一種嵌入式汽車數字儀表電路設計

　　汽車儀表是駕駛員與汽車的信息交流界面，對汽車安全以及經濟行駛具有重要作用。近年來，隨著汽車電子技術的發展，汽車儀表顯示信息也不斷增加，而傳統機械指針式汽車組合儀表則無法滿足現在使用需求。特別是計算機、微電子和各種現場總線通信技術廣泛運用，以嵌入式微處理器為核心的智能化數字式儀表將是汽車儀表發展的必然趨勢。本文給出一種嵌入式汽車數字儀表設計方案。

　　電源和復位電路設計

　　該汽車數字儀表系統采用汽車蓄電池供電，汽車蓄電池的電壓約為12 V，而該系統需采用5 V、2.5 V和3.3 V工作電壓，S3C44BOX內核工作電壓是2.5 V，I／O端口的工作電壓是3.3 V，調理電路以及一些驅動器件需用5 V的工作電壓。因此，系統選用7805穩壓器作為5 V電壓轉換器，選用AS2515AU2.5和AS2515AU3.3分別作為2.5 V和3.3 V電壓轉換器。掉電時能夠及時存儲里程信息，電源地需接一只1 000 μF的電容。掉電時，大電容可以確保S3C44BOX工作一段時間，完成里程信息的存儲。復位電路采用專用的復位電路IPM811實現系統穩定啟動。圖2為系統電源電路。

　　車速、水溫、油量以及開關量的處理電路設計

　　由于汽車大多工作在惡劣環境下，將干擾車速傳感器信號，因此在輸入至中斷端口EINT0前需要對車速脈沖信號進行處理，這里采用RC濾波、三極管放大以及斯密特整形方法調理車速脈沖信號。車速脈沖調理電路如圖3所示。

　　水溫、油量信號是電阻信號，須轉化為電壓信號，再將其電壓信號輸入至S3C44BOX的AD端口。而其他開關量則經過濾波降壓后輸入至S3C44BOX的I／O端口。

　　CAN總線通信電路設計

　　S3C44BOX無SPI接口，但有SIO接口，SIO模塊的發送和接收既可在上升沿鎖存數據位，也可在下降沿鎖存數據位，因此可通過設置 S3C44BOX的SIO模塊所對應的寄存器實現上升沿發送數據，下降沿接收數據，從而與MCP2510的SPI總線時序相配合。CAN總線通信電路如圖 4所示。

　　步進電機表頭電路等。其中步進電機選用Switec的汽車儀表專用步進電機X15.168，以及專用四通道步進電機驅動器件X12.017。 S3C44BOX的I／O電平為3.3LVCMOS電平，而X12.017是5VCMOS電平，需采用74LVX4245電平轉換。

　　采用S3C44BOX與嵌入式實時操作系統μC／OS_II設計了一款高精度高、高靈敏度、工作穩定的嵌入式總線汽車數字儀表。S3C44BOX資源豐富、執行速度快，能擴展很多種功能，如IC卡、GPS、黑匣子等；加之嵌入式實時操作系統簡化了應用程序，可高效實時地調用系統任務，因此本汽車數字儀表系統能夠很好地解決汽車儀表邁向綜合信息化的問題。