论汽车电子仪表系统的开发

李安玉

摘 要：电子仪表系统是汽车的重要组成部分，用于完成驾驶员和车辆的信息交流，是实现安全行驶与经济行驶的重要保障。在汽车生产设计行业快速发展的背景下，基于计算机技术与汽车电子技术，汽车电子仪表系统的功能开发更加完善，逐渐实现了仪表的电子化与数字化。对汽车电子仪表系统的开发，需要强调系统的高精度、高灵敏度以及高便利性等要求，遵循专业原则，做好每一个细节控制，保证可以满足日常行驶需求。

关键词：汽车;电子仪表;系统开发

基于国内外汽车电子仪表设计的现状，以实现系统功能的进一步完善为目的，确定系统总体方案，明确硬件系统以及软件系统基础功能，通过对各个节点的优化，保证电子仪表系统功能优良，对外部各种因素的干扰具有较强的抵抗能力。并且，还可以根据实际需求对系统做进一步的扩展，提高系统的实用性与经济性，切实满足驾驶员的操作需求。

一、汽车电子仪表开发原则

1.可靠性原则

对于汽车来讲，在对其各基础功能系统进行开发设计时，最为核心的要求就是安全性与可靠性，保证能够完全满足安全驾驶的要求，为保证驾驶员的行车安全提供支持。汽车作为代步工具被越来越多的人所接受，在满足日常生活工作需求的同时，人们对其的要求更侧重于生命安全的保障。因此在针对汽车电子仪表进行开发设计时，必须要坚持可靠性原则，可以为驾驶员提供可靠的参数信息，使得驾驶员可以在行车过程中掌握车辆运行状态，进而作出正确指令和操作，降低危险隐患[1]。

2.简单性原则

汽车驾驶所面对的环境比较复杂，驾驶员除了要掌握车辆行驶参数以外，更多的注意力需要兼顾道路交通情况。基于此特点就需要汽车电子仪表的外观以及表现形式更为简单，可以更直观的展现出各项参数，确保驾驶员只需要花费较少的精力便可获取汽车运行速度信息、里程信息、电量信息、油量信息等，并精准判断作出合适的操作[2]。

3.舒适性原则

电子仪表不仅是汽车的重要功能系统，同时也是汽车内部装饰核心部分，坚持舒适性原则，提高电子仪表的美观性与舒适性，对提高车辆品质档次具有重要意义，并且可以使得驾驶员在行车过程中保持愉悦的心情。例如现在大部分的汽车电子仪表均是采用的LED灯装饰，不仅显示界面更加清晰明确，而且可以提高驾驶员行车过程中的舒适感觉。

二、汽车电子仪表开发要点

1.电子仪表板功能

确定汽车电子仪表系统的基础功能，主要包括以下几个方面：①自检功能。在正常通电后，电子仪表板可自检，LED信号灯（红色、黄色、绿色）亮起显示为功能正常，故障信息则是以闪烁信号显示。②数据采集与记录。对各种行车参数进行测量，包括行驶时间、行驶里程、行驶速度、温度、压力等。还可以完成模拟信号、数字信号以及开关量信号的采集[3]。③数据处理。对采集的各项数据参数进行处理，根据结果判断是否存在异常需要报警。数据无异常可直接显示仪表界面上。④数据显示。仪表板显示面板可以准确显示各类信息，包括实时时间、实时日期、实时车速以及各类警报信息等。⑤数据通信。可实现外部环境之间的相互通信，完成数据的交汇。⑥掉电保护。汽车电子仪表系统的开发设计，要点之一及时要做到数据及时处理和显示，如果受部分因素影响导致仪表系统板掉电，系统需要及时进行检测，同时对当前数据进行保存。

2.系统硬件设计

2.1系统架构

对汽车电子仪表系统硬件的设计，首先需要确定系统架构组成。输入部分包括时钟、传感器及信号处理器与电源模块;输出即显示部分，包括步进马达、彩色显示屏、LED指示灯、喇叭与EEPROM。应用16位单片机嵌入式系统来将系统的输入和输出部分相连，并利用CAN总线来完成和汽车其他电子控制装置的可靠通信。

2.2CAN节点电路

在汽车电子仪表硬件系统中，是基于CAN总线来做到与其他电子控制设备的可靠通信的，应将其作为系统通信的核心控制点进行研究。另外，系统通过嵌入CAN通信控制器，利用此电子元件来保证在复杂行驶过程中汽车电路扰动不会影响到CAN总线的通信功能，以及如果总线启动异常时刻对故障原因进行检查，并恢复正常压力，确保总线功能可以正常运行[4]。

2.3LCD模块

LCD为汽车仪表系统的显示窗口，主要显示的为车门状态、里程信息和其他一些文字报警信息等。常用显示屏包括液晶显示屏（LCD）及有机电致发光显示屏（PLED），其前者相较后者性价比更高。TFT-LCD相较于TN-LCD、STN-LCD，在设计时是针对液晶显示屏的各像素均设置一个薄膜晶体管（TFT），可有效消除非选通时的串扰问题，显示液晶屏的静态特性不受扫描线数影响，显示的图像质量更高。另外，面对数字仪表系统的普及，显示屏的设计还需要注意人机互动功能，实现人、机、环境的充分交互，用户可以根据个人喜好选择不同的显示主题，通过菜单设置来完成各项功能的调整，提高驾驶体验感。

3.系统软件设计

3.1软件设计流程

系统软件是确保汽车电子仪表硬件功能正常实现的前提，通过对系统软件运行特点分析可知，汽车电子仪表工作状态是由初始化过渡到循环运行两个部分。当汽车电子仪表系统通电启动时，电机、时钟以及定时器等车载电子设备初始化动作，仪表板显示里程参数，且指针归零。

3.2bootload在线升级

汽车电子集成功能越来越复杂，为满足软件远程/在线功能升級以及bug修复需求，在进行汽车仪表系统设计时，需要重视bootload的开发。bootload在线升级功能的实现，必须要满足以下三个条件：①与远程程序下载端建立可靠的总线通信，并对需要更新的应用程序下载获取;②对应用程序编程文件进行解析，获得其在FLASH中的地址与程序代码、数据;③运行FLASH驱动将应用程序的代码以及数据编程到FLASH内并校验其完整性，最后完成应用程序的更新。

结束语

在整个汽车设计制造行业的快速发展中，汽车电子仪表的开发设计进程也在不断的加快，技术标准以及水平已经上升到了一个全新的高度。坚持可靠性、间接性以及舒适性基本原则，做好硬件和软件系统设计，确保能够全面满足驾驶员行车需求。

参考文献

[1]刘金泽，魏丽娜，王大伟.汽车电子仪表虚拟测试系统的研发[J].科技与企业，2014（10）：131.

[2]范立云.有关汽车电子仪表系统开发的探究[J].河南科技，2013（19）：120.

[3]吴胜德.如何对汽车电子仪表显示系统故障进行检修[J].黑龙江交通科技，2010，33（02）：127-128.

[4]杨正才.汽车电子仪表系统研究与开发[D].重庆交通大学，2008.