想了解摩托车电子仪表知识电路与原理

想了解摩托车电子仪表知识电路与原理
想了解摩托车电子仪表知识
电路与原理

想了解摩托车电子仪表知识电路与原理
与普通指针式仪表相比,数字仪表具有检测准确、故障率低、结构紧凑等优点.笔者研制的数字显示仪表,是通过仪表盘中间5位数字来显示摩托车的车速、发动机转速、总里程和单程里程,其指示灯亮度可以调节（白天亮度较高,晚上亮度较低）,通过按功能键设置,可以选择4种功能：速度计（中间的3个显示屏,5km/h）、转速计（5个显示屏,100r/min）、里程计（5个显示屏,1km）、单程里程计（5个显示屏,是以十进制,100m）；仪表盘上部23个发光二极管可显示车的速度；仪表盘下部指示灯分别显示油量及油量报警、电压报警、空档显示、左右转向显示等功能.
　　一、电子数显仪表的工作原理
　　1、速度检测
　　将霍尔器件与摩托车前轮相,行驶时通过转动产生变化磁场,从而产生脉冲信号来测量速度.如已知：车轮周长s（m）、车轮转1周带动霍尔器所转圈数n（r/min）、霍尔器转1圈发出的脉冲数B1、霍尔器每秒钟发出的脉冲数B2,便可求得摩托车的速度v(km/h).
　　由公式：B2＝（1000/60×60）×（nvB1/S）
　　推导出：v＝（36s/10nB1）B2
　　设a=36s/10nB1,单位为“s”,速度公式可简化为：v＝aB2,即a秒内霍尔器件发出的脉冲数为摩托车时速.
　　2、里程数检测
　　已知条件同上,可求出摩托车每行驶500m时霍尔器件发出的脉冲数B3,B3＝500nB1/s
　　3、油量检测
　　油量越多,油压越大,油量传感器电阻越小,因此油量检测可通过油量传感器阻值的变化来确定油量的多少.根据标准规定将油量传感器电阻按大小分为7等份,相应的油量显示条段亦有7格.
　　该数字仪表由单片机控制,使用霍尔器件完成速度的检测,霍尔器件每转动1圈发出2个方波脉冲；油压大小反映油量多少,油压不同可使油量传感器的电阻值发生变化；电源模块分别提供单片机、存储器、译码驱动器电源,光控电路、油量显示和报警电路电源.摩托车由于受点火器和起动电动机的影响,常常会出现峰值达350V以上,脉宽＜0.1mm的连续干扰脉冲,为保证电源的可靠性,电路采用了吸收高压窄脉冲干扰、吸收持续高频干扰等技术,使电路能抗击摩托车上的各种干扰,确保整个系统的稳定性.主控单元负责信号处理、算法、显示控制及效果处理和里程数断电保存等功能,最终实现摩托车车速、累计里程、油量、高度自动调节等功能.
　　二、电子数显仪表的硬件设计
　　为主控车速及里程的采样、显示及存储等部分的框图.采用97C2051单片机对车速传感信号进行采样,将计算得到的车速及里程值送到译码驱动电路,并将里程值存入E2PROM 24L01B内,车速显示每秒更新1次,里程显示每0.1km更新1次.功能键电路用于选择速度、转速、里程、单程里程显示功能.为了保证单片机瞬间断电后能可靠复位,特增加了CPU监控电路.
　　分油量显示及报警电路框图,由8位模拟比较器组成,驱动7位LED油量指示灯和油量报警指示灯,电压报警灯由1位模拟比较器驱动.
　　三、电子数显仪表的软件设计
　　软件采用汇编语言编写,包括主程序、数据读出/写入子程序、显示子程序、清零处理子程序、车速计算子程序、定时器中断处理程序等.主程序流程框图如图5所示.
　　软件设计中最重要的就是保证数据存储的可靠性,通过大量的实验表明,单次存储数据错误绝大多数是存储期间电源不稳定造成的,为此软件设计时采用将数据进行多次保存,读出时进行两两比较,从中找出正确值来处理,这样即使有1次数据存储错误,在CPU监控芯片的作用下,单片机重新复位运行时,总能读出正确数据,多次存储数据错误的几率很小.另外,在程序关键处增加空操作指令,如在程序空白区增加复位指令等,保证单片机运行的可靠性.
　　车速程序是将16位被乘数存入R6R7中,乘数存入R5中,先将乘数R5与被乘数低位相乘,乘积的低位存入R7中,高位存入R2中；再将乘数R5与被乘数的高位相乘,得到其乘积,再将其和R2相加得到的和存入R6中.
　　为了提高各环节的可靠性,使仪表在各种干扰和振动环境下都能可靠地显示各种数据,在电源电路散热、抗振、抗电磁辐射干扰等方面作了相应处理,经过几个月的实车行驶试验,仪表功能一切正常,达到了预期的设计目的.综上所述,该仪表是一种值得深入研究和推广应用的技术.