H8Sx/1544是一款完全符合第三代汽車儀表需要的芯片，它具有高速運(yùn)算能力的32位MCU，帶有兩路CAN通道，能直接驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)和LCD模塊，性能參數(shù)滿足汽車工業(yè)級(jí)要求[3]。外圍模塊包括步進(jìn)電機(jī)控制PWM定時(shí)器，LCD模塊接口，16位定時(shí)器脈沖單元(TPU)，DMA控制器(DMAC)，CAN總線控制器、串行接口，A/D轉(zhuǎn)換器，警示燈和報(bào)警器的輸出，LED PWM調(diào)光等。這些模塊可以滿足車速、轉(zhuǎn)速、油量、冷卻水液位的信號(hào)采集和顯示，可以很容易地實(shí)現(xiàn)外設(shè)元件很少的儀表板電路[4]。基于H8Sx/1544的汽車儀表板框圖如圖3所示。

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　　6組步進(jìn)電機(jī)可直接通過H8Sx/1544的PWM引腳驅(qū)動(dòng)，分別用于指示汽車行駛的車速、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、冷卻液溫度、燃油箱的油量、機(jī)油壓力和發(fā)電機(jī)電壓。選用具有并行8080接口的點(diǎn)陣式液晶模塊，可直接與MCU相連，用于顯示圖形和其他信息。高速CAN和低速CAN分別與汽車內(nèi)的兩個(gè)CAN網(wǎng)絡(luò)相連，必要時(shí)可作為網(wǎng)關(guān)使用。汽車車速傳感器和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器通常采用霍爾器件，為了改善波形，在輸入捕獲定時(shí)器管腳外使用了施密特電路進(jìn)行整形。

　　軟件設(shè)計(jì)

　　為了提高代碼的可重用性、可讀性以及可維護(hù)性，軟件編寫的基本思想是在滿足系統(tǒng)功能的前提下，盡可能使應(yīng)用軟件標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化。每一個(gè)模塊是一個(gè)具有獨(dú)立功能的程序，可以單獨(dú)設(shè)計(jì)、調(diào)試與管理。

　　軟件模塊主要有主程序模塊、初始化模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、CAN通訊模塊、LIN通訊模塊、SPI通訊模塊、顯示模塊、存儲(chǔ)記憶模塊、報(bào)警模塊、中斷模塊等。

　　報(bào)警模塊實(shí)現(xiàn)異常情況下控制告警信號(hào)輸出，如冷卻液溫度升高近沸點(diǎn)或燃油箱內(nèi)的燃油量少于某一規(guī)定值時(shí)，音頻告警會(huì)發(fā)出不同頻率的告警信號(hào)，點(diǎn)亮指示燈。中斷模塊有四種中斷源：按鍵信號(hào)、車輪轉(zhuǎn)速信號(hào)、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)及掉電保護(hù)信號(hào)，分別完成面板功能設(shè)置、測(cè)速和掉電時(shí)的數(shù)據(jù)保存。數(shù)據(jù)采集模塊根據(jù)輸入參數(shù)對(duì)相應(yīng)的模擬信號(hào)進(jìn)行采樣、量化，并對(duì)采樣信號(hào)進(jìn)行抗干擾處理。顯示模塊完成LCD的初始化，并顯示各種需要符號(hào)和數(shù)值。步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊采用微步方式驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)，有加速、勻速、減速三種模式，以克服電機(jī)在啟動(dòng)時(shí)滯后、停止時(shí)過沖的現(xiàn)象。

　　結(jié)語

　　本文通過對(duì)汽車儀表系統(tǒng)基本功能的分析，完成了一款高集成、嵌入式、總線化的汽車組合電子儀表。該儀表能實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)表盤指針實(shí)時(shí)指示以及LCD的圖形化顯示，實(shí)現(xiàn)了功耗低、容錯(cuò)性強(qiáng)、模塊化程度高的設(shè)計(jì)要求。