智能仪器与仪表综合设计
班级：测控1041 姓名：
学号：
指导教师：
撰写日期： 2013年6月7日
摘要
传统的数字电压表对于现在的虚拟仪器所设计的电压表而言，它的外观比较固定，成本较高，还有一定的不可塑性。他在生活中是比较浪费的，我们有很少的机会去使用，但是如果使用就必须购买，所以它的成本对于它的使用来说是一种浪费。而虚拟仪器就不同了，他只需一台电脑或PC机，和一些内部软件的安装与调试就可以起到很好的作用，既经济又实惠，还简单方便、随心所欲，很符合现在人的思想价值观念。
本次课程设计我们利用虚拟仪器软件LabVIEW汽车仪表是驾驶员与汽车进行信息交流的重要接口和界面。随着现代汽车工业和电子技术的发展，汽车中各种系统和机构日趋复杂，汽车行驶和各部分工作状况的信息量显著增加。同时，出于对汽车环保、安全性、经济性、智能化要求的提高，汽车驾驶员需要更多、更迅速地了解汽车运行的各种信息，使得汽车电子仪表向信息显示中心发展，它是驾驶员信息系统重要的组成部分。汽车电子仪表代替传统机械或电气机械式模拟仪表已成为发展的趋向。针对汽车仪表发展的新趋势,本文对国内汽车仪表行业的现状和发展前景进行了概述，针对性的研究了基于MCGS技术而建立虚拟汽车仪表系统的构成，并且系统的给出了一种可行性方案，分别从MCGS软件实现方法、单片机程序实现方法和软、硬件的通信三方面进行了阐述。本文设计出来的汽车虚拟仪表系统可以实现当前速度、温度、油箱存油量、远光灯、雾灯、车门报警等信息的显示。
利用电子显示技术，也就是薄型平面电子显示器技术做成的汽车平面仪表板显示数字及信息，十分清晰明了，它代替了以往采用的模拟显示的车速和发动机转速表等，使驾驶者在开车的同时，仍然可以清楚地看到仪表数字及其他信息的变动。它具有测试反应速度快、指示准确、图形设计灵活、数字清晰、可视性能好、集成化程度高、可靠性强、功耗低等优点。由于没有运动部件，反应快、可靠性高、布置灵活紧凑，并有最佳显示形式。一般除要求汽车仪表耐用、耐振、指示准确、读数方便，以及受温度、湿度的影响小之外，还要求轻巧、舒适、美观并具有较好的互换性。汽车电子仪表恰恰满足了这些要求。
目前，电子仪表板采用电子显示器件和高压驱动器集成电路等技术，
有些则采用全数字集成电路，既提高了测试精度，又可将数字信息输入汽车微机内，实现了车速与里程等参数的数据分析和计算，使汽车具有更多的自控功能。转速表、电压表、燃油表、油压表和水温表则采用线性集成电路，方便配接各类电子传感器件。
关键词：汽车仪表智能设计MCGS
目录
第一章课设要求与课设内容分析 (1)
1.1 课设要求 (1)
1.2课设内容分析 (1)
第二章LabVIEW简介 (3)
2.1虚拟仪器概念 (3)
2.2虚拟仪器的构成 (3)
2.3 虚拟仪器的功能和特点 (5)
第三章 MCGS简介与设计 (7)
3.1 MCGS简介 (7)
3.2 MCGS模拟设计 (8)
3.3 汽车仪表的说明 (13)
3.4 汽车仪表的整体设计效果 (14)
第四章基于LabVIEW的软件程序设计 (15)
4.1 虚拟仪器的软件系统 (15)
4.2 基于虚拟仪器技术的电压表的软件实现 (15)
第五章数字电压表的设计思路 (17)
第六章数字电压表实验结果 (23)
参考文献： (26)
附录I：MCGS图 (27)
附录II:LabVIEW设计图 (29)
第一章课设要求与课设内容分析
1.1 课设要求
本课程设计的内容是以AutoCAD完成模拟测试仪面板效果图设计，以MCGS完成模拟测试仪组态动画图设计，以Protel完成模拟测试仪外部电路图设计。应用工控组态软件MCGS设计与实现汽车仪表的模拟过程，利用计算机进行辅助设计，具有提高设计效率，减少投入，开发周期短等优点。工控组态软件MCGS是一款非常全面的完全中文显示的中文软件，应用者可以很快的进行相应的系统设计，使用起来非常的方便。
虚拟仪器（virtualinstrument，VI）是20世纪80年代末由美国国家仪器公司（nationalinstrumentcorp，NI）提出的新概念。它以通用计算机为基础，加上特定的硬件接口，用户通过软件开发平台编写应用程序，以完成传统仪器的功能。虚拟仪器技术已经得到工业界的广泛接受与运用，成为仪器技术的主流。
1.2课设内容分析
本课程设计是利用工控组态软件MCGS设计与实现汽车仪表的模拟全过程，所以必须了解汽车仪表运行的过程、必备的设备、所需要的数据、设备的布局与画面的美观性。所以必须了解汽车仪表状态和参数的主要内容。熟悉汽车常用传感器的原理和用途。提高计算机辅助设计的技能和技巧。掌握组态软件的应用设计和调试方法。熟悉电子产品设计、装配和调试工艺。
功能参数：
（1）功能：
动态检测和显示汽车的运行的主要参数和状态。
设计标识（图标）应符合汽车制造行业的标准。
（2）参数：
数字量：转速表、里程表、水温表、燃油表、机油表
模拟量：转向灯、雾灯、远光灯、电瓶指示灯、驻车指示灯；刹车指
示灯、发动机故障灯、车门指示灯。
基于DAQ及LabVIEW的数字电压表包括直流电压表和交流电压表的功能，直流电压表的设计原理.
电压-时间变换型原理是指测量时将被测电压值转换为时间间隔△t，电压越大，△t越大，然后按△t大小控制定时脉冲进行计数，其计数值即为电压值。电压-时间变换型又称为V-T型或斜坡电压式。
传统的交流电压表按对波形响应的输出量分为峰值电压表、均值电压表和有效值电压表，它们的工作原理类似，只是检波电路的参数有所不同：峰值电压表采用二极管峰值检波器，表头的偏转正比于被测电压（任意波形）的峰值；均值电压表一般都采用二极管全波或桥式整流电器，表头偏转正比于被测电压的平均值；有效值经常采用热电变换和模拟计算电路两种方法实现测量，因此，对不同的测量对象必须选用不同的测量仪表。
第二章LabVIEW简介
2.1虚拟仪器概念
由于电子技术、计算机技术和网络技术的高速发展及其在电子测量技术与仪器领域中的应用，新的测试理论、方法、领域以及新的仪器结构的不断出现，电子测量仪器的功能和作用也发生了质的变化。在这种背景下，20世纪80年代末，美国成功的研制了虚拟仪器。虚拟仪器（Virtual Instrument,简称VI）是现代计算机技术和仪器技术和仪器技术深层次结合的产物，是当今计算机辅助测试（CAT）领域的一项重要技术。
所谓虚拟仪器，就是在以通用计算机为核心的平台上，由用户设计定义，具有虚拟面板，测试功能由测试软件实现的一种计算机仪器系统。使用者用鼠标或键盘操作虚拟面板，就如同使用一台专用测量仪器。虚拟仪器的出现使测量仪器与个人计算机的界线模糊了。
虚拟仪器的实质是利用计算机显示器的显示功能来模拟传统的控制面板，以多种形式表达输出检测结果，利用计算机强大的软件功能实现信号数据的运算，分析和处理，利用I/O接口设备完成信号的采集，测量与调理，从而完成各种测试功能的一种计算机仪器系统。
2.2虚拟仪器的构成
虚拟仪器由通用仪器平台（简称硬件平台）和应用软件两大部分构成。
一、通用仪器硬件平台
虚拟仪器的硬件平台有两部分构成：
1、计算机：
一般为一台PC机或者工作站，它是硬件平台的核心。
2、I/0接口设备：
它主要完成被测输入信号的采集，放大，模/数转换。根据采用不同的总线及其相应的I/O接口硬件设备，如利用PC机总线的数据采集卡/板（DAQ）,GPIB总线仪器，VXI总线仪器模块，串口总线仪器等，虚拟仪
器的构成方式主要有5种类型，如图2-1所示。
图2-1 虚拟仪器的构成框图
（1）PC-DAQ系统：它是以数据采集板，信号调理电路及计算机为仪器硬件平台组成的插卡式虚拟仪器系统。这种系统才要PCI和ISA计算机本身的总线，故将数据采集卡/板（DAQ）插入计算机的空槽即可。
（2）GPIB系统：它是以GPIB标准总线仪器与计算机为仪器硬件平台组成的虚拟仪器测试系统。
（3）VXI系统：它是以VXI标准总线仪器与计算机为仪器硬件平台组成的虚拟仪器测试系统。
（4）PXI系统：以PXI标准总线仪器模块玉计算机为仪器硬件平台组成的虚拟仪器测试系统。
（5）串口系统：它是以SERIAL标准总线仪器与计算机为仪器硬件平台组成的虚拟仪器测试系统。
无论上述哪种VI系统，都是通过应用软件将仪器硬件与通用计算机相结合，其中PC-DAQ测量系统是构成VI的最基本方式，也是最廉价的方式。
2.3 虚拟仪器的功能和特点
虚拟仪器利用PC机强大的图形环境和在线帮助功能，建立虚拟仪器面板，完成对仪器的控制、数据分析和显示，代替了传统仪器，改变了传统仪器的使用方式，极大的提高了仪器的功能和使用效率，大幅度的降低了仪器的价格，使用户可以根据自己的需要自定义仪器的功能；可以说，虚拟仪器的出现将“仪器”的概念推向了一个新的纪元。虚拟仪器广泛的应用于电子测量、电力工程、物矿勘探、医疗、振动分析、声学分析、故障诊断及教学科研等诸多领域。
虚拟仪器最常见的应用应该说是取代了传统的台式仪器。随着插入式数据采集卡性能的不断提高和触发技术的改进，虚拟仪器技术使得传统的台式仪器获得了新的生命。在虚拟仪器所取代的传统仪器当中，最常见的是示波器。通过利用虚拟仪器开发软件编制出的虚拟仪器程序，用户可以调整数据采集卡的动作，使软件就像一台式波器一样显示输出波形，同时虚拟示波器还可以进行许多分析工作。比如NI公司的VirtualBench软件就具备了许多分析仪器的功能，它可以把插入式数据采集卡变成示波器和动态信号分析仪。
随着社会生产力的极大发展，现代化的生产要求电子仪器品种多、功能强、精度高、自动化程度高，而且要求测试速度快、实时性好、具有良好的人机界面。虚拟仪器正好可以满足这些要求。与传统的仪器相比较，虚拟仪器具有如下几点优点：
1、虚拟仪器的关键环节是软件。虚拟仪器系统中除PC机外的硬件主要用于数据的采集、输入，至于系统怎样处理数据，具有怎样的面板和数据输出的形式等都是由软件决定的。虚拟仪器的好坏，很大程度上取决于软件水平的高低。
2、开发与维护的费用低，系统组建时间短。当需要增加新的测量功能，只需要增加软件模块或通用的硬件模块，缩短了系统的更新时间，而且有利于系统的扩展。应用软件不像传统仪器的硬件那样存在元器件老化的问题，大大节省了维护的费用，延长设备的使用寿命。
3、测量更准确。传统仪器测量个体之间差异大，而虚拟仪器的应用软
件在不同的PC机上具有相同的运行效果，在软件运行这方面不存在个体的差异。
4、测量更方便。因为传统仪器功能单一，所以对一个信号完成多个参数的测量需要多台仪器，使测量受连接方式、电缆长度等因素的影响。虚拟仪器只需对信号进行一次采样，多个软件模块对同一组数据进行不同的处理就能实现多个参数的同时测量。
5、具有强大的数据处理功能。计算机运算速度的大大提高和数字信号处理理论的丰富和完善，使虚拟仪器能够快速准确的处理数据。
为了清楚的表明传统仪器与虚拟仪器的区别，我们利用下表2-1来更好的说明：
表2-1 传统仪器与虚拟仪器的区别
第三章 MCGS简介与设计
3.1 MCGS简介
随着工业自动化水平的迅速提高，计算机在工业领域的广泛应用，人们对工业自动化的要求越来越高，种类繁多的控制设备和过程监控装置在工业领域的应用，使得传统的工业控制软件已无法满足用户的各种需求。MCGS 工控组态软件的出现为解决一些实际工程问题提供了一种崭新的方法，因为它能够很好地解决传统工业控制软件存在的种种问题，使用户能根据自己的控制对象和控制目的任意组态，完成最终的自动化控制工程。
MCGS 全中文工业自动化控制组态软件是一套32 位工控组态软件，可稳定运行于Windows95/98/Me/NT/2000等多种操作系统，集动画显示、流程控制、数据采集、设备控制与输出、网络数据传输、双机热备、工程报表、数据与曲线等诸多强大功能于一身，并支持国内外众多数据采集与输出设备，广泛应用于石油、电力、化工、钢铁、矿山、冶金、机械、纺织、航天、建筑、材料、制冷、交通、通讯、食品、制造与加工业、水处理、环保、智能楼宇、实验室等多种工程领域。它的主要特点有（1）延续性和可扩充性。使用MCGS工控组态软件开发的应用程序，当现场（包括硬件设备或系统结构）或用户需求发生改变时，不需作很多修改而方便地完成软件的更新和升级；（2）封装性，MCGS工控组态软件所能完成的功能都用一种方便用户使用的方法包装起来。（3）通用性和可扩充性，每个用户根据工程实际情况，利用MCGS工控组态软件提供的底层设备驱动、开放式的数据库和画面制作工具，就能完成一个具有动画效果、实时数据处理、历史数据和曲线并存、具有网络功能的工程，不受行业限制。
MCGS组态软件工作方式：
（1）MCGS如何与设备进行通讯。MCGS通过设备驱动程序与外部设备进行数据交换。包括数据采集和发送设备指令。
（2）MCGS如何产生动画效果。MCGS为每一种基本图形元素定义了不同的动画属性。
（3）MCGS如何实施远程多机监控。MCGS提供了一套完善的网络机
制，可通过TCP/IP网、Modem网和串口网将多台计算机连接在一起，构成分布式网络监控系统，实现网络间的实时数据同步、历史数据同步和网络事件的快速传递。
（4）如何对工程运行流程实施有效控制
3.2 MCGS模拟设计
首先对油表进行设计，油表属于数字量，首先在时实数据库中设计油表的数据类型和名称，在工具箱中选一个油表，对其进行拆分单元，把刻度与数据进行设置，再设置一个滑动的标尺，用标尺的滑动去控制油表的转动，同时还要设计一个指示灯去报警，在油表少于1/2时进行报警，图3-1是对油表的相关设置：
3-1油表指示灯设置
油表显示汽车剩余油量的多少，油表指示灯显示发动机机油压力的指示灯，本灯亮起时表示润滑系统失去压力，可能有渗漏，此时需立即停车关闭发动机进行检查。本次课程设计我把油表的量程范围设置为0~1，当油
表的值低于二分之一时发出报警，红灯闪烁，提醒司机该加油了，以免造成不必要的麻烦，造成不必要得损失，图3-2是对油表的设置。
3-2油表设置
：
3-3油表刻度设置
对滑动标尺进行设置，首先要对其图标进行拆分，设置滑块的最大值和最小值，对其名称和可见度进行设置，见图3-4所示。
3-4游标设置
转速表、时速表、水温表都按以上方法进行设计，以下是对转向灯的设计，见图3-5所示。
图3-5转向灯设置
以下是对转向灯的闪烁方式进行设计，对其名称和启动时的闪烁颜色进行设计，，启动时是绿色，停止是红色，按动按钮时灯亮，如图3-6和3-7所示。
图3-6 颜色设置
：
图3-7雾灯设置
图3-8是对雾灯按钮进行设置：
图3-8按钮设置
其他的灯设置都是按照上面的进行设置，下面是程序的设置：IF 水温表>80 THEN
水温表指示灯1=1
ELSE
水温表指示灯1=0
END IF
油表>0.5 THEN
油表指示灯2=1
ELSE
油表指示灯2=0
END IF
IF 时速表>200 THEN
时速表指示灯1=1
ELSE
时速表指示灯1=0
IF 转速表>500 THEN
转速表指示灯1=1
ELSE
转速表指示灯1=0
END IF
3.3 汽车仪表的说明
车门状态指示灯：显示车门是否完全关闭的指示灯，车门打开或未能关闭时，相应的指示灯亮起，提示车主车门未关好，车门关闭后熄灭。如
图3-3-1。
图3-3-1车门状态指示灯
安全气囊指示灯：显示安全气囊工作状态的指示灯，接通电门后点亮再熄灭，表示系统正常，不亮或常量表示系统存在故障。如图3-3-2。
图3-3-2安全气囊指示灯
远光指示灯：显示大灯是否处于远光状态，通常的情况下该指示灯为熄灭状态。在远光灯接通和使用远光灯瞬间点亮功能时亮起。如图3-3-3。
图3-3-3远光指示灯
机油指示灯：显示发动机机油压力的指示灯，本灯亮起时表示润滑系统失去压力，可能有渗漏，此时需立即停车关闭发动机进行检查。如图3-3-4。
图3-3-4机油指示灯
电瓶指示灯：显示蓄电池工作状态的指示灯。接通电门后亮起，发动机启动后熄灭。如果不亮或长亮不灭应立即检查发电机及电路。如图3-3-5。
图3-3-5电瓶指示灯
3.4 汽车仪表的整体设计效果
在MCGS汽车仪表盘的动画设计中，动画的设计包括汽车时速表、转速表、油表、温度表、左右转向灯、近光灯、远光灯、车门指示灯、报警指示灯等。在动画的模拟中，在设备窗口中采用模拟数据设备来驱动时速表和转速表转动，油表和温度表才用旋转仪表来模拟汽车行驶过程中温度的上升和油量的消耗或者增加。各个指示灯用开关来模拟汽车中的各种按键，当开关开的时候对应的灯亮，并且图标同时闪烁。报警指示灯是在温度过高或者油量过少以及车速过高时，发出警报，模拟出现实中的各种故障。整体设计效果见附录。
第四章基于LabVIEW的软件程序设计
4.1虚拟仪器的软件系统
在系统设计中，传统仪器的关键在硬件，而虚拟仪器的关键是软件。其最核心的思想是利用计算机的硬／软件资源，使本来需要硬件实现的技术软件化（虚拟化），以便最大限度地降低系统成本，增强系统的功能与灵活性。因此要完成虚拟仪器的测试功能，软件的设计是关键。
LabVIEW是一种图形化的编程语言，主要用来开发数据采集、仪器控制及数据处理分析等软件，目前在国际测试、测控行业比较流行，在国内的测控领域也得到广泛应用。它大大降低了程序设计的难度，使得测试工程师可以专注于实现仪器功能，而不是跟程序文本代码做艰苦斗争。基于LabVIEW的虚拟仪器测试软件设计包括前面板的设计及后台图形化控制程序的设计。
4.2 基于虚拟仪器技术的电压表的软件实现
根据前面分析的数字电压表的原理及测试方法，系统能完成直流和交流电压的测试功能，本文设计的电压表主要用于实验室教学设备，主要是让学生掌握电压表的电路构成、电压表的工作原理、电压表的测试方法以及交流电压表对正弦波形和非正弦波形的不同响应。则虚拟电压表应具有电源开关控制、输入参数控制、波形显示、峰值、有效值和平均值三种结果显示，且输入信号的采样可调节等功能。
4.3实验原理
电压是电路中常用的电信号，通过电压测量，利用基本公式可以导出其他的参数。因此，电压测量是其他许多电参数和非电参数量的基础。测量电压相当普及的一种测量仪表就是电压表，但常用的是模拟电压表。模
《汽车车身结构与设计》 1、车身主要包括哪些部分？答：一般说，车身包括白车身及其附件。白车身通常是指已 经装焊好但未喷涂油漆的白皮车身，主要是车身结构件和覆盖件的焊接总成，并包括前后板制件与车门。但不包括车身附属设备及装饰等 2、车身有哪些承载形式？答：非承载式、半承载式、承载式 3、非承载式（有车架式）车身：货车、采用货车底盘改装的大客车、专用汽车以及大部 分高级轿车都采用非承载式车身，装有单独的车架，车身通过多个橡胶垫安装在车架上，橡胶垫则起到减振作用。非承载车身的优点：①除了轮胎与悬架系统对整车的缓冲吸振作用外，挠性橡胶垫还可以起到辅助缓冲、适当吸收车架的扭转变形和降低噪声的作用，既延长了车身的使用寿命，又提高了舒适性。②底盘和车身可以分开装配，然后总装在一起，这样既可简化装配工艺，又便于组织专业化协作。③由于车架作为整车的基础，这样便于汽车上各总成和部件安装，同时也易于更改车型和改装成其他用途车辆，货车和专用车以及非专业厂生产的大客车之所以保留有车架，其主要原因也基于此。④发生碰撞事故时，车架对车身起到一定的保护作用。非承载车身的缺点： ①由于计算设计时不考虑车身承载，故必须保证车架有足够的强度和刚度，从而导致 自重增加。②由于车身和底盘之间装有车架，使整车高度增加。③车架是汽车上最大而且质量最大的零件，所以必须具备有大型的压床以及焊接、工夹具和检验等一系列较复杂昂贵的制造设备。 4、什么是承载式车身（无车架式）？答：没有车架，车身直接安装在底盘上，主要是 为了减轻汽车的自重以及使车身结构合理化。承载式车身结构的缺点在于由于没有车架，传动的噪音和振动直接传给车身，降低了乘坐的舒适性，因此必须大量采用防振、隔音材料，成本和重量都会有所增加；改型比较困难。 5、汽车生产的“三化”是指什么？答：汽车生产的“三化”是指汽车产品系列化、零部件通用 化、以及零件设计标准化。 6、什么是工程设计？答：汽车工程设计一般需要 3 年以上，而从生产准备到大量投产时 间更长。其中车身的设计所需的周期最长。车身设计首先是按 1：1 的比例进行内部模型和外部模型的设计及实物制作。其次则是车身试验，包括强度试验、风洞试验、振动噪音试验和撞车试验等。 7、轿车底盘有哪三种布置形式？答：轿车底盘有三种布置形式：a：发动机前置，后轮驱 动；b：发动机前置，前轮驱动；c：发动机后置，后轮驱动。 8、什么是汽车驾驶员眼椭圆？答：汽车驾驶员眼椭圆是驾驶员以正常驾驶姿势坐在座椅 上时其眼睛位置在车身中的统计分布图形。 9、什么是 H 点答： H点是人体身躯与大腿的交接点。
资料范本 本资料为word版本，可以直接编辑和打印，感谢您的下载 汽车仪表综合设计 地点：__________________ 时间：__________________ 说明：本资料适用于约定双方经过谈判，协商而共同承认，共同遵守的责任与义务，仅供参考，文档可直接下载或修改，不需要的部分可直接删除，使用时请详细阅读内容
智能仪器与仪表综合设计 班级：测控1041 姓名： 学号： 指导教师： 撰写日期： 2013年6月7日
摘要 传统的数字电压表对于现在的虚拟仪器所设计的电压表而言，它的外观比较固定，成本较高，还有一定的不可塑性。他在生活中是比较浪费的，我们有很少的机会去使用，但是如果使用就必须购买，所以它的成本对于它的使用来说是一种浪费。而虚拟仪器就不同了，他只需一台电脑或PC机，和一些内部软件的安装与调试就可以起到很好的作用，既经济又实惠，还简单方便、随心所欲，很符合现在人的思想价值观念。 本次课程设计我们利用虚拟仪器软件LabVIEW汽车仪表是驾驶员与汽车进行信息交流的重要接口和界面。随着现代汽车工业和电子技术的发展，汽车中各种系统和机构日趋复杂，汽车行驶和各部分工作状况的信息量显著增加。同时，出于对汽车环保、安全性、经济性、智能化要求的提高，汽车驾驶员需要更多、更迅速地了解汽车运行的各种信息，使得汽车电子仪表向信息显示中心发展，它是驾驶员信息系统重要的组成部分。汽车电子仪表代替传统机械或电气机械式模拟仪表已成为发展的趋向。针对汽车仪表发展的新趋势,本文对国内汽车仪表行业的现状和发展前景进行了概述，针对性的研究了基于MCGS技术而建立虚拟汽车仪表系统的构成，并且系统的给出了一种可行性方案，分别从MCGS软件实现方法、单片机程序实现方法和软、硬件的通信三方面进行了阐述。本文设计出来的汽车虚拟仪表系统可以实现当前速度、温度、油箱存油量、远光灯、雾灯、车门报警等信息的显示。 利用电子显示技术，也就是薄型平面电子显示器技术做成的汽车平面仪表板显示数字及信息，十分清晰明了，它代替了以往采用的模拟显示的车速和发动机转速表等，使驾驶者在开车的同时，仍然可以清楚地看到仪表数字及其他信息的变动。它具有测试反应速度快、指示准确、图形设计灵活、数字清晰、可视性能好、集成化程度高、可靠性强、功耗低等优点。由于没有运动部件，反应快、可靠性高、布置灵活紧凑，并有最佳显示形式。一般除要求汽车仪表耐用、耐振、指示准确、读数方便，以及受温度、湿度的影响小之外，还要求轻巧、舒适、美观并具有较好的互换性。汽车电子仪表恰恰满足了这些要求。
CAN总线及其特点简介 CAN网络即控制器局域网（Controller Area Network），是德国BOSCH公司为解决现代汽车众多的控制单元、测试仪器之间的实时数据交换而开发的一种串行数据通讯协议，是一种支持分布式、实时控制的串行通讯中线网络。其最大传输速率可以达到 1Mbps（40m），与一般通讯总线相比，CAN总线的数据通讯具有突出的可靠性、实时性和灵活性，是目前使用最广泛的一种汽车网络。 MC9S12H256芯片介绍 属于MOTOROLA旗下HC9S12系列16位控制芯片的一种，基本结构包括：HCS12中央处理器（CPU）；两个独立的MSCAN控制器-兼容CAN2.0A/B协议；8通道16位可软件编程控制的定时器；24通道电机控制模块，串行通信接口（SCI）以及32 x 4的LCD控制驱动模块等。这些丰富的资源足以满足作为汽车仪表的ECU对各种数据的处理，CAN报文的接收和发送，以及仪表的驱动等。其内部结构的框架图如图1所示。
图1 MC9S12H256结构图 仪表系统设计 本设计中采用了CAN总线来实现仪表和汽车上其他电子系统信息交流。仪表所需的所有信息均由CAN总线传递，降低了设计的复杂性和布线难度。同时，仪表和整个车身CAN网络连接，形成了一个完整的汽车一体化网络控制系统。 硬件设计 本设计的硬件部分主要包括CAN模块，仪表指针模块，LCD显示模块以及指示灯模块，硬件电路的原理框架如图2所示。
图2 组合仪表硬件部分电路图 CAN通信模块硬件设计 CAN通信模块由MC9S12H256微控制器内置的MSCAN控制器和独立的CAN收发器PCA82C50构成，PCA82C50是Philips公司生产的高速CAN收发器，能适应不同的CAN总线传输速率。CAN通信模块的硬件结构如图3所示。 图3 CAN模块结构图
《汽车概论》项目六认识汽车的总体结构 任务四汽车电气——仪表装置 教学设计 易门县职业高级中学武绍元 一、教材分析地位与作用 汽车仪表装置选自机械工业出版社出版的《汽车概论》第六章，第四节。是在学生掌握了汽车发展概况、汽车车标文化和相关汽车VIN代码和汽车的相关参数后引入的新知识。 通过本节课的教学,使学生了解汽车仪表板的主要形式和作用,常见的仪表图标和报警指示灯,熟悉这些图标的含义及工作原理、工作过程及相关的排除方法。使学生初步掌握汽车维护、修理的基础知识;对汽车的基本使用性能及其评价指标有较深的认识. 2、教学目标 （1）知识目标 ①掌握仪表的种类、作用与使用方法。 ②理解电子化仪表的特点 ③学会仪表显示常见故障和相应的排除方法。 （2）过程与方法目标 ①能对汽车仪表和故障指示进行检测、诊断和排除。 ②具备识读和分析仪表的能力 （3）情感态度与价值观目标 ①培养学生实事求是的科学态度，提高学生分析问题和运用知识的能力 ②激发学生学习热情，调动学生的积极性 ③培养学生的合作精神与竞争意识，形成良好的职业素质 3、教学重点、难点 根据教学内容与学情分析，我确定了本节课的教学重点和难点。 教学重点：仪表板上的仪表指示用意 教学难点：相关仪表报警图标的含义及故障排除方法 4、突破重难点的方法 （1）、通过实物演示结合多媒体教学图片，让学生获得直观感受，在教师的引导下有目的地进行学习，实践教学是培养学生实践能力的重要环节，坚持理论与实践相结合，为学生提供了多种有利于加强实践技能训练和创新意识培养。 （2）、学生分组合作探究，并用图片、语言引导学生操作、观察、思考。在研究问题过程中，提倡多种学习方式，使学生成为知识“发现者”、“创立者”，充分激发学生的创造性思维。 （3）、用问题导学，明确知识点。使学生的学习、探索、观察、思考的目标很清楚，很有针对性。充分调动了学生的积极性，真正成为课堂的主人。 （4）、从学生实际出发，以学生已有知识为依托，从易到难，由简到繁，层层深入，步步推进。加强学生的动脑、动手能力，体现技能为先的教学理念。 （5）、教材处理：教材上的教学内容比较笼统、模糊，我有意识的将汽车仪表板作为汽车电气突出重点进行讲解和演示，目的是让学生注意知识之间的联系，体现逻辑的整体性。并让学生感知其实我们所学的知识不是孤立的，以便实现课程的综合性。
汽车仪表板设计简介 一、造型 仪表板是全车控制与现实的集中部位，仪表板的造型重点是对驾驶员操作区域的设计。现代轿车设计中，绝大多数的操纵开关都是供驾驶员专用的，所以，仪表板造型首先以驾驶员为之对仪表的可视性和对各种操作件的操作方便性为依据。在视觉效果上，仪表板位于市内视觉集中的部位，其形体队成员也有很强的视觉吸引力，应强调其造型的表现效果。 1.仪表板的布置 在不至仪表板是要根据相关标准来选用和确定所有仪表、显示器和主要操纵控制间的位置，此外还要从结构空间进行人机工程验证，其中包括视野性、手、脚活动范围、肘部空间、手伸及界面、按钮区布局等诸多方面。同时，在形体设计时，还要注意仪表板面的反光效果，既要提高仪表的可见度，又要通过表罩的漫反射方法减少炫光，还要防止仪表板上的高光点在风窗玻璃的内表面形成反射影像，以免干扰驾驶员的视觉。必须对仪表板的表面进行消光或亚光处理，已获得舒适安全的驾驶感觉。 仪表板上安装的仪表和各种器件大都来自不同的厂商，涉及时要保证个不同厂商器件的颜色、质感、纹理的统一，还要注意仪表表面、指针、屏显、数字、警示灯、刻度盘等的形体、颜色及灯光效果的统一，这些在方案设计初期都要处理妥当，为后期的细化和局部设计做好准备。 2.仪表板的造型分类 仪表板的器件按其功能一般划分为驾驶操控区、乘用功能区、保安区等几个部分 A区：驾驶员和副驾驶员共用的区域 B区：驾驶员座位操作区 C区：唯有驾驶员操作区 D区;A、B、C区以外的区域 现代汽车的仪表板造型概念以趋于多元化，通过不同的仪表指示区、中置控制区、按键功能区的划分和形体的连接可以组合成多种形式。按照仪表板的大的体面关系和结构分块形式基本可以分为以下几种类型：
? 158 ? ELECTRONICS WORLD ?技术交流 智能化汽车组合仪表的设计与实现 昆明理工大学津桥学院电气与信息工程学院 张兴超 王 陆 导语：随着汽车电子技术的发展，丰富的功能性要求赋予了汽车组合仪表更多的职能。传统汽车组合仪表数字化程度较低，存在采集信息少、显示内容固定且功能单一等缺点。新型智能化汽车组合仪表要求汽车动力系统、整车控制器等电子装置应能够及时、准确地处理车辆的各种状态信息，同时通过CAN 总线将数据发送到网络，并利用组合仪表进行显示。为此，本文提出了一种基于MCU+TFT-LCD 且性价比较高的步进电机式智能化汽车组合仪表的设计方案，并阐述了其硬件结构和软件设计。该系统具有多样性功能，能够达到汽车组合仪表智能化、信息化和图形化的目标；且具有较高的显示和指示精度，能够很好的满足实际应用的需求。 关键词：智能化；汽车组合仪表；步进电机式；MCU+TFT-LCD 1.引言 近年来，中国汽车产业快速发展带动汽车电子产业取得了跨越式的成就。作为汽车的一个重要组成部分，汽车仪表主要用于帮助驾驶人员掌握汽车时时工作状况，及时发现、排除不安全因素和故障，以保证汽车能够安全可靠运行。随着汽车电子技术的发展，汽车组合仪表已从简单的零部件发展到了集多种功能于一体的集成部件型式。汽车行业对其丰富的功能性要求赋予了汽车组合仪表更多的职能。 传统汽车组合仪表数字化程度较低，存在采集信息少、显示内容固定且功能单一等缺点，已很难满足汽车电子装置信息量增加带来的新要求。汽车仪表的数字化、图形化和智能化，要求汽车动力系统、整车控制器等电子装置应能够及时、准确地处理车辆的各种状态信息，同时通过CAN 总线将数据发送到网络，并利用汽车组合仪表进行显示。TFT-LCD （薄膜场效应晶体管液晶显示）具有显示信息丰富、色彩多样且灵活多变等优点，其在车载领域的应用将极大的拓展汽车组合仪表的功能。 通过TFT-LCD 和微控制器的结合使用将促进仪表盘成为汽车的多功能信息显示和控制中心，有利于汽车的美观和维修检测。但全液晶显示仪表也存在价格昂贵、技术复杂及高成本和低可靠性等缺点，这也导致了其在普通车型上安装使用率低的问题。鉴于此，本文提出了一种基于MCU+TFT-LCD 的智能化汽车组合仪表的设计方案。其中MCU 选用NEC 公司的UPD78F0433型单片机用于各类信号的采集处理，TFT-LCD 用于车载信息的显示。通过二者的配合使用，以满足汽车组合仪表信息化、智能化和图形化的要求。 2.系统的总体结构 智能化汽车组合仪表应具有多样性的功能，包括传统仪表的基本功能、车载信息的采集处理和显示、车辆故障警示、报警与提示音的合成以及CAN 总线通信等。这就要求该智能组合仪表除了从传感器直接获取信息外，还具有CAN 总线与车载控制器进行数据交换的能力；能够根据车辆采集信息的数据类型不同，可将信号量分为模拟量、开关量和脉冲量等形式[1]。结合上述要求开发和设计的汽车组合仪表有多种形式，如单片机、DSP 、FPGA 、ARM 等。综合考虑，本文采用MCU+TFT-LCD 的智能化汽车组合仪表设计方案，其整体结构框图如图1 所示。 图1 系统整体结构框图 3.汽车组合仪表的硬件设计 智能化汽车组合仪表的基本显示功能主要由发动机转速、车速、油量、里程和水温等组成。同时还包括左右转向信号、远近光信号、驻车信号、油量报警、水温报警等各类指示和报警信号灯。其中，油量、水温、车速和转速通过步进电机驱动指针进行显示，而里程利用字段式LCD 显示[2]。结合实际应用情况及其功能和特点，系统采用模块化设计思想对汽车组合仪表进行了硬件设计；主要包括电源模块、车速和转速检测模块、油量和水温检测模块、电机驱动模块、数据存储模块以及液晶驱动模块。其硬件结构原理图如图2 所示。 图2 汽车组合仪表的硬件结构原理图 本系统选择NEC 公司的UPD78F0433芯片作为主控芯片，该器件内置LCD 控制器、液晶显示屏驱动器、电源Flash 存储器和看门狗定时器，具有片上调试功能和10位A/D 转换功能，是一款性价比较高的8位微控制器。由点火信号和蓄电池提供系统的工作电源，其操作电压为9-16V ；并通过电源电路的转换为主控芯片提供5V 的工作电压。电源模块的芯片为TLE4275-Q1，其最大耐压值42V 、最大驱动电流450mA 、精度达2%。车速和转速检测模块主要是通过检测两种脉冲信号的不同频率形式来确定汽车的车速和转速。而油量和水温产生的电阻信号具有不同阻值；因此，油量和水温检测模块则可通过检测不同电压值来确定汽车的油量和水温。电机驱动模块选用的芯片为STI6606，该芯片内置CMOS 集成电路、可同时驱动四路微型步进电机，其输入脉冲对应电机输出轴转动角度为 基金项目：云南省教育厅科学研究基金“基于MEMS 传感器的飞行姿态测量系统设计”（项目编号：2015C106Y ）；“电子式互感器的应用”（项目编号：2016ZZX306）。 （下转第160页）
仪表板横梁设计规范
仪表板横梁设计规范 1 范围 本标准规定了仪表板横梁的设计要点。 本标准适用于轿车、SUV等车型的设计。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB/T 1771-2007 色漆和清漆耐中性盐雾性能的测定 GB/T 9279-2007 色漆和清漆划痕试验 GB11552-2009 乘用车内部凸出物 3 术语和定 3.1 仪表板横梁在车身系统中的布置 仪表板横梁总成安装在驾驶室的前端，主要作用是将仪表板和车身固定起来，同时将转向管柱、安全气囊、线束，电器盒等电器附载件装配固定起来，支撑仪表板总成等负载件的整体刚性，同时正碰实验时对驾驶室起到加强保护的作用。如图1：
图1 3.2 仪表板横梁简要说明 仪表板横梁总成主要零部件如图2： 图2 （1-横梁左侧安装支架，2-横梁右侧安装支架，3-中间固定支架，4-前挡板固定支架，5-转向管柱安装支架，6-管梁,7-手套箱支架，8-PAB 安装支架，9-保险丝盒安装支架，10-CD 机安装支架,11-空调安装支架） 以上是横梁的主要零部件，若要出口欧美，则在正副驾驶侧增加膝盖碰撞吸能支架，其他相关固定 1 2 3 4 5 6 8 9 7 10 11 车身机舱 仪表板横梁 仪表板装置 前地板中通道
支架则根据分布在仪表板系统上的电器件及仪表板自身固定的要求分布。 横梁中间管梁本体的材料通常采用20#无缝钢管和Q195焊管，各支架的材料根据支架的厚度来定， 如果厚度在1.8mm以内，则选用DC01的材料，如果厚度在1.8mm以上的则选用SPHC的材料；横梁 支架冲压成型后通过悬挂点焊和CO2气体保护焊接成品。 4 仪表板横梁主要零件的设计要点 4.1 横梁的设计满足以下几点要求： a.满足整体刚性（通过CAE分析）； b.支持转向管柱功能，满足NVH要求； c.支持线束、电器件的固定； d.支持仪表板装置等塑料件的固定； e.支持安全气囊的固定，为安全气囊的顺利爆破提供支撑； f.在满足强度的要求、NVH等试验的要求下最大限度的减轻重量，同时尽可能的将各支架工艺简易。 4.2 横梁管梁本体的设计 管梁有标准管梁和非标准管梁，标准管梁可以直接采购，而非标准管梁需要定制，既增加成本又不易采购，所以尽可能的选择标准管梁；仪表板横梁通常使用的几种管梁外径有：35mm、38mm、42mm、45mm、50mm、54mm、60mm。 管梁按结构分为直管和弯管，直管加工简单，制造公差容易控制，有利于碰撞试验，所以布置的时候尽量采用直管；若因边界条件的限制不能布置成直管，只能按照弯管布置，弯管相对直管需要二次加工，弯管制造公差大，难控制，成本增加。 4.2.1 直管的设计 管梁的中心位置，横梁管梁不能布置在PAB模块的正下方，一般距离管梁为10mm到45mm之间。图3是B01布置的截面图： PAB 仪表板横梁管梁本体 图3 横梁管梁到方向盘中心的距离越小越好，一般最大不超过460mm，能有效减小方向盘共振。 横梁管梁到转向管柱安装面的距离推荐范围60mm到70mm。
汽车智能化组合仪表设计及实现-汽车工业论文-工业论文 ——文章均为WORD文档，下载后可直接编辑使用亦可打印—— 摘要:伴随着近年来我国人民生活水平逐渐提高，对于出行的品质也在日益提升。因此，我国也大力发展汽车电子技术，不断丰富和赋予了汽车组合仪表更多功能。现阶段所研发出的汽车智能仪表组合，结合微控制器和CAN总线网络通信技术，使汽车仪表可以与车辆其它电控单元实现信息交互，不仅为驾驶员提供传统仪表所具有的各项数据信息，其显示内容更加丰富全面，更人性化地满足了驾驶需求。本文主要通过对汽车智能化组合仪表的软硬件结构介绍。以期让更多学者了解到这一领域，从而进一步推动我国汽车行业组合仪表的设计与实现的发展。 关键词:智能;组合仪表;设计实现
1绪论 我国科技水平逐渐提高的同时带动了汽车电子技术的发展，近些年来汽车电子技术的应用获得了显著的成效。汽车仪表作为汽车的重要部件之一。它不仅为驾驶员提供行车过程的各种数据，还可以第一时间发现不安全的因素以及不可预料的故障，从而减少事故发生的频率保障驾驶员的安全。近年来国内对汽车电子技术的深入研究，给予了汽车组合仪表更广阔的发展空间和功能拓展。相对于一些传统的汽车组合仪表来说，汽车智能组合仪表采用数字技术、网络技术、模块化设计技术，在实际生产中具有低成本、效率高的优点，在实际应用中满足了驾驶员对舒适度，可视度，多功能便捷性以及安全性能的要求，其技术达到国际同类产品水平，其功能更加强大，数据处理速度更加快速，抗干扰能力更强，图文显示信息更加方便快捷，丰富的内容给人以生动活泼的直观感受。 2系统的总体结构
汽车智能组合仪表它所涉及的功能主要包括传统仪表的基本功能、车载信息的采集处理和显示、故障警示以及CAN总线通信等。这就使得智能组合仪表不光要去通过传感器或者驾驶中的信息，还要使用相关线路和车载控制系统进行数据交换。从而根据车辆信息采取的不同类型来进行模拟量、开关量和脉冲量等形式的分类。争取现阶段我们所开发设计的仪表形式来进行综合测评和考虑。 3汽车组合仪表的硬件设计及软件设计 3．1硬件设计。现阶段我国所研发出的智能汽车组合仪表主要总线式仪表，具有网络管理和诊断功能，根据我国近些年来的调查在实际应用方面车辆的系统采用模板化设计的思想对仪表进行设计。主要包括控制器以及显示屏、电源灯结构。以步进电机驱动指针，通过LED点亮方式、声音提示及屏显方式提示各类信息。指针驱动指针包括车速表里程表，部分仪表水温表、燃油表的依然使用电机驱动指针。灯主要包括:远光灯、近光灯、左右转向灯、雾灯、紧急灯、充电指示灯、安全带未系，安全气囊、限速指示，变速箱故障警告、预
仪表是人和汽车的交互界面，为驾驶员提供所需的汽车运行参数、故障、里程等信息，是每一辆汽车必不可少的部件。 仪表显示的直观与美观使得驾驶不但是代步之必需，也成为舒适生活的一部分，而参数传递的准确与可靠性则直接关系到汽车行驶的安全。 汽车仪表 现代仪表最突出的特点是功能的模块化，通常要组装一块仪表，只需将几个功能模块在定制PCB的基础上联合起来，就可以得到一个完整的系统长安等经济型汽车的指针仪表一般为独立的模块，提示/报警功能由PCB上的小灯泡完成SANTANA系列的指针由印刷电路板上的十字线圈驱动，提示/报警灯全部是发光二极管轿车的仪表板上显示的主要数据、来源及对应显示方式如表1 显示方式 可见目前的汽车仪表尚以机械式为主，通讯方式以线束为主这种模式最大的弊病是过于依赖线束，导致系统复杂随着汽车产业的快速发展，尚有极大潜力的汽车电子市场正日渐受到各大汽车生产商与电子产品供应商的关注，这其中包括尚处于开发实验阶段的清洁能源汽车、目前由日本占据世界市场领袖地位的车载音响设备、前途无量的车载计算机信息终端设备以及形形色色的车内电控单元，如发动机电控单元、ABS、总线、新型电子仪表等对汽车仪表而言，使用电子式仪表板较之传统仪表的优势在于： 硬件功能的软件化 随着微电子技术的发展，微处理器的处理速度越来越快一些实时性要求高，原本由硬件完成的功能，就完全可以通过对微处理器编程来实现。 系统集成度大大提高 在大规模集成电路技术迅速发展的今天，集成电路的密度越来越高，体积越来越小，内部结构越来越复杂，功能也越来越强大随着仪表的部分功能硬件不断地被软件取代，整个系统的集成度也在相应提高本设计是一个基于Freescale单片机的汽车组合仪表板面向的是目前市场上占主流地位的传统汽车，并引用长安车的仪表为模板，目的主要在于实现一个汽车组合电子仪表板的低端方案。 本方案的对象主要包括车速、转速、压力、温度、里程、时间以及一些提示/报警灯信号。 车速表、发动机转速表、油压表、水温表(指针) 里程表(LCD)：定时记录车速信号，在行车时间内做数值积分，得到行驶公里数，作为里程保存在用户Flash中定时(1s)对里程数据做累加。 系统设计
汽车仪表板总成造型综述 仪表板简称I/P（Instrument panel）,是汽车内饰的重要组成部分。 一、造型 仪表板是全车控制与现实的集中部位，仪表板的造型重点是对驾驶员操作区域的设计。现代轿车设计中，绝大多数的操纵开关都是供驾驶员专用的，所以，仪表板造型首先以驾驶员为之对仪表的可视性和对各种操作件的操作方便性为依据。在视觉效果上，仪表板位于市内视觉集中的部位，其形体队成员也有很强的视觉吸引力，应强调其造型的表现效果。 1.仪表板的布置 在不至仪表板是要根据相关标准来选用和确定所有仪表、显示器和主要操纵控制间的位置，此外还要从结构空间进行人机工程验证，其中包括视野性、手、脚活动范围、肘部空间、手伸及界面、按钮区布局等诸多方面。同时，在形体设计时，还要注意仪表板面的反光效果，既要提高仪表的可见度，又要通过表罩的漫反射方法减少炫光，还要防止仪表板上的高光点在风窗玻璃的内表面形成反射影像，以免干扰驾驶员的视觉。必须对仪表板的表面进行消光或亚光处理，已获得舒适安全的驾驶感觉。 仪表板上安装的仪表和各种器件大都来自不同的厂商，涉及时要保证个不同厂商器件的颜色、质感、纹理的统一，还要注意仪表表面、指针、屏显、数字、警示灯、刻度盘等的形体、颜色及灯光效果的统一，这些在方案设计初期都要处理妥当，为后期的细化和局部设计做好准备。
2.仪表板的造型分类 仪表板的器件按其功能一般划分为驾驶操控区、乘用功能区、保安区等几个部分 A区：驾驶员和副驾驶员共用的区域 B区：驾驶员座位操作区 C区：唯有驾驶员操作区 D区;A、B、C区以外的区域 现代汽车的仪表板造型概念以趋于多元化，通过不同的仪表指示区、中置控制区、按键功能区的划分和形体的连接可以组合成多种形式。按照仪表板的大的体面关系和结构分块形式基本可以分为以下几种类型： （1）仪表板上下分块式
第一章：车身概论 1．车身包括：白车身和附件。 白车身通常系指已经焊装好但尚未喷漆的白皮车身，此处主要用来表示车身结构和覆盖件的焊接总成，此外尚包括前、后板制件与车门，但不包括车身附属设备及装饰等。 2．按承载形式之不同，可将车身分为非承载、半承载式和承载式三大类。 非承载车身的优点：①除了轮胎与悬架系统对整车的缓冲吸振作用外，挠性橡胶垫还可以起到辅助缓冲、适当吸收车架的扭转变形和降低噪声的作用，既延长了车身的使用寿命，又提高了舒适性。②底盘和车身可以分开装配，然后总装在一起，这样既可简化装配工艺，又便于组织专业化协作。③由于车架作为整车的基础，这样便于汽车上各总成和部件安装，同时也易于更改车型和改装成其他用途车辆，货车和专用车以及非专业厂生产的大客车之所以保留有车架，其主要原
因也基于此。④发生碰撞事故时，车架对车身起到一定的保护作用。非承载车身的缺点：①由于计算设计时不考虑车身承载，故必须保证车架有足够的强度和刚度，从而导致自重增加。②由于车身和底盘之间装有车架，使整车高度增加。③车架是汽车上最大而且质量最大的零件，所以必须具备有大型的压床以及焊接、工夹具和检验等一系列较复杂昂贵的制造设备。 3．承载式车身分为基础承载式和整体承载式。 基础承载式特点：①该结构由截面尺寸相近的冷钢杆件所组成，易于建立较符合的有限元计算模型，从而可以提高计算精度。②容许设法改变杆件的数量和位置，有利于调整杆件中的应力，从而达到等强度的目的。③作为基础承载的格栅底架具有较大的抗扭刚性，可以保证安装在其上的各总成的相对位置关系及其正常工作。④提高材料利用率，简化构件的成型过程，节省部分冲压设备，同时也便于大客车的改型和系列化，为多品种创造了条件。 4．“三化”指的是产品系列化、零部件通用化以及零件设计标准化。第二章：车身设计方法
L i g h t T o o l s设计实例汽车仪表盘导光按 钮设计
LightTools设计实例--汽车仪表盘导光按钮设计 LightTools自带增光片元件库和光源库，其增光片元件库包括3M公司所有的BEF和DBEF；其光源库包括4大LED公司(Agilent， Lumileds，Nichia，Osram)的近400种LED光源，对设计LED照明的LCDTV有极大的方便。传统导光板的网点设计更是及其方便，既可以模拟二维印刷点排布，也可以模拟三维的微结构铺设，目前微结构网点包括五种形状：球、棱镜、金字塔、圆锥、圆柱，极大的提高设计者的工作效率。 Cybernet中国使用LightTools对汽车仪表盘导光按钮的设计如下： 重点：采用两颗小功率LED，实现导光按钮上的三个字母均匀发光。 设计步骤 1.LED光源模拟仿真
2.导光按钮的几何建模 3.几何模型的材料属性、光学属性设定 4.受光分析面,亮度计的设置 5.光线追迹，结果分析 6.根据分析结果修改按钮的几何模型，重复光线追迹过程，直至模拟仿真 结果达到系统设计要求。(采用LT的优化模块,可代替繁琐的模型更改,缩短项目开发周期) 针对LED光源仿真这里简单说明一下参数，光源模型中都有详尽的参数设定以下介绍主要的参数（根据模拟目的不同,需要的参数也不同）?光束(lm)或者是辐射功率(mW) ?光谱特性 ?配光分布 ?空间強度分布 根据波长范围进行光源定义
?LightTools可以高效灵活的设定光源. ?LightTools可以提出包含面,体积的面光源和体积光源的定做方案. ?LightTools中Ray Data的设定,可以使用Radiant Imaging测定的光源. ?以放射量或测光能量为单位可以在光源中定义全部光能量. ?用户定义的Aim领域和Aim锥体可以引出最佳性能. ?为了配合这个高效的功能,计划在光源中定义连续的光谱. LightTools在导光按钮的几何建模上更有强大的内置建模能力 通过Solidworks Link模块 LightTools完全继承来自SolidWorks的特征树可 为使用过Solidworks的工程师提供熟悉的设计环境。双向式数据交流功能保证 了在LightTools 和Solidworks中的特征实时同步。 高精确度的仿真结果比较
基于网络化汽车组合仪表的设计 组合仪表是汽车的重要组成部件，对于汽车安全行驶至关重要。组合仪表通常是由以下几部件构成：油量表，水温表，转速表，车速表，里程表，照明系统和报警系统等。为了简化电子控制单元之间进行复杂的信息传递和数据交换，汽车网络化技术应运而生。迄今为止，已有多种网络标准，如ISO的V AN、SAE 的J1850和BOSH的CAN等。其中，CAN以起独特的设计，优异的性能和极高的可靠性得到了最为广泛的应用。 标签：CAN总线设计；汽车组合仪表；设计分析 1 基于网络化汽车组合仪表的总体需求及设计 汽车仪表的功能就是获取需要的数据并采用合适的方式显示出来。以前的仪表一般限制在3～4个量的显示和4-6个警告功能，现在新式仪表则达到有约15个量的顯示和约40个警告监测功能。导致仪表显示信息量快速增长的主要原因有以下几方面： ·汽车上的新功能部件不断增加，如ABS、安全气囊、倒车雷达等： ·对汽车行驶中的状态要求更加实时的了解，如胎压、水温、油耗等： ·对汽车各部件的工况要求更加细致的掌握，如灯光、车门、车锁、安全带等。 不同的信息有不同的获取方式和显示方式，目前新式仪表信息获取方式主要有三种： ·通过车身总线传输： ·通过A/D采样转化： ·通过10状态变化获取。 对于显示方式，主要有五种方式：通过驱动步进电机带动指针转动：通过点阵LCD屏显示图形或数字信息；通过段式LCD屏或数码管显示：通过LED灯的开关显示：通过蜂鸣器的不同鸣音指示当前状态。 2 汽车CAN总线组合仪表技术总体设计 2.1 现场总线设计 CAN总线在人类生产活动中使用非常广泛，其代表着汽车总线技术发展的
一、名词解释 1、车身:供驾驶员操作,以及容纳乘客和货物的场所。 2、白车身:已装焊好但尚未喷漆的白皮车身。 3、概念设计:指从产品构思到确定产品设计指标(性能指标),总布置定型和造型的确定,并下达产品设计任务书为止这一阶段的设计工作。 4、H点:H点装置上躯干与大腿的铰接点。 5、硬点:对于整车性能、造型和车内布置具有重要意义的关键点。 6、硬点尺寸:连接硬点之间、控制车身外部轮廓和内部空间,以满足使用要求的空间尺寸。 7、眼椭圆:不同身材的乘员以正常姿势坐在车内时,其眼睛位置的统计分布图形;左右各一,分别代表左右眼的分布图形。 8、驾驶员手伸及界面:指驾驶员以正常姿势入座、身系安全带、右脚踩在加速踏板上、一手握住转向盘时另一手所能伸及的最大空间廓面。 9、迎角:汽车前、后形心的连线与水平线的夹角。 10、主动安全性:汽车所具有的减少交通事故发生概率的能力。 11、被动安全性:汽车所具有的在交通事故发生时保护乘员免受伤害的能力。 12、静态密封:车身结构的各连接部分,设计要求对其间的间隙进行密封,而且在使用过程中这种密封关系是固定不动的。
13、动态密封:对车身上的门、窗、孔盖等活动部位之间的配合间隙进行密封,称为动态密封。 14、百分位:将抽取的样本实测尺寸值由小到大排列于数轴上,再将这一尺寸 段均分成100份,则将第n份点上的数值作为该百分位数。 二、简答 1、简述车身结构的发展过程。 没有车身——马车上安装挡风玻璃——木头框架+篷布——(封闭式的)框架(木头或钢)+木板——(封闭式的)框架(木头或钢)+薄钢板——全钢车身——安全车身。 2、车身外形在马车之后,经过了那几种形状的演变?各有何特点? ①厢型:马车外形的发展②甲虫型:体现空气动力学原理的流线型车身③船型:以人为本,考虑驾乘舒适性④鱼型:集流线型和船型优点于一身⑤楔型:快速、稳定、舒适。 3、车身设计的要求有哪些? 舒适、安全、美观、空气动力性。 ①结构强度足够承受所有静力和动力载荷;②布置舒适,有良好的操纵性和乘 座方便性;③具有良好的车外噪声隔声能力;④外形和布置保证驾驶员和乘员有良好的视野;⑤材料轻质,减小质量; ⑥外形具有低的空气阻力;⑦结构和装置措施必须保护乘员安全;⑧材料来源 丰富、成本低,易于制造和装配;⑨抗冷、热和腐蚀抵能力强;⑩材料具有再使用的效果;⑩制造成本低。
２０１０年（第３２卷）第１期 汽车工程 ＡｕｔｏｍｏｔｉｖｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ２０１０（Ｖ０１．３２）Ｎｏ。１ 汽车ＣＡＮ总线数字组合仪表设计木 ２０１００１９ 曹晓琳１，王登峰１，车晓镭１，倪莹祥１，阮邵范２，宋连彬２ （１．吉林大学，汽车动态模拟国家重点实验室，长春１３００２２；２．四平慧宇仪表电气有限公司，四平１３６００１） ［摘要】设计了ＣＡＮ总线、步进电机驱动、液晶显示驱动和挡位与警示灯控制等仪表核心电路模块，完成了整个组合仪表硬件的研发，并编制了仪表的控制软件。检测结果表明，仪表指针指示正确、稳定，里程、报警和挡位显示准确。 关键词：汽车；ＣＡＮ总线；数字仪表；设计 ＤｅｓｉｇｎｏｆＣＡＮＢｕｓ—ｂａｓｅｄＡｕｔｏｍｏｔｉｖｅＤｉｇｉｔａｌＣｌｕｓｔｅｒＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔ ＣａｏＸｉａｏｌｉｎｌ，ＷａｎｇＤｅｎｇｆｅｎ９１，ＣｈｅＸｉａｏｌｅｉｌ，ＮｉＹｉｎｇｘｉａｎ９１，ＲｕａｎＳｈａｏｆａｎ２＆ＳｏｎｇＬｉａｎｂｉｎ２１．埘讯Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｔａｔｅ研ＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＡｕｔｏｍｏｔｉｖｅＤｙｎａｍｉｃＳｉｍｕｌａｔｉｏｎ，Ｃｈａｎｇｃｈｕｎ１３００２２； ２．脚ｆ昭ＨｕｉｙｕＥｌｅｃｔｒｉｃＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｓ／ｐ／ｎｇ１３６００１ ［Ａｂｓｔｒａｃｔ］Ｔｈｅｃｏｒｅｃｉｒｃｕｉｔｍｏｄｕｌｅｓｏｆｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔａｒｅｄｅｓｉｇｎｅｄ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇｍｏｄｕｌｅｓｆｏｒＣＡＮｂｕｓ，ｓｔｅｐｐｅｒｍｏｔｏｒｄｒｉｖｅ，ｌｉｑｕｉｄ－ｃｒｙｓｔａｌｄｉｓｐｌａｙｄｒｉｖｅａｎｄｇｅａｒｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｄｉｃａｔｏｒ／ａｌａｒｍＬＥＤｓｃｏｎｔｒｏｌ，ＳＯｔｈｅｈａｒｄｗａｒｅａｎｄｓｏｆｔ?ｗａｒｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｔｈｅｗｈｏｌｅｃｌｕｓｔｅｒｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔａｒｅｃｏｍｐｌｅｔｅｄ．Ｔｈｅｔｅｓｔｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｐｏｉｎｔｅｒｓｏｆｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｉｎｄｉｃａｔｅｃｏｒｒｅｃｔｌｙａｎｄｓｔａｂｌｙ，ａｎｄｔｈｅｍｉｌｅａｇｅ，ｇｅａｒｐｏｓｉｔｉｏｎａｎｄａｌａｒｍＬＥＤｓｄｉｓｐｌａｙａｃｃｕｒａｔｅｌｙ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｖｅｈｉｃｌｅ；ＣＡＮｂｕｓ；ｄｉｇｉｔａｌｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ；ｄｅｓｉｇｎ 日ＩＪ舀 汽车仪表是汽车工作状态的信息显示中心，是驾驶员与汽车进行信息交流的平台，是保证汽车安全行驶的关键零部件之一…。近年来随着微电子技术、控制技术、网络通信技术的发展，ＣＡＮ总线协议在车载电控系统中得到了广泛应用，因此汽车仪表可通过ＣＡＮ总线直接在总线网络上读取所需的输人信号，无须专门布置传感器，从而可使汽车仪表系统得到大大简化，同时也显著降低了仪表的成本。因此，将ＣＡＮ总线通信应用于汽车仪表已成为发展的必然趋势¨。－。 作者将ＣＡＮ总线技术应用于汽车数字式组合仪表的开发，使仪表所需的发动机转速、车速、水温、挡位、警示信息等主要显示信号均通过其它车载电控系统的ＣＡＮ协议接口直接读取，避免现有汽车数字式仪表每个信号均采用传感器到仪表点对点的信号获取与传输方式带来汽车线束多、质量大、故障率高的不足，减少了传感器和汽车线束的数量，降低了仪表成本，提高了系统工作可靠性。设计研制出了ＣＡＮ总线数字仪表样品，并进行相应的试验验证。 １硬件设计 根据ＣＡＮ２．０协议，采用４路ＣＡＮ总线信号，可从ＣＡＮ总线上接收到来自整车其它电控单元（ＥＣＵ）的ＣＡＮ信号，将标识符为２４０Ｈ的数据帧定义为发动机故障、制动器ＡＢＳ故障、电瓶电量低和安全带未系等４个报警灯；标识符为２８０Ｈ的数据帧定义为转速表和水温表；标识符为２ＣＯＨ的数据帧定义为车速表和里程表；标识符为３００Ｈ的数据帧定义为挡位信号。 硬件电路以飞思卡尔公司的ＭＣ９Ｓ１２ＨＺ２５６为 牵吉林省汽车产业发展专项基金（２００６００３）和长春市科技支撑计划项目（０８ＫＺｌ４）资助。
前言 本标准是根据全国汽车标准化技术委员会仪表分标委的标准修订计划，对原部标准JB3807一84《汽车用组合仪表基本技术条件》进行修订的。 这次修订变更的主要内容包括：将标准的适用范围扩大到摩托车用组合仪表；明确了组合仪表的基本结构及定义；强调了对组合仪表的外观质量要求；补充了对组合仪表上采用的各种辅件的性能要求；并且，还增加了对组合仪表整体性能的要求。 本标准通过引用各种仪表及辅件的相关标准，使本标准包含这些标准所表述的有关要求，并使本标准的表述得以简化，但是，本标准并不能等同或取代任一被引用的标准，也不是被引用标准的综合。所以，本标准是一单独的产品标准，它与被引用标准之间仅具有相关性。 自实施日起，同时代替JB3807一84。 本标准由机械工业部提出。 本标准由全国汽车标准化技术委员会归口。 本标准由东风汽车公司仪表公司负责起草。 本标准主要起草人：董建、陈远平、李俊。 本标准由全国汽车标准化技术委员会负责解释。 中华人民共和国汽车行业标准QC／T 214一1996 汽车、摩托车用组合仪表代替 JB 3807一84 1 范围 本标准规定了汽车、摩托车用组合仪表（以下简称组合表）的定义、要求、抽样、试验方法、检验规则、标志、包装、运输及贮存。
本标准适用于汽车和摩托车用组合表，也适用于仪表板总成。其它机动车用组合表或仪表板总成也可参照执行。 2 引用标准 下列标准包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。在标准出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。 GB／T 2423.4一93电工电子产品基本环境试验规程试验Db：交变湿热试验方法 GB／T2423.17一93电工电子产品基本环境试验规程试验Ka：盐雾试验方法 GB 2828一87逐批检查计数抽样程序及抽样表（适用于连续批的检查）GB／T 4942.2一93低压电器外壳防护等级 GB 4094一94汽车操纵件、指示器及信号装置的标志 GB 15365一94摩托车操纵指示器及信号装置的图形符号 GB 9328一88公路车辆用低压电缆（电线） GB 6047一85汽车用指针式石英电子钟 GB 4723一92印制电路用覆铜箔酚醛纸层压板 GB 4724一92印制电路用覆铜箔环氧纸层压板 GB 4725一92印制电路用覆铜箔环氧玻璃布层压板 GB 13555一92印制电路用挠性覆铜箔聚酰亚胺薄膜 GB 13556一92印制电路用挠性覆铜箔聚酯薄膜 GB／T l3048一91汽车发动机工作小时表 ZBT 35001一87汽车电气设备基本技术条件 ZBT 36003一86汽车用片式插接件
设计题目：汽车仪表盘设计 设计说明：对于驾驶者来说，拥有一个整洁直观的仪表盘及显示屏是很重要的，既能及时提醒驾驶者汽车在行驶过程中的各种状况，也能从一定程度上减轻驾驶者疲劳的感觉。 如图所示仪表盘设计简洁明了：以车速表为中心，转速表和燃油表呈半月形分布在车速标的两侧。三个仪表盘处于同一水平线上，转速表和燃油标的半月形设计，缩短了仪表控制板的宽度，使驾驶者一目了然，避免了在观察仪表时分散过多的精力 车速表设计： 车速表位于三个仪表的中央位置，速度单位呈圆形分布。在车速表内下方，平均分布着三个电子显示灯，分别为左转提示灯、远光灯、右转提示灯。显示灯右侧，是一个圆柱形按钮，该按钮结合显示屏使用，
车速表图 转速表设计： 转速表分布在车速表的左侧，呈半月形。数值从1至7（单位：1000R/MIN），数值6---7上方有红色标示（提醒驾驶者在行驶过程中不要让发动机的转速过高，应及时变换档位）。 转速表图
燃油表设计： 燃油表分布在车速表的右侧，呈半圆形。指针随着车辆油箱满载状态的变化从上至下变换位置，当车内燃油不足时，燃油不足警告指示灯自动点亮，提示驾驶者应及时补充燃油。需要说明的是，在车辆刹车、转弯、加速、上下坡过程中，可能导致又向内的燃油波动，燃油标的指针会有轻微的摆动。在燃油表左下方，分布着一个长方形电子显示屏，该显示屏为车辆的双旅程里程表。在双旅程里程表内，有A、B两个数据供驾驶者使用：A显示汽车的总行驶距离；B显示汽车的单次行驶距离。还记得在介绍骐达车速表时提到的圆柱形按钮吧，这个按钮是重设里程表开关。先通过该开关调到单次行驶距离显示，再按下该开关不动，1秒钟后里程表上数据将被清零。 燃油表图 三个仪表盘中还分布着一些警告灯及提示灯。警告灯：“ABS”防抱死制动系统警示灯、制动警告灯（手刹）、充电警告灯、车门未关警告灯、发动机机油压力警告灯、高水温警告灯、智能钥匙锁止警告灯、智能钥匙系统警告灯、动力转向警告灯、安全带警告灯、扶助约束系统警告灯。提示灯：前雾灯指示灯、后雾灯指示灯、低水温指示灯、故障指示灯、超速档关闭指示灯、安全指示灯、车小灯指示灯、转向信号灯/危险指示灯。需要说明的是，警告灯和指示灯是根据汽车配置所带的，所以车友朋友在接触实车时可能会找不到一些警告及指示灯；警告及指示灯只有在该项功能开启时才会闪亮。