《汽车电器及电子设备》课件 (广科大玉洁)第六章 汽车仪表及信息显示系统2013

1、第六章 汽车仪表及信息显示系统第一节 概述第一节 概述 仪表系统是驾驶员了解汽车工作状况的“眼睛”，对确保汽车行车安全、及时排除故障和避免发动机出现严重故障起着重要的作用， 汽车仪表按其结构形式的不同，可分为独立式和组合式两种。独立式仪表是各种仪表都有各自的壳体，单独安装在仪表板上；组合式仪表则是将各仪表封装在一个壳体内。由于组合式仪表具有结构紧凑、美观、便于观察等特点，因而已被现代汽车广泛采用。第一节 概述组合仪表结构图第一节 概述组合仪表结构图组合仪表总成主要有电路板、仪表面罩、壳体组成。主体部分是电路板。电路板上安装有指示灯、控制器、步进电机。它的核心部件是微控制器mcu和步进电机 组合

2、仪表总成主要有电路板、仪表面罩、壳体组成。主体部分是电路板。电路板上安装有指示灯、控制器、步进电机。它的核心部件是微控制器mcu和步进电机第一节 概述信息量增加行驶路线信息诊断 信息旅行 信息发动机性能第一节 概述实现方式 优点 缺点 第一阶段：机械式组合仪表各信号进入到仪表后，通过一些简单的转换电路由十字线圈直接驱动指针转动；背景光照明和提示/报警指示灯一般均采用灯泡；里程显示采用字轮。 成本低；如照明或提示/报警指示灯损坏易更换，无需更换整块组合仪表。 由于采用了十字线圈作为指针驱动故重量重；十字线圈精确度较低；灯泡的寿命较短；字轮存在卡滞的风险；信号未经处理，指针较易因信号波动而发摆；信

3、号通讯方式均是通过线束，故整车布线较复杂。 2、发展情况第一节 概述实现方式优点缺点第二阶段：电磁式组合仪表 各个表头依然是采用十字线圈驱动；背景光照明和提示/报警指示灯一般均采用灯泡；里程显示采用字轮。但与第一阶段不同的是仪表内部增加了单片机，信号在进入仪表后，先经过单片机处理再输出给十字线圈驱动指针转动。 成本低；如照明或提示/报警指示灯损坏易更换，无需更换整块组合仪表；与第一阶段比较，由于信号经过了单片机处理故信号较稳定，大大降低信号波动造成指针发摆的机率。 由于采用了十字线圈作为指针驱动故重量重；十字线圈精确度较低；灯泡的寿命较短；字轮存在卡滞的风险；信号通讯方式均是通过线束，故整车布

4、线较复杂。 第一节 概述实现方式优点缺点第四阶段：采用CAN总线的电子式组合仪表（目前各大主机厂研究的主要方向） 与第三阶段主要区别在于信号均通过CAN总线进行通讯。 除具备第三阶段的优点外，由于采用了CAN通讯，故大大减少了线束，在这方面降低了成本。整车根据功能、系统划成了几个节点，使整车系统简单化、明朗化。 与前三个阶段比较，此种组合仪表是成本最高的。 第一节 概述实现方式优点缺点第三阶段：电子式组合仪表（目前应用最广泛的仪表） 各个表头均采用步进电机驱动；背景光照明和提示/报警指示灯一般均采用发光二极管；里程显示采用液晶显示屏（LCD，逐点或段码显示）；各信号进入仪表后，由单片机处理后驱

5、动步进电机转动从而带动指针转动。LCD中还可以显示平均油耗、油箱余油量可行驶里程数、挡位，做成一个较简单的行车电脑。 步进电机精度高、寿命长；发光二极管寿命长，且能让照明亮度、颜色更均匀；里程采用LCD显示避免了字轮卡滞问题；有利于汽车轻量化工程。 与前两个阶段比较，成本相对较高；发光二极管如损坏只能更换整块组合仪表；信号通讯方式依然是通过线束，故整车布线较复杂。 第一节 概述第二节 汽车电子仪表常用的显示装置第二节 汽车电子仪表常用的显示装置一、一、汽车电子仪表的显示方式汽车电子仪表的显示方式1 指针指示方式传统机械指针和模拟指针2 数字显示方式将模拟信号经AD转换并微机处理后，以数字的形式

6、显示。优缺点：P1253 声光、图形辅助显示方式P125二 、汽车常用的电子显示器件的种类和要求分类u发光型：真空荧光管（VFD）、发光二极管（LED）、阴极射线管（CRT）、等离子显示器件（PDP ） 、电致发光显示器件（ECD）u非发光型：液晶显示器件（LCD）、电致变色发光显示器件（ECD）性能对照表：P126 表6-1汽车用电子显示器件的要求：P126 表6- 2第二节 汽车电子仪表常用的显示装置1.真空荧光管真空荧光管(VFD)2.发光二极管发光二极管(LED)3.液晶显示器件液晶显示器件(LCD)4.阴极射线管阴极射线管(CRT)真空荧光显示器（VFD） VFD是应用最广泛的数字式

7、电子显示器之一，最初应用于汽车时钟，后来应用到其他方面，包括音频系统、空调系统、加热系统、信息中心以及平视显示系统。VFD的经典应用实例是在1985年克莱斯勒男爵轿车的电子仪表盘上第二节 汽车电子仪表常用的显示装置VFD发光机制 VFD主要有阴极、电热板、阳极等组成。当一个正极电压作用于电极板阳极时，钨丝阴极的热发射的电子加速。 涂有荧光粉的阳极与发射的电子撞击时会发出蓝绿光以及其他颜色。 通过光学滤波器，便可在同一显示器上显示。第二节 汽车电子仪表常用的显示装置液晶显示器（LCD） 液晶显示器由有机化合物分子组成，当偏振光以90穿过材料时，有机化合物分子方向会发生旋转。当电场作用于液晶时，分

8、子方向会改变，发生偏光能力，这种变化在反射光或发射光时是明显的，可用来形成预设图像或文字。第二节 汽车电子仪表常用的显示装置液晶显示器（LCD）第二节 汽车电子仪表常用的显示装置阴极射线管显示器（CRT） 成功应用于电视接收器、仪表、雷达和医疗器械，但是在汽车领域还没有得到成功运用。 缺点：原因是需要在汽车仪表盘后面有一个安装CRT的空间。在阳光下可能会图像暗淡，同步显示能力下降；另外，暴露在X射线下存在安全隐患。第二节 汽车电子仪表常用的显示装置CRT的工作原理： CRT（阴极射线管）显示器的核心部件是CRT显像管，其工作原理和我们家中电视机的显像管基本一样，我们可以把它看作是一个图像更加精

9、细的电视机。经典的CRT显像管使用电子枪发射高速电子，经过垂直和水平的偏转线圈控制高速电子的偏转角度，最后高速电子击打屏幕上的磷光物质使其发光，通过电压来调节电子束的功率，就会在屏幕上形成明暗不同的光点形成各种图案和文字。这种技术最早是1897年由德国人布朗发明。 第二节 汽车电子仪表常用的显示装置 CRT是一种使用阴极射线管的显示器，主要有五部分组成：电子枪，偏转线圈，荫罩，荧光粉层及玻璃外壳。它曾是应用最广泛的显示器之一，CRT纯平显示器具有可视角度大、无坏点、色彩还原度高、色度均匀、可调节的多分辨率模式、响应时间极短等LCD显示器难以超越的优点，而且现在的CRT显示器价格要比LCD显示器

10、便宜不少。 第二节 汽车电子仪表常用的显示装置第三节 汽车电子仪表举例优点精确、刷新速度快、一表多用、能自检。一、常用汽车电子仪表1 转速表（a）见P135图6-18 组成：输入信号调节器、脉冲计数器、两个显示驱动器、两个电子显示装置、主时钟、电源稳压器。显示两位数的发动机转速。输入信号为断电器触点断开时产生的脉冲信号。第三节 汽车电子仪表举例图图6-19 发动机转速表发动机转速表第三节 汽车电子仪表举例图图6-22 车速表系统构成车速表系统构成2.车速表车速表第三节 汽车电子仪表举例 图图6-21 车速表传感器结构车速表传感器结构1光电晶体管光电晶体管 2光盘解码轮光盘解码轮 3光传感线光传

11、感线 4光传感器光传感器 5光传感线连接器光传感线连接器第三节 汽车电子仪表举例4.电压显示器电压显示器电压范围电压范围10.5-15V图图6-26 LM3914汽车电压显示电路汽车电压显示电路第三节 汽车电子仪表举例5.冷却液温度表、机油压力表冷却液温度表、机油压力表图图6-30 杆图式电子仪表杆图式电子仪表1 机油压力机油压力 2蓄电池电压蓄电池电压 3发动机转速、车速和里程发动机转速、车速和里程 4冷却液温度冷却液温度 5燃油量燃油量第三节 汽车电子仪表举例图图6-33 电子燃油表电路电子燃油表电路6.燃油表燃油表第三节 汽车电子仪表举例工作原理工作原理LM324是四运放集成电路是四运放集成电路 第三节 汽车电子仪表举例油量满油量满 最小最小VV燃油表工作原理燃油表工作原理第三节 汽车电子仪表举例油量油量V燃油表工作原理燃油表工作原理第三节 汽车电子仪表举例 图图6-37 ED-02型电子组合仪表型电子组合仪表1冷却液温度表冷却液温度表 2燃油表燃油表 3制动故障报警灯制动故障报警灯 4油压报警灯油压报警灯 5左转向指示灯左转向指示灯 6充电充电指示灯指示灯 7冷却液温度过高报警灯冷却液温度过高报警灯 8缺燃油报警灯缺燃油报警灯 9车速表车速表 10蓄电池继电器开关蓄电池继电器开关 11电压表电压表 1215车门状态指示灯车门状态指示灯 16右转向指示灯右转