一种嵌入式汽车数字仪表电路设计

　　汽车仪表是驾驶员与汽车的信息交流界面，对汽车安全以及经济行驶具有重要作用。近年来，随着汽车电子技术的发展，汽车仪表显示信息也不断增加，而传统机械指针式汽车组合仪表则无法满足现在使用需求。特别是计算机、微电子和各种现场总线通信技术广泛运用，以嵌入式微处理器为核心的智能化数字式仪表将是汽车仪表发展的必然趋势。本文给出一种嵌入式汽车数字仪表设计方案。

　　电源和复位电路设计

　　该汽车数字仪表系统采用汽车蓄电池供电，汽车蓄电池的电压约为12 V，而该系统需采用5 V、2.5 V和3.3 V工作电压，S3C44BOX内核工作电压是2.5 V，I／O端口的工作电压是3.3 V，调理电路以及一些驱动器件需用5 V的工作电压。因此，系统选用7805稳压器作为5 V电压转换器，选用AS2515AU2.5和AS2515AU3.3分别作为2.5 V和3.3 V电压转换器。掉电时能够及时存储里程信息，电源地需接一只1 000 μF的电容。掉电时，大电容可以确保S3C44BOX工作一段时间，完成里程信息的存储。复位电路采用专用的复位电路IPM811实现系统稳定启动。图2为系统电源电路。

　　

　　车速、水温、油量以及开关量的处理电路设计

　　由于汽车大多工作在恶劣环境下，将干扰车速传感器信号，因此在输入至中断端口EINT0前需要对车速脉冲信号进行处理，这里采用RC滤波、三极管放大以及斯密特整形方法调理车速脉冲信号。车速脉冲调理电路如图3所示。

　　

　　水温、油量信号是电阻信号，须转化为电压信号，再将其电压信号输入至S3C44BOX的AD端口。而其他开关量则经过滤波降压后输入至S3C44BOX的I／O端口。

　　CAN总线通信电路设计

　　S3C44BOX无SPI接口，但有SIO接口，SIO模块的发送和接收既可在上升沿锁存数据位，也可在下降沿锁存数据位，因此可通过设置 S3C44BOX的SIO模块所对应的寄存器实现上升沿发送数据，下降沿接收数据，从而与MCP2510的SPI总线时序相配合。CAN总线通信电路如图 4所示。

　　

　　步进电机表头电路等。其中步进电机选用Switec的汽车仪表专用步进电机X15.168，以及专用四通道步进电机驱动器件X12.017。 S3C44BOX的I／O电平为3.3LVCMOS电平，而X12.017是5VCMOS电平，需采用74LVX4245电平转换。

　　采用S3C44BOX与嵌入式实时操作系统μC／OS_II设计了一款高精度高、高灵敏度、工作稳定的嵌入式总线汽车数字仪表。S3C44BOX资源丰富、执行速度快，能扩展很多种功能，如IC卡、GPS、黑匣子等；加之嵌入式实时操作系统简化了应用程序，可高效实时地调用系统任务，因此本汽车数字仪表系统能够很好地解决汽车仪表迈向综合信息化的问题。