基于飞思卡尔单片机的汽车组合电子仪表

MC33970的特点如下：

·兼容MMT认证的两相步进电机；
·指针可停留在4095个稳定的位置；
·最大转角340°；
·最大加速度4500 deg/s2；
·最大速度400 deg/s；
·模拟微步（指针运动12步为1°）；
·指针校准与回零；
·SPI控制，16位命令字；
·内部校准时钟；
·睡眠模式低电流。

基于LJ12芯片内部丰富的硬件资源，进行做了如下配置：

·PLL：外部晶振32.768k，内部总线倍频至4M；
·SCI：用于上位机通讯，比特率9600，中断方式；
·SPI：时钟1M，作为MC33970的控制，用两个通用管脚作为SPI的片选信号；
·LCD：使用26×4模式，即26前极、4背极的模式，动态驱动；因为设计中用到6位LCD模块，所以使用FP1～FP12、BP0～BP3已经足够；
·Flash：利用常驻内存函数（ROM-Resident Routine）将里程数据以32位数据的形式保存于用户闪存中。

1、系统设计：

选取SWITEC公司出品的步进电机作为执行器，6位笔段式动态驱动液晶模块用于里程/单次里程或时间日期的显示。出于习惯，汽车仪表需要一直保持带电状态，无需重置时间参数。为了方便演示，用两个按钮实现LCD显示模式的切换。6个发光二极管分别用于显示制动、危险、机油压力、电瓶、发动机以及空档信息，利用MC1413作为发光二极管的驱动。

MC33970由微控制器的SPI直接驱动；车速和发动机转速为脉宽调制信号或来自串口输入，通过定时器模块的输入捕捉功能得到其频率，换算得出数据。

2、电路设计

（1）电源及掉电保护 输入端使用7805。为了在掉电的时候也可以及时地保存里程数据，在电源地输入端加1个1000μF或2个470μF的电解电容。电源断开的时候在IRQ管脚会产生一个中断信号，大电容可以维持单片机电源足够长的时间，使得单片机可以完成外部中断的服务程序。
（2） 调理电路 为了改善波形，在定时器管脚外添加调理电路。
（3） 整体设计

为了体现面向市场上中低档轿车的这个初衷，根据长安轿车的仪表外壳及内部尺寸设计了仪表的PCB，并进行重新布局。系统框图如图2所示。

3、软件描述

（1）初始化函数

内部总线倍频至4M；设置定时器模块的通道为捕捉功能；SCI波特率9600，开接收中断；SPI时钟频率1M；LCD模块26×4模式；使能Real Time Clock模块；MC33970与指针初始化；从用户Flash中读取先前记录的里程数据，并根据ODO/TRIP信号加以显示。

（2）中断服务程序

·外部中断：断电后短时间内利用大电容的放电使指针回零。
·SCI中断：遵循一定的上位机协议，接受命令，改变LCD显示内容，改变车速和转速数据。
·RTC中断：每秒记录一次里程数据，根据车速信号换算里程数据。

（3）主函数

定时读取里程数据，并在LCD上显示；每一次主循环结束的时候重启WATCHDOG；当车速或转速信号改变之后通过指针位置的变化做出反应。

结束语

该方案是一个基于飞思卡尔微控制器的汽车电子仪表板的低端方案，面向各种经济型汽车，具有功能齐备、结构紧凑、价格低廉的特点，具有广阔的市场空间。(end)