[J]. 科技风, 2020.

[3] 王登峰, 曹晓琳, 车晓镭,等. 汽车CAN总线数字组合仪表设计[J]. 汽车工程, 2010.