引言
　　關(guān)于汽車儀表盤的專用芯片，中國汽車電子行業(yè)由于起步較晚庶鸡，直到2004年前后殃练，市場上仍然幾乎沒有專用于儀表盤的芯片。很多客戶采用的表盤方案往往是一顆普通的芯片树家，一顆步進馬達的驅(qū)動芯片以及一顆LCD的驅(qū)動芯片組成苇裤。對于具有較高安全性保障要求的汽車電子產(chǎn)品，這樣的情況從極限溫度和電磁抗干擾這兩個方面來考量摩泪，只是一個沒有專用的汽車級芯片情況下的無奈選擇笆焰。

　　NEC電子從1995年開始向市場提供專業(yè)的系列芯片：CAN ASSPn。從最早的μPD780852到后來μPD780828（根據(jù)客戶的需要见坑，分別提供掩膜和flash版本的芯片）嚷掠。本文以國內(nèi)中、低端汽車儀表盤的系統(tǒng)構(gòu)成為主要對象荞驴，介紹了基于NEC電子汽車儀表盤領(lǐng)域的專用芯片--μPD78F0822的系統(tǒng)設(shè)計不皆。

　　在目前的中國市場中，一般中熊楼、低端的汽車儀表盤會有如下配置：
4個步進馬達驅(qū)動的顯示表：車速表霹娄、轉(zhuǎn)速表、燃油表鲫骗、水
溫表→通過0822芯片中集成的4個步進馬達驅(qū)動來實 現(xiàn)對儀表指針的控制犬耻。
LCD顯示：大、小里程→通過0822芯片中集成的LCD驅(qū) 動可以實現(xiàn)最大136段的顯示挎峦。
蜂鳴器→用于產(chǎn)生各類不同的報警聲諸如：安全帶未系香追、未鎖車門等俊瞬。
各個功能顯示小燈→通過MCU的I/O口來實現(xiàn)對客戶所 需要的報警燈的控制危葵。

　　在系統(tǒng)設(shè)計中以這四個模塊為主要對象，說明該方案的功能實現(xiàn)兑蹈、資源利用以及控制方法蠢缚。

　　系統(tǒng)設(shè)計

　　在NEC電子(中國)有限公司上海分公司設(shè)計的解決方案中，使用了CAN總線來實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳送、對步進電機的驅(qū)動以及對信號燈的驅(qū)動等锐校。當(dāng)然躺冕，根據(jù)客戶的不同需要，也可以提供線束的方案矮按。圖1是CAN3+Demo的系統(tǒng)框圖以及該系統(tǒng)中用到的CAN3+微控制器外圍模塊畔怎。

　　單片機接收由CAN總線發(fā)送來的數(shù)據(jù)，主要包括車速膨泄、轉(zhuǎn)速者妆、油位、溫度段丸、里程喘疹、損壞程度以及各種指示信號。單片機根據(jù)接收到數(shù)據(jù)的實際情況來驅(qū)動步進電機從而使指針到達指定的位置饰及。如果汽車損壞大于設(shè)定的值蔗坯，則由蜂鳴器發(fā)出報警信號。如果接收到指示信號燎含，則點亮相應(yīng)的背光指示燈宾濒。為防止里程丟失，在程序運行過程中及時保存里程值瘫镇。

　　儀表盤從CAN總線接收到的數(shù)據(jù)是由另外一塊Demo板提供的鼎兽，該Demo板把采集到的與儀表盤相關(guān)的數(shù)據(jù)每隔10ms向儀表盤發(fā)送一次。

　　四個儀表的功能定義

1铣除、車速表：采用步進電機驅(qū)動谚咬；車速最大量程為200km/h，最小分度為5km/h尚粘，車速信號從CAN總線傳過來择卦。車速表指針響應(yīng)時間及時。當(dāng)汽車速度平穩(wěn)變化時郎嫁，車速表指針運動平穩(wěn)秉继。在任一恒定速度下，指針擺動范圍不超過1km/h源相。
2折司、轉(zhuǎn)速表：采用步進電機驅(qū)動；轉(zhuǎn)速最大量程為8000r/m下乱，最小分度為200r/m耿把，該信號從CAN總線傳過來。轉(zhuǎn)速表指針響應(yīng)時間及時条肢。當(dāng)轉(zhuǎn)速平穩(wěn)變化時舍仙，轉(zhuǎn)速表指針運動平穩(wěn)蒜薇。在恒定轉(zhuǎn)速下，在任一恒定轉(zhuǎn)速下云钻，指針擺動范圍在70r/m以內(nèi)脯堂。
3、燃油表：采用步進電機驅(qū)動聋寻，信號從CAN總線傳過來颤与。指針表示燃油箱中估計的燃油量。
指示圖上：E--燃油箱空坠狡；F--燃油箱滿挚躯。
4、水溫表：采用步進電機驅(qū)動擦秽，信號從CAN總線傳過來码荔。

　　儀表控制器/驅(qū)動器

　　儀表控制器/驅(qū)動器可以驅(qū)動步進電機，從而控制外部儀表或者十字線圈感挥。主要有以下幾個功能：

可以設(shè)置8位精度的脈寬
具有1位附加功能的8+1位精度的脈寬
可以同時驅(qū)動4個360° 類型的步進電機

　　圖2是儀表控制器/驅(qū)動器結(jié)構(gòu)圖缩搅。

　　步進電機的規(guī)格說明

　　所使用的步進電機的規(guī)格如下：

工作電壓： 5V～10V
線圈電阻： 280Ω
消耗電流： 15mA
啟動頻率： 160Hz
最大驅(qū)動頻率： 600Hz

　　為了使電機運轉(zhuǎn)更加平穩(wěn)，減少工作噪音触幼，本設(shè)計中采用了細(xì)分技術(shù)硼瓣，用更精密更接近正弦波的脈沖序列來驅(qū)動電機，使電機獲得小腳度的微步步進(如圖3)置谦。

　　LCD顯示

　　LCD部分主要顯示里程累計和里程小計堂鲤。

　　里程累計

　　里程累計顯示總里程(0~999999km)，當(dāng)它達到最大讀數(shù)(999999km)時媒峡，則保持此值瘟栖。

　　如果電池電壓被斷開，為了防止里程累計的值丟失谅阿，微控制器每兩公里更新一次當(dāng)前里程并保存在EEPROM中虽苫。如果電池電壓斷開，最大累計公里丟失值為+1km碴秽，如果發(fā)現(xiàn)存于EEPROM中的值有誤沾陡，"Error"將取代里程累計顯示。

　　里程小計

　　里程小計顯示在LCD的右邊承叫，它顯示的是從上次里程小計清零后或電池電壓斷開后的行駛總里程蔫沐。它的工作范圍是從0～999.9km，精度為0.1km织鳖，內(nèi)容只保留在RAM中激点。

　　信號燈控制

　　在本設(shè)計中，信號燈采用端口控制愤凭。共設(shè)計了24個信號燈窥窜，包括轉(zhuǎn)向燈、車門開燈原俘、停車燈等等划烫。

　　軟件處理

　　主程序流程圖見圖4。

步進電機控制程序見圖5竿刁。

　　CA N控制器的功能

　　通過0822的資源黄锤，可以通過CAN接口或線束實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸并完成對馬達、指示燈食拜、LED的控制鸵熟。

　　結(jié)語

　　NEC電子的汽車儀表盤專用芯片從以下兩個方面為客戶帶來了優(yōu)勢：

　　1.專用的汽車級芯片為極限溫度和抗電磁干擾提供保證，從而大大提升了產(chǎn)品的安全性负甸。

　　2.在芯片中集成了步進馬達的驅(qū)動和LCD的驅(qū)動流强，為客戶提供了便利：一顆芯片集成了過去三顆芯片的功能，為客戶節(jié)省了系統(tǒng)成本呻待；在客戶布板時節(jié)省了空間打月，同時降低了電磁干擾。
隨著汽車網(wǎng)絡(luò)化作為汽車電子不可逆轉(zhuǎn)的趨勢蚕捉，儀表盤作為車載網(wǎng)絡(luò)中的一個節(jié)點奏篙，與車載網(wǎng)絡(luò)進行通訊、交換數(shù)據(jù)的需要不可或缺迫淹。NEC電子這款帶CAN通道的μPD78F0822芯片秘通，使儀表盤作為一個節(jié)點可以通過車載網(wǎng)絡(luò)發(fā)送/接受命令。同時升筛，CAN通道的介入也可以使儀表盤成為諸如KWP2000中的一個節(jié)點振沾，從而被列入汽車維護中的一個項目；CAN本身作為一個串口的模式柳竟，對需要使用自編程模式來進行程序更新的客戶又提供了一個選擇螺子。

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