第七章汽车仪表与显示装置2

1、数字仪表数字仪表 概述 数字仪表一般由传感器、控制单元数字仪表一般由传感器、控制单元 （ECU)和显示装置组成和显示装置组成 传感器传感器 控制器控制器 （ECU) 或集成电路 显示装置显示装置 一、 显示器件 目前在汽车上最常用的电子显目前在汽车上最常用的电子显 示器件可分为两大类：示器件可分为两大类： 发光型发光型 非发光型非发光型 真空荧光管真空荧光管 VFD 发光二极管发光二极管 LED 阴极射线管阴极射线管 CRT 等离子显示器件等离子显示器件 PDP 电致发光显示器件电致发光显示器件 ELD 发光型发光型 显示器件 非发光型非发光型 显示器件 电致变色显示器件电致变色显示器件 EC

2、D 液晶显示器件液晶显示器件 LCD 如上所述都可以作为如上所述都可以作为 汽车电子显示器件使用。汽车电子显示器件使用。 应用广泛的是发光二应用广泛的是发光二 极管和液晶两种。极管和液晶两种。 既可做成数字式的，既可做成数字式的， 也可做成图形或指针式的。也可做成图形或指针式的。 1、发光二极管、发光二极管 （LED） 发光二极管是一种发光二极管是一种 把电能转换成光能的把电能转换成光能的 固态发光器件，实际固态发光器件，实际 上也是一种晶体管上也是一种晶体管,它它 是应用最广泛的低压是应用最广泛的低压 显示器件。其结构如显示器件。其结构如 左图所示。左图所示。 1、发光二极管（、发光二极管（

3、LED） 发光二极管一般都是用半导体发光二极管一般都是用半导体 材料，当在正、负极引线间加上适材料，当在正、负极引线间加上适 当正向电压后，二极管导通，半导当正向电压后，二极管导通，半导 体晶片便发光，通过透明或半透明体晶片便发光，通过透明或半透明 的塑料外壳显示出来。的塑料外壳显示出来。 1、发光二极管（、发光二极管（LED） 发光的强度与通过管芯的电流发光的强度与通过管芯的电流 成正比。外壳起透镜作用，可利用成正比。外壳起透镜作用，可利用 它来改变发光型式和发光颜色以适它来改变发光型式和发光颜色以适 应不同的用途。当反向电压加到二应不同的用途。当反向电压加到二 极管上，二极管截止，管芯无电

4、流极管上，二极管截止，管芯无电流 通过，不再发光。通过，不再发光。 1、发光二极管（、发光二极管（LED） 发光二极管可通过透明的塑料发光二极管可通过透明的塑料 壳发出红、绿、黄、橙等不同颜色壳发出红、绿、黄、橙等不同颜色 的光，以便需要时使用。的光，以便需要时使用。 汽车电子仪表中常用发光二极汽车电子仪表中常用发光二极 管作为汽车仪表板上的指示灯，数管作为汽车仪表板上的指示灯，数 字符号段或不太复杂的图符显示字符号段或不太复杂的图符显示。 发光二极管组成 的光条显示器 发光二极管组成 的数码显示板 发光二 极管组 成的点 阵显示 板 发光二极管的优点 发光二极管响应速度较快、工发光二极管响应

5、速度较快、工 作稳定、可靠性高、体积小、重量作稳定、可靠性高、体积小、重量 轻、耐振动、寿命长轻、耐振动、寿命长 2、液晶显示器件（、液晶显示器件（LCD） 在两层做有镶嵌电极或交叉电在两层做有镶嵌电极或交叉电 极的玻璃板之间夹一层液晶材料，极的玻璃板之间夹一层液晶材料， 当板上各点加有不同电场时，各相当板上各点加有不同电场时，各相 应点上的液晶材料即随外加电场的应点上的液晶材料即随外加电场的 大小而改变晶体特殊分子结构，从大小而改变晶体特殊分子结构，从 而改变这些特殊分子光学特性。利而改变这些特殊分子光学特性。利 用这一原理制成的显示器件叫液晶用这一原理制成的显示器件叫液晶 显示器件。显示器

6、件。 液晶显示 由于液晶显示器件为非发光型由于液晶显示器件为非发光型 显示器件，所以只有在光亮的环境显示器件，所以只有在光亮的环境 中才能观察液晶显示器的内容，由中才能观察液晶显示器的内容，由 于在较暗的环境中难于观察液晶显于在较暗的环境中难于观察液晶显 示器的内容，因此在汽车上所用的示器的内容，因此在汽车上所用的 液晶显示器通常采用白炽灯作为背液晶显示器通常采用白炽灯作为背 景照明光源。景照明光源。 液晶显示的优点 液晶显示的优点很多，如：工液晶显示的优点很多，如：工 作电压低（作电压低（3V左右），功耗非常小；左右），功耗非常小； 显示面积大、示值清晰，通过滤光显示面积大、示值清晰，通过滤

7、光 镜可显示不同颜色；电极图形设计镜可显示不同颜色；电极图形设计 灵活，设计成任意显示图形的工艺灵活，设计成任意显示图形的工艺 都很简单。因此在汽车上得到广泛都很简单。因此在汽车上得到广泛 应用。应用。 液晶显示的缺点 缺点是液晶为非发光型物质，缺点是液晶为非发光型物质， 白天靠日光显示，夜间必须使用照白天靠日光显示，夜间必须使用照 明光源。低温条件下灵敏度较低，明光源。低温条件下灵敏度较低， 有时甚至不能正常工作。有时甚至不能正常工作。 3、真空荧光管（VFD） 真空荧光管实际真空荧光管实际 上是一种低压真空管，上是一种低压真空管， 它是最常用的数字显它是最常用的数字显 示器，如下图所示，示

8、器，如下图所示， 4、阴极射线管（CRT） 阴极射线管也称显象管或阴极射线管也称显象管或 电子束管，它是一种特殊的真电子束管，它是一种特殊的真 空管。阴极射线管具有全彩色空管。阴极射线管具有全彩色 显示、图象显示的灵活性大、显示、图象显示的灵活性大、 分辨率和对比度高等特点。且分辨率和对比度高等特点。且 具有具有-50100的工作温度范的工作温度范 围，有微秒级以下的响应速度，围，有微秒级以下的响应速度， 所以它是目前显示图象质量最所以它是目前显示图象质量最 高的一种显示器件。高的一种显示器件。 阴极射线管 阴极射线管作为汽车电子仪表阴极射线管作为汽车电子仪表 显示器件，体积太大。尽管扁平型显

9、示器件，体积太大。尽管扁平型 的阴极射线管已经实用化，但仍嫌的阴极射线管已经实用化，但仍嫌 太长、太重，不便安装。另外，阴太长、太重，不便安装。另外，阴 极射线管还要采用极射线管还要采用10kv以上的高压，以上的高压， 不仅安全性差，而且对其它电子电不仅安全性差，而且对其它电子电 器有很大的无线电干扰。器有很大的无线电干扰。 二、显示方法 发光二极管、液晶显示器件与发光二极管、液晶显示器件与 真空荧光显示器等均可以用以下数真空荧光显示器等均可以用以下数 种显示方法提供给驾驶员。种显示方法提供给驾驶员。 1、字符段显示法、字符段显示法 字符段显示法通常是真空荧光字符段显示法通常是真空荧光 管、发

10、光二极管或液晶显示器采用管、发光二极管或液晶显示器采用 的方法。它是一种利用七段、十四的方法。它是一种利用七段、十四 段或十六小线段进行数字或字符显段或十六小线段进行数字或字符显 示的方法。示的方法。 用七段小线段可以组成数字 09 用七段小线段显示 的数字09 用十四段小线段可以组成数 字09，与字母oz 2、点阵显示法 点阵是一组成行和成列排列的点阵是一组成行和成列排列的 元件，有元件，有7行行5列、列、9行行7列等。点阵列等。点阵 元素可为独立发光的二极管或液晶元素可为独立发光的二极管或液晶 显示，或是真空荧光管显示的独立显示，或是真空荧光管显示的独立 荧屏。荧屏。 2、点阵显示法 电子

11、电路供电照明各点阵元素，电子电路供电照明各点阵元素， 数字数字09和字母和字母AZ可由各种元素可由各种元素 组合而成，如图组合而成，如图8-14所示为发光二所示为发光二 极管组成的极管组成的57点阵显示板。点阵显示板。 发光二极管 组成的57 点阵显示板 如图8-15所示为57 矩阵代 表的一些数字与字母。 3、特殊符号显示法、特殊符号显示法 真空荧光管与液晶显示器还可真空荧光管与液晶显示器还可 取代数字与字母，显示特殊符号。取代数字与字母，显示特殊符号。 如图如图8-16所示为电子仪表显示板显所示为电子仪表显示板显 示的示的ISO (国际标准化组织国际标准化组织)符号。符号。 电子仪表显示板

12、显示油量和 水温的特殊符号。 4、图形显示法 用杆图进行油量等 显示的方法，如图 8- 25 所示。 第四节 数字仪表举例 w1、分装式、分装式 w燃油表燃油表 电子燃油表可以随时测量并显电子燃油表可以随时测量并显 示汽车油箱内的燃油情况，一般采示汽车油箱内的燃油情况，一般采 用柱状或其它图形方式来提醒驾驶用柱状或其它图形方式来提醒驾驶 员油箱内可用的剩余燃油量。如下员油箱内可用的剩余燃油量。如下 图所示图所示 。 燃 油 表 燃 油 表 图图827 图8-28所示为微机控制的燃 油表系统构成。 2、单片机控制的仪表 组合式数字仪表组合式数字仪表 图图8-29所示为单片机控制的汽车所示为单片机控制的汽车 智能组合仪表基本组成，它由汽车智能组合仪表基本组成，它由汽车 工况采集、单片机控制及信号处理、工况采集、单片机控制及信号处理、 显示器等系统组成。显示器等系统组成。 图829 3、综合信息系统 把各种仪表、报警装置以及把各种仪表、报警装置以及 舒适性控制器组合到一起而形成综舒适性控制器组合到一起而形成综 合信息系统。合信息系统。 这种信息系统可以是简单的组这种信息系统可以是简单的组 合，如单纯计算燃油经济性、存油合，如单纯计算燃油经济性、存油 能行驶的距离和剩余油量的计算器。能行驶的距离和剩余油量的计算器。 也可以是对各种信息进行