汽车电子仪表显示装置
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汽车电气系统检修项目六：仪表、报警灯与电子显示系统检修
里程累计：
里程表由蜗轮、 蜗杆机构减速，并用 数字轮显示。第一数 字轮显示数字为 1/10km，相邻数字轮 形成1∶10的传动比， 成10进位递增，实现 累计里程。
（二）电子式车速里程表
组成：
车速传感器、电子电路、步进电机、车速表、里程表。
车速传感器
转子每转动一周，舌簧开关触点闭合8次，产生8 个脉冲，送至电子电路，经整形触发，输出一个与车 速成正比的电流信号到一个电磁式电流表，驱动指针 偏转，指示车速。在经分频、放大，驱动步进电机转 动，带动十进制齿轮计数器工作，累计里程。
蓄电池 放 电
蓄电池 充 电
目前广泛采用组合仪表：
燃油表— 指示油箱储油量；
冷却液温度表— 指示冷却系统温度；
发动机转速表— 指示发动机转速； 里程表— 指示瞬时速度和累计行驶里程；
二、冷却液温度表、燃油表 两部分组成： 指示表—安装在仪表板上，分 为电热式和电磁式两种。 传感器—安装在被检测部位，分 为电热式和可变电阻式两种。 目前广泛采用的是： 指示表为电热式，传感器为可变电阻式。
二、汽车常用的电子显示器件
电子显示器件分为两类： 主动显示型 — 显示器件本身辐射光线； 发光二极管； 真空荧光管；
被动显示型 — 显示器件本身并不发光， 其显示靠另一个光源来调制； 液晶显示器
（一）发光二极管（LED）
具有阴阳两个电极，固化在环氧树脂膜内；
发光颜色：红、绿、黄、橙等；
通过调整二极管电流，可调整发光亮度； 单独使用—报警灯、指示灯； 组合使用—焊在印刷电路板上，形成直线
（二）燃油表表指针总是指无油
故障原因： 1.仪表电源稳压器故障
2.燃油表自身故障
3.传感器故障
4.线路断路故障
汽车电子仪表显示装置 PPT
5、电光学技术在汽车仪表上得到广泛应用
▪ 仪表是驾驶员与汽车进行信息交流的重要 接口和界面。随着现代汽车工业和电子技 术的发展，汽车中各种系统和机构日趋复 杂，汽车行驶和各部分工作状况的信息量 显著增加。同时，出于对汽车环保、安全 性、经济性、智能化要求的提高，汽车驾 驶员需要更多、更迅速地了解汽车运行的 各种信息，使得汽车电子仪表向信息显示 中心发展，它是驾驶员信息系统重要的组 成部分。汽车电子仪表代替传统机械或电 气机械式模拟仪表已成为发展的趋向。
▪ 将防盗系统纳入汽车仪表ECU的监管下，如车门、 后行李箱等处防盗锁指纹识别开启系统，防撬振 动报警装置，防盗点火起动装置等。
4、未来的汽车仪表系统
，正向“综合信息系统”的方向发展。这种 仪表系统以液晶显示器为基础，车内通信 与互联网相连，乘员室内各操纵件通过语 音进行控制。汽车收音机、DVD光播放机 和音响设备等构成乘员室配置部分。构成 信息通信系统的主要部件有：漫游器、移 动电话、电子邮件和国际互联网终端、视 频或电子游戏中控台等。系统的主要功能 有：导航、音响、通信、远程微机通信和 信息处理等。
2、计算机终端显示器
▪ 未来汽车仪表发展趋势，就充分应用光技 术和机、电一体化技术，并突出现代信息 技术和网络技术的应用，其功能将极大拓 宽，指示形式将演变成计算机终端显示器。 随着显示器件，如液晶显示器件的性能， 特别是工作温度范围的拓宽，在价格进一 步降低的前提下，汽车仪表的功能将被极 大地拓宽，形式将发生根本改变，外观上 就是一个高清晰度的计算机显示器。
▪ 国内部分中、高档轿车，如一汽红旗世纪星，上汽帕萨特、 赛欧、奇瑞，长安世纪星等均配套使用步进电动机式汽车 仪表。其它型号的轿车也正在配套该类型的仪表，步进电 动式汽车仪表，将是未来一段时间内汽车仪表的主导产品。
6-1汽车仪表
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指针示值不准。
(1)原因 (1)原因 压力表故障； ①压力表故障； 传感器故障。 ②传感器故障。 (2)诊断 (2)诊断 按图所示将毫安表、 按图所示将毫安表、 可变电阻器、 可变电阻器、机油压力表 和蓄电池串连连接， 和蓄电池串连连接，进行 检查调试。 检查调试。
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•Automobile Electrics 点火开关OFF，拆下传感器端导线，点火开关ON，指 点火开关OFF，拆下传感器端导线，点火开关ON， OFF ON 针是否移动？ 针是否移动？ 是 机油压力表或压力表到传感器间导线搭铁。 机油压力表或压力表到传感器间导线搭铁。从压力 表接线柱上断开到传感器间的导线再试， 表接线柱上断开到传感器间的导线再试，指针是否 移动？ 移动？ 否 压力表至传感器间的导线搭铁 是 压力表内部 搭铁 否 传感器搭铁
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3
电磁式水温表
•Automobile Electrics
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二 燃油表
作用：指示燃油箱内储存燃油量的多少，它由传感器和 作用：指示燃油箱内储存燃油量的多少， 指示表组成。传感器均为可变电阻式， 指示表组成。传感器均为可变电阻式，但指示表有电磁 式和双金属片式两种。 式和双金属片式两种。 1 双金属式燃油表
•Automobile Electrics
故障在压力表或连接导线。 故障在压力表或连接导线 。 将试灯 否 电源线 接在压力表电源接线柱与搭铁间， 接在压力表电源接线柱与搭铁间 ， 路断路 观察试灯是否亮？ 观察试灯是否亮？ 是 电源连线良好。 电源连线良好 。 将试灯接在油压表 否 故障在 的传感器接线柱与搭铁间， 的传感器接线柱与搭铁间 ， 试灯是 油压表 否亮？ 否亮？ 是 故障在压力表至传感 器间的导线断路 b) 步骤 (二 )
《汽车构造与拆装》课程企业应用案例 教案：仪表系统的拆装
5.2：汽车仪表的拆装※学习目标：1、叙述各仪表系统的组成、各器件的结构及工作原理；2、懂得各仪表系统的检修。
※学习任务：汽车的冷却水温度表、车速里程表、发动机转速表和燃油表等不工作或是失准了，请查明故障原因，并把故障排除。
※学习课时：共用14个课时※设备与工具：1、组合仪表；2、水温传感器、油位传感器；3、万用表。
※注意事项：1、严格遵守操作规程并注意安全；2、仪表易烂易坏，拆装要小心；3、在不清楚的情况下，不能乱接乱搭，以免烧坏设备。
4、各种仪表拆开后，不要触摸仪表内部的各部分，尤其是指针和线圈等部分。
※项目任务布置：（见后附任务书）※项目展开：一、汽车上的组合仪表由水温表、燃油表、发动机转速表、车速里程表等组成。
如图10-1图10-1 组合仪表二、汽车仪表系的分类一）机油压力表1．电热式机油压力表与电热式机油压力传感器2．电磁式机油压力表与可变电阻式机油压力传感器二）冷却液温度表1．电热式冷却液温度表与双金属片式传感器2．电热式冷却液温度表与热敏电阻式传感器3．电磁式冷却液温度表与热敏电阻式温度传感器三）燃油表1．电磁式燃油表与可变电阻式传感器2．动磁式燃油表与可变电阻式燃油量传感器3．电热式燃油表与可变电阻式燃油量传感器四）车速里程表1．磁感应式车速里程表2．电子式车速里程表五）发动机转速表1.机械式转速表2.电子式转速表三、机油压力表作用：机油压力表用来检测和显示发动机主油道的机油压力的大小，以防因缺机油而造成拉缸、烧瓦的重大故障发生。
机油压力由指示表和传感器两部分组成。
指示表和传感器的配合类型如下：(一)电热式指示表+电热式传感器(二)电磁式指示表+可变电阻式传感器(三)电热式指示表+可变电阻式传感器1．电热式机油压力表和传感器的结构电热式机油压力表又称为双金属片式机油压力表，机油压力表及传感器的结构和工作原理如图10－2所示。
图10-2 电热式油压表与传感器结构1-油腔2-膜片3-弹簧片4-双金属片5-调节齿轮6-接触片7-传感器接线柱8-校正电阻9-机油压力表传感器接线柱机油压力表的工作原理：机油压力较小时，传感器膜片几乎没有变形，触点间压力小，电流通过不久，温度略有上升，双金属片稍有变形，触点就分开，平均电流小，指针偏转角度小；机油压力升高时，传感器膜片拱曲，触点间压力增大，需要通过较大电流，双金属片的变形才能使触点分开，平均电流大，指针偏转角度大。
照明、信号、仪表与报警显示装置-汽车维修工考证
§ 5. 4 照明、信号、仪表与报警显示装置
§ 5. 4 照明、信号、仪表与报警显示装置
汽车转向灯的闪烁是通过闪光器来实现的，通常按照结构的不同和工作原理分为电 热丝式、电容式、翼片式、水银式、晶体管式、集成电路式等。 过去汽车转向灯闪光器， 多采用电热式结构，由于它们工作稳定性差、寿命短、信号灯的亮暗不够明显，因而目 前多采用结构简单、体积小、工作稳定、使用寿命长的电子式闪光器即晶体管式和集成 电路式两大类。
§ 5. 4 照明、信号、仪表与报警显示装置
弧光式前照灯由弧光灯组件、电子控制器和升压器三大部分组成。 其灯泡的光色和 日光灯相似，亮度是目前卤钨灯泡的 2. 5 倍，寿命是卤钨灯泡的 5 倍，灯泡的功率为 35W，可节能 40%。
§ 5. 4 照明、信号、仪表与报警显示装置
(四)前照灯电子控制装置 1. 前照灯自动变光器 前面已经讲过。 2. 前照灯状态自动调整系统 前照灯的照明范围随汽车的负荷变化而变化，当汽车 的负荷较大时，前照灯距地面变近，使照明范围变小;反之，为了克服负荷对照明的影响，有些 先进的车上装设有前照灯状态自动调整系统。 根据汽车负荷的不同自动调整前照灯前倾 的角度，使照明范围保持不变，如图 5－93 所示。 3. 昏暗自动发光控制系统 昏暗自动发光控制系统的功用是在行驶中，当车前的自 然光的强度减低到一定程度时，自动将前照灯的电路接通，以确保行车安全，同时还有 延时关灯的作用。 其发光控制系统电路主要由光传感器和控制元件及晶体管放大器组件 两大部分组成，如图5－94 所示。
1. 电热丝式闪光器 电热丝式闪光器是利用镍铬丝的热胀冷缩特性接通或断开转向 灯电路，从而实现转向信号灯及转向指示灯的闪烁，如图 5－99 所示。
§ 5. 4 照明、信号、仪表与报警显示装置
汽车多功能仪表
ABS指示灯用来显示ABS工作状况。当打开钥匙门，车辆自 检时，ABS灯会点亮数秒，随后熄灭。如果未闪亮或者启动 后仍不熄灭，表明ABS出现故障。
蓄电池指示灯用来显示电瓶使用状态。打开钥匙门，车辆开 始自检时，该指示灯点亮。启动后自动熄灭。如果启动后电 瓶指示灯常亮，说明该电瓶出现了使用问题，需要更换。
谢谢!
水温指示灯用来显示发动机内冷却液的温度，钥匙门打 开，车辆自检时，会点亮数秒，后熄灭。水温指示灯常 亮，说明冷却液温度超过规定值，需立刻暂停行驶。水 温正常后熄灭。
车内各仪表指示灯含义
发动机故障指示灯用来显示车辆发动机的工作状况，当打 开钥匙门时，车辆自检时，该指示灯点亮后自动熄灭，如 常亮则说明车辆的发动机出现了机械故障，需要维修。
车内各仪表指示灯含义
电动转向警示灯。指示灯用来提醒车辆转向系统的状况。 正常情况下，在车辆点火完成自检后，这个指示灯会熄灭， 但如果一直不灭或在车辆行驶中突然点亮则说明转向系统 工作不正常了，需要及时的检测维修。 胎压监测报警灯。车辆完成自检后，这个指示灯常亮，就 要留意自己爱车的轮胎是否亏气了，及时充气避免轮胎磨 损更严重，从而增加车辆减振系统的负担，也避免对底盘 悬架等系统造成伤害。 陡坡缓降指示灯。用于下坡行驶的自动控制系统，已经被 大量应用于SUV车型中。启动陡坡缓降功能后，提示灯会 点亮，此时车辆下坡就不需要再踩制动踏板了，只要控制 好方向盘，车辆自己会低速行驶，并且能够逐个对超过安 全转速的车轮施加制动力，最终平稳下坡。
转向指示灯是用来显示车辆转向灯所在的位置。通常为熄 灭状态。当车主点亮转向灯时，该指示灯会同时点亮相应 方向的转向指示灯，转向灯熄灭后，该指示灯自动熄灭。
远光指示灯是用来显示车辆远光灯的状态。通常的情况下 该指示灯为熄灭状态。当车主点亮远光灯时，该指示灯会 同时点亮，以提示车主，车辆的远光灯处于开启状态。
汽车仪表与显示系统详述(ppt 36页)
发动机转速↑→脉冲信号幅值与频率↑→脉宽↑→通过表头的平均 电流↑→指针偏转角度↑→发动机转速表指示值↑
桑塔纳2000型轿车采用电子发动机转速表。其中 2000GLi型轿车是从点火线 圈中获得一次电流中断时产生的脉冲信号，在点火线圈中转换成电压脉冲，经数 字集成电路计算后，在表头上偏转指针以显示出发动机转速的。2000GSi型轿车 则是由安装在飞轮侧的发动机转速传感器，直接把转速脉冲信号输入表头转换成 发动机转速信号的。
6.1.3 水温表
6.1.4 燃油表
燃油表用来指示油箱中储油量的 多少。由安装在油箱中的传感器及安 装在仪表板上的指示仪表两部分组成。
燃油表中有两个绕在铁芯上的线 圈，中间置有铁转子，转子连有指 针，传感器由电阻、滑杆和浮子组 成，浮子漂浮于油面上，随油面高 低而改变位置。
当油箱无油时，浮子下降，电阻 被短路，此时右线圈也被短路，通 过其中的电流近于零，不显示磁性 ，而左线圈在全部电源电压的作用 下，通过其中的电流产生磁场，吸 引转子，使指针指在“0”位上。
为使油压表示值不受外界温度变化的影响，双金属片做成“Ⅱ”字形，其中 绕有加热线圈的臂为工作臂，另一为补偿臂。当外界温度变化时，工作臂的附加 变形被补偿臂的相应变形所补偿。安装传感器时，外壳上的箭头“向上”，不应 偏出垂直位置30°。因为这样可以保证“Ⅱ”形双金属片的工作臂位于补偿臂之 上，使工作臂的热气上升时不会影响补偿臂的正常工作，提高指示的准确性。
2.液晶显示
液晶是一种介乎于液体和晶体之间的物质，由伸长的有机分子构成。 在液晶上加一电场时，其分子的长轴方向会发生变化，在液晶中光沿分子 长轴方向传播。当液晶不加电压时，光线穿过液晶达到反射镜后反射回来， 故人们看到反射回来的光线；当液晶加上电压后，光穿过液晶后被偏振镜 阻隔，因此光线进入已通电的笔划晶粒不能反射回来，该笔划不亮而呈黑 色。
桑塔纳2000型轿车采用电子发动机转速表。其中 2000GLi型轿车是从点火线 圈中获得一次电流中断时产生的脉冲信号，在点火线圈中转换成电压脉冲，经数 字集成电路计算后，在表头上偏转指针以显示出发动机转速的。2000GSi型轿车 则是由安装在飞轮侧的发动机转速传感器，直接把转速脉冲信号输入表头转换成 发动机转速信号的。
6.1.3 水温表
6.1.4 燃油表
燃油表用来指示油箱中储油量的 多少。由安装在油箱中的传感器及安 装在仪表板上的指示仪表两部分组成。
燃油表中有两个绕在铁芯上的线 圈，中间置有铁转子，转子连有指 针，传感器由电阻、滑杆和浮子组 成，浮子漂浮于油面上，随油面高 低而改变位置。
当油箱无油时，浮子下降，电阻 被短路，此时右线圈也被短路，通 过其中的电流近于零，不显示磁性 ，而左线圈在全部电源电压的作用 下，通过其中的电流产生磁场，吸 引转子，使指针指在“0”位上。
为使油压表示值不受外界温度变化的影响，双金属片做成“Ⅱ”字形，其中 绕有加热线圈的臂为工作臂，另一为补偿臂。当外界温度变化时，工作臂的附加 变形被补偿臂的相应变形所补偿。安装传感器时，外壳上的箭头“向上”，不应 偏出垂直位置30°。因为这样可以保证“Ⅱ”形双金属片的工作臂位于补偿臂之 上，使工作臂的热气上升时不会影响补偿臂的正常工作，提高指示的准确性。
2.液晶显示
液晶是一种介乎于液体和晶体之间的物质，由伸长的有机分子构成。 在液晶上加一电场时，其分子的长轴方向会发生变化，在液晶中光沿分子 长轴方向传播。当液晶不加电压时，光线穿过液晶达到反射镜后反射回来， 故人们看到反射回来的光线；当液晶加上电压后，光穿过液晶后被偏振镜 阻隔，因此光线进入已通电的笔划晶粒不能反射回来，该笔划不亮而呈黑 色。
第6章 汽车仪表、报警装置
6.1 汽车仪表系统
图6-2 桑塔纳2000组合仪表外形
图6-1 CA1091汽车仪表系统电路
6.1 汽车仪表系统
图6-3 桑塔纳2000仪表板电路图
6.1 .2 电流表及电压表
1、电流表的连接电路 电流表连接电路通常由蓄电池、 点火开关、电流表、发电机及调节器、 用电设备等构成，连接电路如图6-4 所示。 电流表后盖有两个接线柱分别 标有“+”和“-”，电流表的“+” 线柱连接发电机的“+”极，电流表 的“-”线柱连接电池的“+”极，当 发电机向蓄电池充电时，示值为 “+”；蓄电池向用电设备放电时， 示值为“-”。
6.1 .3 机油压力表
2）工作原理 接通点火开关时，电流由蓄电池正极→点火开关→接线柱→机油压力表双 金属片上的加热线圈→接线柱→传感器内接触片→分两路（一路流经传感器内 双金属片上的加热线圈；另一路流经电阻→双金属片）→传感器内双金属片的 触点→弹簧片→搭铁→蓄电池负极构成回路。由于电流流过表内和传感器内双 金属片上的加热线圈，使双金属片受热变形。 当机油压力很低时，膜片几乎没有变形，作用在传感器内触点上的压力很 小。当电流流过而温度略有上升时，传感器内双金属片就受热弯曲，使触点分 开，切断通电回路，一段时间后，双金属片冷却伸直，触点又闭合，电路又被 接通。使触点闭合时间短，打开时间长，流过机油压力表内加热线圈的平均电 流值小，使机油压力表内双金属片弯曲变形程度小，指针偏转角度很小；显示 为较低的油压。 当机油压力升高时，膜片向上拱曲，使触点压力增大，传感器内双金属片 需要在较高温度下，才能使触点分开，即其上的加热线圈需要通过较大电流。 触点分开后稍加冷却就很快闭合。故触点打开时间短，而闭合时间长，通过机 油压力表内加热线圈的平均电流值大，指针偏转角度增大，显示出较高的油压。
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第四讲 汽车电子仪表显示装置
汽车电子仪表
重庆大学汽车系 张伟
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一、汽车仪表的发展动向
当今世界，由于汽车排放、节能、安全和舒适性等使用性能 不断提高，使得汽车电子控制程度也越来越高。汽车电子 控制装置必须迅速、准确地处理各种信息，并通过电子仪 表显示出来，使驾驶员及时了解并掌握汽车的运行状态， 妥善处理各种情况。 现在，汽车的故障诊断、全球导航和定位系统的大量、复杂 的信息服务已开始大量装备到汽车上，汽车电子仪表作为 信息显示终端能够完成这些任务。汽车电子仪表显示装置 不仅具有能提供大量、复杂的信息的优点，而且还具有高 精度和高可靠性、一表多用的功能、外形设计美观自由度 高、满足小型、轻量化的要求等特点，因此电子仪表显示 装置成为现代汽车的发展新潮流，具有非常广阔的发展空 间。
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三、微机型车用数字仪表
以MCS 51单片机为主控器，以ADC0809为核心， 以气压、油压、温度、霍尔元件等传感器为主要外 围元件的车用数字仪表（VDI）的设计与实现。该 仪表系统具有显示直观、准确，使用方便可靠等优 点，代表了车用仪表的最新发展趋势。 1. 系统组成及工作原理 ---本系统功能由硬件和软件两大部份协调完成，硬 件部分主要完成各种传感器信号的采集、转换，各 种信息的显示等；软件主要完成信号的处理及控制 功能等。 ---其工作原理是89C51单片机依次查询各传感器的 输出信号（气压、油压等模拟传感器输出的模拟信 号需要经过ADC0809进行模数转换）； 然后 89C51对输入信号进行相应处理后通过显示模块 44780输出，同时还可输出各种告警信号。
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2.3 44780显示模块
本系统采用44780驱动的LCD，HD44780（KS0062）是用低 功耗CMOS技术制造的大规模点阵LCD控制器（兼带驱动 器），和4bit/8bit微处理器相连，它能使点阵LCD显示大小写 英文字母、数字和符号等丰富的信息，同时有较强的通用性 应用，使用方便，用户能用少量元件就可组成一个完整点阵 LCD系统，送入相关的数据和指令就可实现所需的显示。
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1、未来的车用电子仪表化。
传统仪表一般是机电式模拟仪表，只能提 供汽车运行中必要而又少量的数据信息， 已远远不能满足现代汽车新技术、高速度 的要求。汽车仪表的功能已不仅仅是单纯 的指示，而是通过对汽车各部件参数的监 测和微处理机配套，从而达到控制汽车各 种运行工况的目的。随着现代电子技术的 发展，多功能高精度、高灵敏度、读数直 观的电子数字显示及图像显示的仪表已不 断地在汽车上应用，汽车电子化仪表将逐 步取代常规的机电仪表。
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2.8 抗干扰设计
汽车、摩托车的点火系统有较强的电磁干扰，另外车辆移动性 大，有可能处于较强电磁干扰的环境中，因此必须采取抗干 扰措施，否则系统难以稳定、可靠运行。本系统采用的是由 硬件和软件相结合的抗干扰措施。 系统主要采用了以下五个方面的抗干扰措施。 采用抗干扰电源：单片机系统经过UA7805C变压，然后经过 稳压、滤波得到系统电源。另外给每个集成电路芯片都安置 一个0.01mF的陶瓷电容器。同时，要有良好接地，数字地 与模拟地要分开，最后只在一点相连。 光电隔离：在I/O通道上采用光电隔离器，将单片机系统与各 种传感器、开关从电气上隔离开来，很大一部分干扰可被阻 挡。 过压保护电路：由限流电阻和稳压管组成，以防止引入高电 压，损害单片机系统。
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2硬件构成
该系统硬件主要包括以下几个模块： 89C51主控模块、传感器模块、ADC0809模/数转换模块、 44780显示模块等。其中89C51主要完成外围硬件的控制 以及一些运算功能，传感器完成信号的采样功能， ADC0809完成将模拟信号转换成数字信号的功能，44780 显示模块完成字符、数字的显示功能。 2.1 主控模块 系统采用ATMEL公司生产的AT89C51单片机，它带有 4KB闪速式存储器、128B内存，最大工作频率24MHz， 同时，具有32条输入输出线，16位定时/计数器，5个中断 源，1个串行口。 2.2 温度传感器DS18B20 DS18B20是Dallas公司推出的单线数字式测温芯片，它能 在现场采集温度数据，并将温度数据直接转换成数字量输 出。DS18B20与AT89C51的接口电路图如图2所示，其中 DS18B20工作在外部电源供电方式，单片机89C51采用 P2.0和DS18B20通信。
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2、计算机终端显示器
未来汽车仪表发展趋势，就充分应用光技 术和机、电一体化技术，并突出现代信息 技术和网络技术的应用，其功能将极大拓 宽，指示形式将演变成计算机终端显示器。 随着显示器件，如液晶显示器件的性能， 特别是工作温度范围的拓宽，在价格进一 步降低的前提下，汽车仪表的功能将被极 大地拓宽，形式将发生根本改变，外观上 就是一个高清晰度的计算机显示器。
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5、电光学技术在汽车仪表上得到广泛应用
仪表是驾驶员与汽车进行信息交流的重要 接口和界面。随着现代汽车工业和电子技 术的发展，汽车中各种系统和机构日趋复 杂，汽车行驶和各部分工作状况的信息量 显著增加。同时，出于对汽车环保、安全 性、经济性、智能化要求的提高，汽车驾 驶员需要更多、更迅速地了解汽车运行的 各种信息，使得汽车电子仪表向信息显示 中心发展，它是驾驶员信息系统重要的组 成部分。汽车电子仪表代替传统机械或电 气机械式模拟仪表已成为发展的趋向。
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为消除按钮动作时产生抖动干扰，在按键与 89C51间加入一个Schmitt触发器74HC14。 模/数转换电路的抗干扰措施： A/D转换输出信号经锁存器锁存后传送给单片机。 CPU抗干扰措施： 人工复位：当微处理器失控时，可使用复位方法 处理，使程序自动从0000H开始执行。 掉电保护：因车辆颠簸可能引起电源等接触不良， 使系统陷入混乱状态，电源电压恢复正常后，系 统难以恢复正常。系统应该设计掉电保护。将掉 电中断规定为高级中断，首先进行现场保护，当 电源恢复正常时，单片机重新复位，恢复现场， 继续工作。至于程序跑飞，可以用软件陷阱和看 门狗将程序拉回到复位状态。
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2.4 A/D转换模块
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2.5 步进电机驱动模块
TA8435H是东芝公司生产的单片正弦细分二相步进电机驱动 专用芯片，电路简单，工作可靠。 如图是TA8435H的一个典型应用电路，该电路用一片 TA8435H来驱动一个步进电机，输入信号有使能控制、正反 转控制和时钟输入，通过光耦可将驱动器与输入级进行电 隔离，以起到逻辑电平隔离和保护作用；该电路工作在1/8 细分模式（M1接高电平），可减小低速时的振动，R8和C1 组成复位电路，D1~D4快恢复二极管可用来泄放绕组电流 由于REF IN引脚接高电平，因此VNF为0.8Ｖ，输出级斩波 电流为VNFF/RNF＝0.8/0.8＝1A，选用不同的二相步进电机 时，应根据其电流大小选择合适的R13和R14。
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电子仪表有用电子显示器件和高压驱动器集成电路，既提高 了测试精度，又可将数字信息输入汽车微机内，实现了车速 与里程等参数的数据分析和计算，使汽车具有更多的自控功 能。转速表、电压表、燃油表、油压表和水温表则采用线性 集成电路，方便配接各类电子传感器件。汽车电子仪表将成 为一个集感觉、识别、分析、信息库存、适应和控制六大功 能于一体的，提供车辆行驶信息、保障安全驾驶的智能化系 统。 汽车电子仪表面板，采用微机采集处理不同传感器信号，不 仅可把各种传感器检测到信息，如车速、发动机转速等显示 出来，而且还能把经微机处理、计算、分析后的信息，如燃 油消耗和行车里程等综合信息显示出来。另外，带有诊断程 序的汽车微机还能在汽车行驶过程中，根据发动机、传动系 及行驶系等各机件的运行情况，及时显示出故障诊断的警告 信息，驾驶员想检查时也能随时调出多重显示，或采用按钮 开关实现有选择的显示。
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国内部分中、高档轿车，如一汽红旗世纪星，上汽帕萨特、 赛欧、奇瑞，长安世纪星等均配套使用步进电动机式汽车 仪表。其它型号的轿车也正在配套该类型的仪表，步进电 动式汽车仪表，将是未来一段时间内汽车仪表的主导产品。 随着电子技术的进步，新型传感器、新型电子显示器件的 出现，汽车电子仪表显示装置得以迅速发展。微机驱动的 仪表板采用微机处理来自传感器的信息，并指挥仪表显示 器。我国的汽车仪表显示装置技术水平较低。国外发达国 家普遍使用全数字式汽车仪表显示装置，而且绝大部分是 步进电动机式汽车仪表，并准备向更高方向发展。 虽然国内汽车仪表界一致看好全数字式汽车仪表，但其开 发还不具备技术条件。全数字式汽车仪表，尤其是步进电 动机式汽车仪表显示装置，是当今和未来一段时间汽车仪 表显示装置的主导技术，有着十分广阔的市场前景。现代 汽车将会越来越多地装用各种用途的电子化仪表显示装置。 造型新颖别致和功能强大的电子化仪表显示装置，将是今 后车用仪表的发展趋势和潮流。
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二、电子显示技术
就是薄型平面电子显示器技术做成的汽车平面仪表板显示数字及信息， 十分清晰明了，它代替了以往模拟显示的车速和发动机转速表等，使 驾驶者在开车的同时，仍然可以清楚地看到仪表数字及其他信息的变 动。它反应速度快、指示准确、图形设计灵活、数字清晰、可视性能 好、集成化程度高、可靠性强、功耗低等优点。由于没有运动部件， 反应快，可靠性高，其布置灵活紧凑，并有最佳显示形式。 显示和内照明器件选用高效冷光源发光器件，导光系统更多体现出光 学领域的新技术。 CCD摄像后视系统，改用电子摄像显示后视系统，驾驶员的视野范围 将更宽。 自动导航和定位系统，它可能也是未来汽车仪表上不可缺少的部分， 包括GPS和电子地图等。 具备完善的通讯系统，将来汽车上的计算机系统会与公共互连网相连， 以便充分共享信息资源，处理通讯作业将是汽车仪表计算机系统工作 内容的一部分。
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一、汽车仪表的发展动向
当今世界，由于汽车排放、节能、安全和舒适性等使用性能 不断提高，使得汽车电子控制程度也越来越高。汽车电子 控制装置必须迅速、准确地处理各种信息，并通过电子仪 表显示出来，使驾驶员及时了解并掌握汽车的运行状态， 妥善处理各种情况。 现在，汽车的故障诊断、全球导航和定位系统的大量、复杂 的信息服务已开始大量装备到汽车上，汽车电子仪表作为 信息显示终端能够完成这些任务。汽车电子仪表显示装置 不仅具有能提供大量、复杂的信息的优点，而且还具有高 精度和高可靠性、一表多用的功能、外形设计美观自由度 高、满足小型、轻量化的要求等特点，因此电子仪表显示 装置成为现代汽车的发展新潮流，具有非常广阔的发展空 间。
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三、微机型车用数字仪表
以MCS 51单片机为主控器，以ADC0809为核心， 以气压、油压、温度、霍尔元件等传感器为主要外 围元件的车用数字仪表（VDI）的设计与实现。该 仪表系统具有显示直观、准确，使用方便可靠等优 点，代表了车用仪表的最新发展趋势。 1. 系统组成及工作原理 ---本系统功能由硬件和软件两大部份协调完成，硬 件部分主要完成各种传感器信号的采集、转换，各 种信息的显示等；软件主要完成信号的处理及控制 功能等。 ---其工作原理是89C51单片机依次查询各传感器的 输出信号（气压、油压等模拟传感器输出的模拟信 号需要经过ADC0809进行模数转换）； 然后 89C51对输入信号进行相应处理后通过显示模块 44780输出，同时还可输出各种告警信号。
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2.3 44780显示模块
本系统采用44780驱动的LCD，HD44780（KS0062）是用低 功耗CMOS技术制造的大规模点阵LCD控制器（兼带驱动 器），和4bit/8bit微处理器相连，它能使点阵LCD显示大小写 英文字母、数字和符号等丰富的信息，同时有较强的通用性 应用，使用方便，用户能用少量元件就可组成一个完整点阵 LCD系统，送入相关的数据和指令就可实现所需的显示。
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1、未来的车用电子仪表化。
传统仪表一般是机电式模拟仪表，只能提 供汽车运行中必要而又少量的数据信息， 已远远不能满足现代汽车新技术、高速度 的要求。汽车仪表的功能已不仅仅是单纯 的指示，而是通过对汽车各部件参数的监 测和微处理机配套，从而达到控制汽车各 种运行工况的目的。随着现代电子技术的 发展，多功能高精度、高灵敏度、读数直 观的电子数字显示及图像显示的仪表已不 断地在汽车上应用，汽车电子化仪表将逐 步取代常规的机电仪表。
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2.8 抗干扰设计
汽车、摩托车的点火系统有较强的电磁干扰，另外车辆移动性 大，有可能处于较强电磁干扰的环境中，因此必须采取抗干 扰措施，否则系统难以稳定、可靠运行。本系统采用的是由 硬件和软件相结合的抗干扰措施。 系统主要采用了以下五个方面的抗干扰措施。 采用抗干扰电源：单片机系统经过UA7805C变压，然后经过 稳压、滤波得到系统电源。另外给每个集成电路芯片都安置 一个0.01mF的陶瓷电容器。同时，要有良好接地，数字地 与模拟地要分开，最后只在一点相连。 光电隔离：在I/O通道上采用光电隔离器，将单片机系统与各 种传感器、开关从电气上隔离开来，很大一部分干扰可被阻 挡。 过压保护电路：由限流电阻和稳压管组成，以防止引入高电 压，损害单片机系统。
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2硬件构成
该系统硬件主要包括以下几个模块： 89C51主控模块、传感器模块、ADC0809模/数转换模块、 44780显示模块等。其中89C51主要完成外围硬件的控制 以及一些运算功能，传感器完成信号的采样功能， ADC0809完成将模拟信号转换成数字信号的功能，44780 显示模块完成字符、数字的显示功能。 2.1 主控模块 系统采用ATMEL公司生产的AT89C51单片机，它带有 4KB闪速式存储器、128B内存，最大工作频率24MHz， 同时，具有32条输入输出线，16位定时/计数器，5个中断 源，1个串行口。 2.2 温度传感器DS18B20 DS18B20是Dallas公司推出的单线数字式测温芯片，它能 在现场采集温度数据，并将温度数据直接转换成数字量输 出。DS18B20与AT89C51的接口电路图如图2所示，其中 DS18B20工作在外部电源供电方式，单片机89C51采用 P2.0和DS18B20通信。
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2、计算机终端显示器
未来汽车仪表发展趋势，就充分应用光技 术和机、电一体化技术，并突出现代信息 技术和网络技术的应用，其功能将极大拓 宽，指示形式将演变成计算机终端显示器。 随着显示器件，如液晶显示器件的性能， 特别是工作温度范围的拓宽，在价格进一 步降低的前提下，汽车仪表的功能将被极 大地拓宽，形式将发生根本改变，外观上 就是一个高清晰度的计算机显示器。
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5、电光学技术在汽车仪表上得到广泛应用
仪表是驾驶员与汽车进行信息交流的重要 接口和界面。随着现代汽车工业和电子技 术的发展，汽车中各种系统和机构日趋复 杂，汽车行驶和各部分工作状况的信息量 显著增加。同时，出于对汽车环保、安全 性、经济性、智能化要求的提高，汽车驾 驶员需要更多、更迅速地了解汽车运行的 各种信息，使得汽车电子仪表向信息显示 中心发展，它是驾驶员信息系统重要的组 成部分。汽车电子仪表代替传统机械或电 气机械式模拟仪表已成为发展的趋向。
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为消除按钮动作时产生抖动干扰，在按键与 89C51间加入一个Schmitt触发器74HC14。 模/数转换电路的抗干扰措施： A/D转换输出信号经锁存器锁存后传送给单片机。 CPU抗干扰措施： 人工复位：当微处理器失控时，可使用复位方法 处理，使程序自动从0000H开始执行。 掉电保护：因车辆颠簸可能引起电源等接触不良， 使系统陷入混乱状态，电源电压恢复正常后，系 统难以恢复正常。系统应该设计掉电保护。将掉 电中断规定为高级中断，首先进行现场保护，当 电源恢复正常时，单片机重新复位，恢复现场， 继续工作。至于程序跑飞，可以用软件陷阱和看 门狗将程序拉回到复位状态。
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2.4 A/D转换模块
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2.5 步进电机驱动模块
TA8435H是东芝公司生产的单片正弦细分二相步进电机驱动 专用芯片，电路简单，工作可靠。 如图是TA8435H的一个典型应用电路，该电路用一片 TA8435H来驱动一个步进电机，输入信号有使能控制、正反 转控制和时钟输入，通过光耦可将驱动器与输入级进行电 隔离，以起到逻辑电平隔离和保护作用；该电路工作在1/8 细分模式（M1接高电平），可减小低速时的振动，R8和C1 组成复位电路，D1~D4快恢复二极管可用来泄放绕组电流 由于REF IN引脚接高电平，因此VNF为0.8Ｖ，输出级斩波 电流为VNFF/RNF＝0.8/0.8＝1A，选用不同的二相步进电机 时，应根据其电流大小选择合适的R13和R14。
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电子仪表有用电子显示器件和高压驱动器集成电路，既提高 了测试精度，又可将数字信息输入汽车微机内，实现了车速 与里程等参数的数据分析和计算，使汽车具有更多的自控功 能。转速表、电压表、燃油表、油压表和水温表则采用线性 集成电路，方便配接各类电子传感器件。汽车电子仪表将成 为一个集感觉、识别、分析、信息库存、适应和控制六大功 能于一体的，提供车辆行驶信息、保障安全驾驶的智能化系 统。 汽车电子仪表面板，采用微机采集处理不同传感器信号，不 仅可把各种传感器检测到信息，如车速、发动机转速等显示 出来，而且还能把经微机处理、计算、分析后的信息，如燃 油消耗和行车里程等综合信息显示出来。另外，带有诊断程 序的汽车微机还能在汽车行驶过程中，根据发动机、传动系 及行驶系等各机件的运行情况，及时显示出故障诊断的警告 信息，驾驶员想检查时也能随时调出多重显示，或采用按钮 开关实现有选择的显示。
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国内部分中、高档轿车，如一汽红旗世纪星，上汽帕萨特、 赛欧、奇瑞，长安世纪星等均配套使用步进电动机式汽车 仪表。其它型号的轿车也正在配套该类型的仪表，步进电 动式汽车仪表，将是未来一段时间内汽车仪表的主导产品。 随着电子技术的进步，新型传感器、新型电子显示器件的 出现，汽车电子仪表显示装置得以迅速发展。微机驱动的 仪表板采用微机处理来自传感器的信息，并指挥仪表显示 器。我国的汽车仪表显示装置技术水平较低。国外发达国 家普遍使用全数字式汽车仪表显示装置，而且绝大部分是 步进电动机式汽车仪表，并准备向更高方向发展。 虽然国内汽车仪表界一致看好全数字式汽车仪表，但其开 发还不具备技术条件。全数字式汽车仪表，尤其是步进电 动机式汽车仪表显示装置，是当今和未来一段时间汽车仪 表显示装置的主导技术，有着十分广阔的市场前景。现代 汽车将会越来越多地装用各种用途的电子化仪表显示装置。 造型新颖别致和功能强大的电子化仪表显示装置，将是今 后车用仪表的发展趋势和潮流。
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二、电子显示技术
就是薄型平面电子显示器技术做成的汽车平面仪表板显示数字及信息， 十分清晰明了，它代替了以往模拟显示的车速和发动机转速表等，使 驾驶者在开车的同时，仍然可以清楚地看到仪表数字及其他信息的变 动。它反应速度快、指示准确、图形设计灵活、数字清晰、可视性能 好、集成化程度高、可靠性强、功耗低等优点。由于没有运动部件， 反应快，可靠性高，其布置灵活紧凑，并有最佳显示形式。 显示和内照明器件选用高效冷光源发光器件，导光系统更多体现出光 学领域的新技术。 CCD摄像后视系统，改用电子摄像显示后视系统，驾驶员的视野范围 将更宽。 自动导航和定位系统，它可能也是未来汽车仪表上不可缺少的部分， 包括GPS和电子地图等。 具备完善的通讯系统，将来汽车上的计算机系统会与公共互连网相连， 以便充分共享信息资源，处理通讯作业将是汽车仪表计算机系统工作 内容的一部分。