CN201402143Y - 一种汽车电子仪表 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种汽车电子仪表，其中，D/A转换电路(4)、运算电路(5)和步进电机驱动电路(6)均设在一个单片机(14)的集成芯片内，电源电路(1)、电源电压检测电路(2)、信号整形放大电路(3)、程序写入电路(8)均与所述的单片机(14)连接；所述的步进电机驱动电路(6)与所述的步进电机(7)连接。本实用新型整个电路外围元件少，电路结构简单，测量精度大大提高；方便的调整仪表参数，实现人机对话；仪表通用性强，不同仪表电路相同，元器件的参数相同；仪表指示精度高；能实现报警的功能；仪表体积小、重量轻、耐震动。

Description

一种汽车电子仪表

技术领域

本实用新型属于仪器仪表的技术领域，涉及汽车仪表的技术，更具体地说，本实用新型涉及一种用于汽车中的汽车电子仪表。

背景技术

在现有的汽车上的电子里程表和电子转速表中，对仪表指针的驱动普遍采用十字线圈驱动方式，它们的电路参数、甚至电路都不相同，当用户要求改变仪表参数时，仪表还需重新设计，给生产厂的生产和管理带来不便，提高了采购和生产成本，更主要的问题是研制周期和生产周期加长。

实用新型内容

本实用新型所要解决的问题是提供一种汽车电子仪表，其核心器件采用高速、大内存、驱动能力强的单片机，对仪表指针的驱动采用微步距角的步进电机，仪表参数用户可调整，两种显示方式供用户可选择，仪表测量机构通用，测量精度高于2％(即误差小于2％)。

为了实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为：

本实用新型所提供的这种汽车电子仪表，是电子转速表或电子里程表，包括电源电路、电源电压检测电路、信号整形放大电路、D/A转换电路、运算电路、步进电机驱动电路、步进电机、程序写入电路，所述的D/A转换电路、运算电路和步进电机驱动电路均设在一个单片机的集成芯片内，所述的电源电路、电源电压检测电路、信号整形放大电路、程序写入电路均与所述的单片机连接；所述的步进电机驱动电路与所述的步进电机连接。

所述的汽车电子仪表中设有仪表照明电路。

为使本实用新型更加完善，还进一步提出了以下更为详尽和具体的技术方案，以获得最佳的实用效果，更好地实现发明目的，并提高本实用新型的新颖性和创造性：

所述的汽车电子仪表中设有用于产生所述的单片机的基准频率的振荡电路，所述的振荡电路包括电容、晶振，所述的振荡电路与单片机连接。

所述的汽车电子仪表中设显示屏，所述的单片机的集成块内设有驱动电路，所述的驱动电路输入端与所述的运算电路连接，所述的驱动电路输出端与所述的显示屏连接。

所述的汽车电子仪表设有控制信息输入电路，所述的控制信息输入电路设有集成芯片以及与集成芯片相连接的电阻、电容，控制信息的输入端的电路与电阻连接，其输入的控制信息经过集成芯片处理后，通过二极管输入所述的单片机。

所述的汽车电子仪表设有报警输出电路，所述的报警输出电路设有电阻和三极管，所述的报警输出电路与所述的单片机连接，构成三个独立的报警放大电路。

所述的电源电路包括二极管、电阻、电容和稳压模块，所述的电源电路的输入端分别通过二极管、电阻，与稳压模块的输入端相连接。

所述电源电压检测电路包括二极管、电阻及电容，所述的电源电压检测电路的输入端分别通过二极管、电阻与所述的单片机相连接。

所述的信号整形放大电路包括电阻、电容、开关及三极管，所述的信号整形放大电路通过电阻与所述的单片机相连接。

所述的程序写入电路包括电阻、电容及接插件，输入程序的电路通过所述的接插件与所述的单片机连接。

所述的步进电机7的型号为VID23-01，所述的步进电机与程序写入电路相连接。

本实用新型采用上述技术方案，与现有技术相比，具有以下优点：

1、由于电路采用了高速、大内存、驱动能力强的单片机和步距角小的步进电机，使得整个电路外围元件少，电路结构简单，测量精度大大提高；

2、本实用新型具有供用户使用的控制信息输入电路系统，用户可以根据整车参数情况，很方便的调整仪表参数，实现人机对话；

3、控制信息输入电路与单片机和显示屏配合使用，使仪表电路与程序可适应不同仪表、不同技术参数的指示要求，即本实用新型可适应转速表和里程表不同技术参数的正确显示，并且这种控制是由用户通过输入控制信息来操作的，因此，仪表通用性强，不同仪表电路相同，元器件的参数相同；

4、仪表指示精度高，误差不超过2％(即误差小于2％)；

5、能实现报警的功能；

6、电路尽可能多的采用贴片元器件，使得仪表体积小、重量轻、、耐震动。

附图说明

下面对本说明书各幅附图所表达的内容及图中的标记作简要说明：

图1为本实用新型提供的汽车电子仪表结构框图；

图2为图1所示的汽车电子仪表电路图；

图3为图1所示的电源电路原理示意图；

图4为图1所示的电源电压检测电路原理示意图；

图5为图1所示的振荡电路原理示意图；

图6为图1所示的输出报警电路原理示意图；

图7为图1所示的程序写入电路原理示意图；

图8为图1所示的控制信息输入电路原理示意图；

图9为图1所示的信号整形放大电路原理示意图；

图10为图1所示的LCD驱动电路原理示意图；

图11为图1所示的步进电机驱动电路原理示意图。

图1中的标记为：

1、电源电路，2、电源电压检测电路，3、信号整形放大电路，4、D/A转换电路，5、运算电路，6、步进电机驱动电路，7、步进电机，8、程序写入电路，9、控制信息输入电路，10、LCD显示屏，11、报警输出电路，12、振荡电路，13、LCD驱动电路，14、单片机，15、仪表指针。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，对本实用新型具体实施方式如所涉及的各组成部分的元件、电路、各元器件之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理、制造工艺及操作使用方法等，作进一步详细的说明，以帮助本领域的技术人员对本实用新型的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。

在以下内容中，各电路名称后的序号及步进电机、单片机、仪表指针后的序号均指其在图1中的标记序号，其它各元器件后代号及接线端、管脚的代号均按照相应附图中的代号进行标记。

如图1至图11所表达的本实用新型的结构，是一种汽车电子仪表，是电子转速表或电子里程表，包括电源电路1、电源电压检测电路2、信号整形放大电路3、D/A转换电路4、运算电路5、步进电机驱动电路6、步进电机7、程序写入电路8。

其中，D/A转换电路4即数字/模拟转换电路。

如图所示，所述的汽车电子仪表中还设有仪表照明电路。

为了解决在本说明书背景技术部分所述的目前公知技术存在的问题并克服其缺陷，实现仪表指示角度大并提高指示精度及通用性的发明目的，本实用新型采取的技术方案为：

如图1、图2所示，本实用新型所提供的这种汽车电子仪表，所述的D/A转换电路4、运算电路5和步进电机驱动电路6均设在一个单片机14的集成芯片内，所述的电源电路1、电源电压检测电路2、信号整形放大电路3、程序写入电路8均与所述的单片机14连接；所述的步进电机驱动电路6与所述的步进电机7连接。

本实用新型所述的单片机14(IC2)的型号为MEGA168-20AU。它包含D/A转换电路4、运算电路5、步进电机驱动电路6，并且和其它各部分电路相连接；单片机14的驱动端口第15、10、9、1脚分别与电机VID23-01的第1、2、3、4引脚相连。

仪表指针11采用步进电机7驱动。

安装在汽车不同部位上的传感器(如发动机转速传感器、车速传感器、里程计数器)，将要测量的量转化成频率信号，经电路整形放大后输入到单片机14(IC2)中。单片机14(IC2)对输入的频率信号进行模/数转换，并根据指定程序进行的运算，单片机14根据运算结果驱动LCD显示屏10显示发动机转速或汽车行驶里程等信息，单片机14同时驱动步进电机7运转相应的角度，从而带动仪表指针15作出正确的指示。

安装在汽车不同部位上的传感器(如发动机转速传感器和车速传感器)，将要测量的量转化成频率信号，经电路整形放大后输入到单片机IC2，单片机对输入的信号频率

采用上述结构，与现有技术相比具有突出的实质性的特点，取得了以下所述的显著技术进步：

由于电路采用了高速、大内存、驱动能力强的单片机和步距角小的步进电机，使得整个电路外围元件少，电路结构简单，测量精度大大提高；

本实用新型具有供用户使用的控制信息输入电路系统，用户可以根据整车参数情况，很方便的调整仪表参数，实现人机对话；

控制信息输入电路与单片机和显示屏配合使用，使仪表电路与程序可适应不同仪表、不同技术参数的指示要求，即本实用新型可适应转速表和里程表不同技术参数的正确显示，并且这种控制是由用户通过输入控制信息来操作的，因此，仪表通用性强，不同仪表电路相同，元器件的参数相同；

仪表指示精度高，误差不超过2％；

能实现报警的功能；

电路尽可能多的采用贴片元器件，使得仪表体积小、重量轻、、耐震动。

下面是本实用新型的具体实施示例，供本领域的技术人员在实施本实用新型时参考和选用：

实施例一：

如图5所示，本实用新型所述的汽车电子仪表中设有用于产生所述的单片机14的基准频率的振荡电路12，所述的振荡电路12包括电容C8、电容C9、晶振X1，所述的振荡电路12与单片机14的连接。

振荡电路12与单片机14的IC2的第7、8脚相连。

实施例二：

如图10所示，本实用新型所述的汽车电子仪表中设LCD显示屏10，所述的单片机14的集成块内设有LCD驱动电路13，所述的LCD驱动电路13的输入端与所述的运算电路5连接，所述的LCD驱动电路13输出端与所述的LCD显示屏10连接。

所述的单片机14将输入信息处理后在LCD显示屏10上显示输入信息。

LCD显示电路与单片机14的IC2的第14、30、31、32脚相连。

其中，所述的LCD显示屏10的CS、R/W、DATA端分别与单片机IC2的第30、31、32脚相连接。

实施例三：

如图8所示，本实用新型所述的汽车电子仪表设有控制信息输入电路9，所述的控制信息输入电路9设有集成芯片IC3以及与集成芯片IC3相连接的电阻R40、电容C21，控制信息的输入电路9与电阻R40连接，其输入的控制信息经过集成芯片IC3处理后，通过二极管D4输入所述的单片机14。

所述的控制信息输入电路9可将仪表使用者输入的指令数字化后输入单片机14，使单片机14执行相应的程序操作。

本实用新型具有供使用者输入控制信息的功能，通过这一功能，使用者可以根据整车情况改变仪表参数，选择显示信息。

所述的控制信号输入电路9中的集成芯片IC3的型号为QT100。

由用户输入的控制信号通过电阻R40输入到控制信息输入电路9中的IC3，经控制信息输入电路9后通过二极管D4输入到单片机14的IC2的第13脚，控制单片机14的IC2执行相应的程序运算。

实施例四：

如图6所示，本实用新型所述的汽车电子仪表设有报警输出电路11，所述的报警输出电路11设有电阻R12、电阻R11、电阻R4、电阻R30、电阻R31、电阻R32、电阻R33、电阻R34、电阻R35和三极管T3、三极管T4、三极管T5，所述的报警输出电路11与所述的单片机14连接，构成三个独立的报警放大电路，其组成分别为报警电路一(三极管T5、电阻R34、电阻R35、电阻R13)、报警电路二(三极管T4、电阻R32、电阻R32、电阻R11)和报警电路三(三极管T3、电阻R30、电阻R31、电阻R4)，由单片机14输出报警信号。

所述的报警输出电路11在仪表指示到特定指示值时，提供报警输出信号。通过3个独立的报警输出电路放大后供外部使用。

报警输出电路11与单片机14的IC2的第23、24、25脚相连。

实施例五：

如图3所示，本实用新型所述的电源电路1包括二极管D1、稳压管ZD1、电阻R1、电阻R2、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电容C2A、电容C2B、稳压模块IC1，所述的电源电路1的输入端分别通过二极管D1、电阻R1、电阻R2与稳压模块IC1的输入端相连接。

电源电压通过二极管D1、电阻R1、电阻R2输入到稳压模块IC1的输入端(图3中代号为1)，经稳压模块IC1稳压后从代号为3端输出5V电压，这个5V电压供单片机14的IC2、程序写入电路8使用。

稳压模块IC1的型号为78M05。

实施例六：

如图4所示，本实用新型所述电源电压检测电路2包括二极管D2、稳压管ZD2、电阻R15、电阻R17、电阻R16A、电阻R16B、电容C11、电容C13，所述的电源电压检测电路2的输入端分别通过二极管D2、电阻R15、电阻R17、电阻R16A与所述的单片机14相连接。

所述的电源电压检测电路2用于检测仪表电源电压，当电源断电和供电时，使仪表及时复位。

电源电压检测电路2与单片机14的IC2的第11脚相连。

电源电压通过由二极管D2、电阻R17、电阻R15、C11、电阻R16A、电阻R16B、稳压管ZD2组成的取样电路后，输入到单片机14的IC2的11脚，由单片机14对输入电源电压情况作出判断。

实施例七：

如图9所示，本实用新型所述的信号整形放大电路3包括电阻R3A、电阻R3B、电阻R2、电阻R23、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电容C11A、电容C11B、电容C5、电容C18、电容C6、开关S1、开关S2、开关S3、三极管T1、三极管T2、三极管T3，所述的信号整形放大电路3通过电阻R10与所述的单片机14相连接。

信号整形放大电路3分别与单片机14的IC2第28、26、27脚相连。

通过开关S1、开关S2、开关S3的开、关，可实现对信号幅值变化大、频率范围宽的信号进行整形放大，发那个大后的信号输入单片机14的IC2的第12脚。

实施例八：

如图7所示，本实用新型所述的程序写入电路8包括电阻R19、电容C15、接插件J2，输入程序通过所述的接插件J2与所述的单片机14连接。

程序写入电路8与单片机14的IC2的第16、17、29、15脚相连。

图7中的J2的各端含义为：1、MIS，2、VCC，3、SCK，4、MOSI，5、RST，6、0V。

实施例九：

如图11所示，本实用新型所述的步进电机7的型号为VID23-01，所述的步进电机7与程序写入电路8相连接。

上面结合附图对本实用新型进行了示例性描述，显然本实用新型具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本实用新型的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本实用新型的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1、一种汽车电子仪表，是电子转速表或电子里程表，包括电源电路(1)、电源电压检测电路(2)、信号整形放大电路(3)、D/A转换电路(4)、运算电路(5)、步进电机驱动电路(6)、步进电机(7)、程序写入电路(8)，其特征在于：所述的D/A转换电路(4)、运算电路(5)和步进电机驱动电路(6)均设在一个单片机(14)的集成芯片内，所述的电源电路(1)、电源电压检测电路(2)、信号整形放大电路(3)、程序写入电路(8)均与所述的单片机(14)连接；所述的步进电机驱动电路(6)与所述的步进电机(7)连接。

2、按照权利要求1所述的汽车电子仪表，其特征在于：所述的汽车电子仪表中设有用于产生所述的单片机(14)的基准频率的振荡电路(12)，所述的振荡电路(12)包括电容(C8、C9)、晶振(X1)，所述的振荡电路(12)与单片机(14)连接。

3、按照权利要求1所述的汽车电子仪表，其特征在于：所述的汽车电子仪表中设LCD显示屏(10)，所述的单片机(14)的集成块内设有LCD驱动电路(13)，所述的LCD驱动电路(13)输入端与所述的运算电路(5)连接，所述的LCD驱动电路(13)输出端与所述的LCD显示屏(10)连接。

4、按照权利要求1所述的汽车电子仪表，其特征在于：所述的汽车电子仪表设有控制信息输入电路(9)，所述的控制信息输入电路(9)设有集成芯片(IC3)以及与集成芯片(IC3)相连接的电阻(R40)、电容(C21)，所述的控制信息的输入端的电路与电阻(R40)连接，其输入的控制信息经过集成芯片(IC3)处理后，通过二极管(D4)输入所述的单片机(14)。

5、按照权利要求1所述的汽车电子仪表，其特征在于：所述的汽车电子仪表设有报警输出电路(11)，所述的报警输出电路(11)设有电阻(R12、R11、R4、R30、R31、R32、R33、R34、R35)和三极管(T3、T4、T5)，所述的报警输出电路(11)与所述的单片机(14)连接，构成三个独立的报警放大电路。

6、按照权利要求1或2或3或4或5所述的汽车电子仪表，其特征在于：所述的电源电路(1)包括二极管(D1、ZD1)、电阻(R1、R2)、电容(C1、C2、C3、C4、C2A、C2B)、稳压模块(IC1)，所述的电源电路(1)的输入端分别通过二极管(D1)、电阻(R1、R2)与稳压模块(IC1)的输入端相连接。

7、按照权利要求1或2或3或4或5所述的汽车电子仪表，其特征在于：所述电源电压检测电路(2)包括二极管(D2、ZD2)、电阻(R15、R17、R16A、R16B)和电容(C11、C13)，所述的电源电压检测电路(2)的输入端分别通过二极管(D2)、电阻(R15、R17、R16A)与所述的单片机(14)相连接。

8、按照权利要求1或2或3或4或5所述的汽车电子仪表，其特征在于：所述的信号整形放大电路(3)包括电阻(R3A、R3B、R2、R23、R5、R6、R7、R8、R9、R10)、电容(C11A、C11B、C5)、开关(S1、S2、S3)、三极管(T1、T2、T3)，所述的信号整形放大电路(3)通过电阻(R10)与所述的单片机(14)相连接。

9、按照权利要求1或2或3或4或5所述的汽车电子仪表，其特征在于：所述的程序写入电路(8)包括电阻(R19)、电容(C15)、接插件(J2)，输入程序的电路通过所述的接插件(J2)与所述的单片机(14)连接。

10、按照权利要求9所述的汽车电子仪表，其特征在于：所述的步进电机(7)的型号为VID23-01，所述的步进电机(7)与程序写入电路(8)相连接。

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