浅谈摩托车电子数显仪表的设计

浅谈摩托车电子数显仪表的设计

罗晓华

广州大运摩托车有限公司

1、电子数显仪表的主要优势

1.1检测具有高准确性

跟传统的指针式显示仪表相比，电子数显仪表的第一个优点就是检测得到并反馈的数据具有高准确性。传统的指针式显示仪表，在检测的过程中缺少目前主流的监控以及测量元件，检测得到的数据具有一定的误差，而在仪表盘上显示的数据值也只能是能够保证某一个范围内进行波动，无法得到精确的数据值。电子数显仪表就不会存在这种情况，在当前主流的监控以及测量元件的帮助下，可以做到精确检测数据变化，并且在发光元件的帮助下，可以对数据进行精确的显示。

1.2故障发生概率低下

传统的指针式显示仪表基本都是通过借鞋进行运转，发生故障的概率较高。现在的电子数显仪表基本上都是通过电子元件进行检测以及运转，发生故障的概率就会大大降低。

1.3在结构上相对比较紧凑

电子数显仪表因为自身是使用多种电子元件进行组合以及搭配。因此，在整个数显仪表的结构上就会显得比较紧凑，而且整个系统的体积也得到缩校

2、电子数显仪表系统的主要功能

2.1检测并显示当前的车速

在这个系统还需许多其他电子元件的辅助，在检测显示摩托车车速的过程中需要将一个霍尔传感器元件与摩托车的前车轮进行绑定。在车子行驶过程中，通过车轮的转动从而产生一个磁场方面的变化，继而将其转化为脉冲信号进行速度的测量，在这里的速度测量需要用到的物理变量主要包括：车轮的周长，车轮转动一圈带动霍尔传感器转动的圈数，霍尔传感器转动一圈产生的脉冲数量以及霍尔传感器每一秒产生的脉冲数。通过系统对数据的检测以及收集，再通过已经设定好的算法就可得出当前的车速，然后加工这个车速数值经过发光二极管以及其他发光元件在仪表上进行显示。

2.2对里程数进行计算、叠加以及显示

这里的里程数计算也同样需要用到霍尔传感器，计算所需的物理量主要包括：车轮转动一圈带动霍尔传感器转动的圈数，霍尔传感器转动一圈产生的脉冲数量以及车轮的周长，再加上已经测量得到速度数据，再通过已经设定好另一种算就可以得出在一定里程数下霍尔传感器产生的脉冲数量值。

2.3检测油箱中的油量变化

检测油量变化的时候需要用到电子元件就是油量传感器。这个油量传感器与油量以及油压呈现一个反比例关系。也就是说油量以及油压越大，油量传感器的电阻就会越小，系统只需要将这个电阻数值的变化进行检测以及反馈就可以。实际上对油量变化的检测就是对油量传感器的电阻值的检测。按照目前的规范标准来说，油量传感器的传感器电阻按照数值的大小变化可以分为7个等级，也就是说相对应的油量显示条也是7段。

根据目前的通用的560欧姆油量传感器来看，传感器电阻数量变化的7个等级基本可以这样分类：50欧姆之下，油量即为满格，50到100欧姆之间就是油量显示条的第六格，100到190欧姆之间为第五格，190到270欧姆之间即为第四格。270到360欧姆之间即为第三格，360到460欧姆之间即为第二格，460到510欧姆之间即为第一个，大于510欧姆的时候就没有格子显示，就是已经缺油的表示。

3、电子数显仪表设计用到的技术

整个的电子数显仪表是由单片机进行控制的，通过霍尔传感器配合完成对速度的检测，在霍尔传感器中转动一圈基本上就会发出两个方波脉冲。通过油量传感的对油箱内的油压进行检测。仪表盘内的电源系统中包含了单片机、存储器以及译码驱动器对应电源、光控制系统的电路以及相对应的报警电路电源。摩托车自身经常会受到点火器以及起动发电机的影响，电压的峰值会超过350伏而且还会受到脉冲宽度小于0.1毫米的连续脉冲干扰。为了确保电源自身的稳定以及可靠。在整个电路的设计上采用了吸收高压窄脉冲干扰以及持续的高频率干扰等等技术，使得电路对摩托车自身负面影响的抗性大大提高，借此来保证整个系统的稳定想。系统中的主控单元的主要职责就是对接收到的信号通过已经设定好的算法进行结果的计算、显示、控制以及里程数断电情况下的保存等等。最终目的还是要实现摩托车速、总里程、油量等等方面的监控、显示以及调节功能。

系统中的具体工程流程大概如下：单片机对车速传感器进行数据上的采集，将计算得到的车速数据以及里程数值传输到译码驱动器的电路中，将里程值进行储存。车速的数值每秒更新一次，里程数值每0.1千米更新一次。功能键的电路方面只是单纯用来对速度、里程总数以及单里程数进行显示。为了确保单片机在瞬间断电之后可以马上进行复位，所以在系统特意增加了CPU的监控电路。

4、电子数显仪表的软件编写

电子数显仪表中软件还是采用汇编语言进行编写，整个软件中主要包括主程序部分、数据的读取以及录入程序部分、显示程序、清零的处理程序、车速计算程序以及定时器中断的处理程序。

在软件的编写过程中，最需要确保的就是数据存储方面的可靠以及安全性。在设计软件系统的过程中，数据的存储错误基本上都是因为在进行数据存储期间电源的不稳定运行造成。因此，在进行软件设计的时候，需要将数据进行多次保存，再度趋势进行数据之间的比较。找出正确数值进行读取以及显示。这样的情况下，即使发生了一次的数据存储错误，在CPU芯片的监控下，在单片机进行复位运行时，总可以读取出正确的数据。此外，在程序的关键处需要增加空操作指令，比如复位指令，保证单片机运行的可靠。

与此同时，为了确保系统中各个环节的独立以及运行时的可靠，使得仪表盘在任何的震动以及干扰情况下都能正确的显示各种数据，还在系统中的对应电源以及电路上都做出了散热、防振以及抗电磁辐射等方面的处理。通过上面的综合描述，这种电子数显仪表可以取代传统的指针显示仪表是有自身无可取代的优势的。

5、总结

针对传统的指针显示仪表自身存在的诸多缺点，目前研发出了电子数显仪表来进行代替，电子数显仪表除了系统体积上小于传统指针显示仪表之外，同时还具有数据测量精确、故障发生率低下，结构紧凑等优点。本文从这些优点出发，详细的介绍了电子数显仪表的各种功能，并且还针对电子数显仪表设计用到的技术以及元件惊醒了分析，在文中最后分析了电子数显仪表的软件编写用到的语言以及具体程序内容。希望可以对今后电子数显仪表的应用有所帮助。

参考文献

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