专利名称：汽车真空荧光显示仪表盘的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种机动车仪表盘，特别采用了真空荧光显示仪表盘。
现有机动车用仪表在主要功能显示方面采用的是机械传动指针显示方式，存在着信号反应速度缓慢，机械磨损等问题，且不具备智能管理功能。
本实用新型的目的在于克服机械传动指针显示的上述缺点，提供一种真空荧光显示仪表盘，它以单片机为核心，实现以真空滚动带和数字等显示汽车各工况状态。本实用新型的目的是这样实现的汽车仪表盘，它包括外壳；装于上述外壳里的电路板；装在电路板上的显示屏；其特征在于所述显示屏是真空荧光显示屏；所述电路板具有87C51单片机(U1)和扩展电路，扩展电路包括74HC373地址锁存器(U2)、GAL16V8可编程门阵列(U4)、AT29C010A存储器(U5)；接口扩展芯片，接口扩展芯片包括ADC0809A/D转换器(U3)和74HC244信号采集芯片(U7)；外围接口电路([A]、[B]、[C]、[D]、[E]、[G])；MD-VFD显示驱动模块(V1)；74S377数据锁存器(U8)；DS12887实时时钟发生器(U6)；汽车部分工况状态LED显示电路([F])；电瓶给仪表供电稳压电路([H])；汽车声音报警电路；所述扩展电路中，87C51单片机(U1)的地址输出端与GAL16V8可编程门阵列(U4)、AT29C010A存储器(U5)地址输入端连接，74HC373地址锁存器(U2)的地址输出端通过地址总线与87C51单片机(U1)的输入端连接，74HC373地址锁存器(U2)和AT29C010A存储器(U5)的数据端口通过数据总线与87C51单片机(U1)连接；所述接口扩展芯片ADC0809A/D转换器(U3)和74HC244信号采集芯片的数据输出端通过数据总线与87C51单片机(U1)数据端连接；所述外围接口电路，包括汽车水温变换电路[A]、汽车燃油电压变换电路[B]、电瓶电压变换电路[G]、8个相同结构的汽车工况状态信号输出电路[E]、发动机转速脉冲输出电路[C]和汽车里程脉冲输出电路[D]；汽车水温电压变换电路[A]、汽车燃油电压变换电路[B]、电瓶电压变换电路[G]信号输出端与ADC0809A/D转换器(U3)输入端连接，8个相同结构的汽车工况状态信号输出电路[E]输出端信号线与74HC244信号采集芯片(U7)输入端连接；发动机转速脉冲输出电路、汽车里程脉冲输出电路与87C51单片机(U1)的输入端连接；MD-VFD显示驱动模块(V1)输入端与数据总线连接，其输出端与显示屏输入端连接；74S377数据锁存器(U8)输入端与数据总线连接，其输出端与汽车部分工况状态LED显示电路输入端连接；DS12887实时时钟发生器(U6)输出端与数据总线连接；汽车声音报警电路输入端与87C51单片机(U1)信号输出端连接；电瓶给仪表供电稳压电路输出+5V电压输出端Vcc分别与87C51单板机(U1)31端连接、与ADC0809A/D转换器(U3)的12端连接、与GAL16V8可编程门阵列(U4)的20端连接、与AT29C010A存储器(U5)的32端连接，与DS12887实时时钟发生器(U6)的2 4端连接、与MD-VFD显示驱动模块(V1)的16端连接。
汽车仪表盘的显示屏有真空荧光显示、LED显示两部分；真空荧光显示信号输入端与MD-VFD显示驱动模块输出端连接，LED显示信号输入端与汽车部分工况状态LED显示电路输出端连接。
显示屏上真空荧光显示包括用真空荧光滚动带和数字显示车速、数字显示里程和实时时钟、真空荧光滚动光带显示发动机转速、水温和燃油油位，LED显示电瓶充电、驻车制动系、行车制动系故障、远光信号灯、ABS防抱死、发动机电器故障、燃油油位、左右转向状态。
本实用新型的实施例如附图所示
图1为本实用新型显示屏示意图；图2为本实用新型电气方框原理图；图3为本实用新型电气原理图；图4为本实用新型外围接口电路图；图5为本实用新型电路板MD-VFD显示驱动模块V1输出原理图。
以下结合附图对本实用新型作进一步说明。
图1示出了该实用新型显示屏示意图，显示屏上有真空荧光显示和LED显示两部分。真空荧光显示信号输入端与MD-VFD显示驱动模块输出端连接，LED显示信号输入端与汽车部分工况状态LED显示电路输出端连接。真空荧光滚动带显示温度1、油位2、发动机转速3、车速4、真空荧光数字显示的车速5、里程6、实时时钟7。LED显示包括，电瓶充电8、驻车制动系9、行车制动系故障10、远光信号灯11、ABS防抱死12、发动机电器故障13、机油油位14、左转向灯15、右转向灯16。
图3示出了本实用新型电路板电路结构。它是以87C51单片机U1为核心，加以扩展电路和外围接口电路所组成。扩展电路由74HC373数据锁存器U2，GAL16V8可编程门阵列U4，AT29C010A存储器U5组成。该系统具有4K程序存储空间，128K可电擦除在线数据读写空间。U5作为汽车实时数据的存储器。
U1的P00到P07端与U5的D0到D7端、与U2的D0到D7端相连接构成系统数据总线。
U1的P10到P17、P20到P25端与U2的Q0到Q7端，U5的A0到A16端相连接，构成地址总线。
U1的P25到P27分别与GAL16V8可编程门阵列U4的2到4端连接。U4作为地址译码器，进行译码输出。U4输出端15与U5CE端连接，U4的16端与74S377八位数据锁存器U8的E端连接，U4的17端与74HC244八位扩展I/O输入口U7的1G、2G端相连接，U4的输出端18与DS12887实时时钟发生器U6的译码输入端/CS连接，U4的19端与显示驱动模块V1的CS端连接。
U4的12、13、14端作为ADC0809A/D转换器U3的启动控制线。U4的12端与U3的ALE端连接，U4的13端与U3的ENABLE端连接，U4的14端与U3的START端连接。
水温、燃油、电瓶电压检测信号输入U3进行模拟转换。水温信号线AD1输入U3的26端相连接，燃油信号线AD2输入与U3的27端连接，电瓶电压检测信号线AD3输入与U3的28端连接。转换后的信号送入数据总线，U3的17、14、15、8、18、19、20、21端与U5的D0到D7连接进行存储。
74HC244八位扩展I/O输入口U7用于采集汽车各工况信号，汽车左右转向信号输入线IO1与U7的1A1端连接，有电瓶充电信号输入线IO2与U7的1A2端连接，驻车制动系信号输入线IO3与U7的1A3端连接，行车制动系故障信号线IO4与U7的1A4端连接，远光信号灯信号线IO5与U7的2A1端连接，ABS防抱死信号线IO6与U7的2A2端连接，发动机电器故障信号线IO7与U7的2A3端连接，机油油位信号线IO8与U7的2A4端连接。
U7将采集到的汽车各工况信号送至U5存储及送至74S377八位数据锁存器U8。U7的输出端1Y1到1Y4、2Y1到2Y4端与U5的D0到D7端连接。
U8输出端与LED显示电路相连，汽车各工况开关状态和左右转向显示在仪表盘上。U8的输出端Q0。与发光二极管L1负极连接，顺序U8的Q1到Q7端与L2到L8的负极连接。
第九只发光二极管L9的驱动电路由三极管P1与电阻RP组成。电阻RP的一端与U1的13端连接，另一端与三极管P1基极连接，发射极接地，集电极同第九只发光二极管L9正极连接。
本仪表盘电路可同时有声光报警，汽车声音报警电路由三极管P2、电阻RB及蜂鸣器B1组成。电阻RB的一端与U1的12端连接，另一端与P2基极连接，P2的发射接地，P2的收集与蜂鸣器的一端连接，蜂鸣器的另一端接稳压电瓶电压+5V。单片机输出信号控制蜂鸣器声响。
U1的时钟信号由晶体振荡器Z1及电容C2、C3组成。振荡器的两端分别与U1的18、19端连接。电容C2的一端接U1的19端，另一端接地。电容C3的一端接U1的18端，另一端接地。
系统复位电路由电阻R29及电解电容C4组成。电阻R29的一端接地，另一端与U1的9端、电解电容C4的负极连接。C4的正极与稳压电瓶电压Vcc(+5V)相接。
DS12887实时时钟发生器U6，产生实时时钟数据。U6时钟信号由晶体振荡器Z2、电容C2、C5、电阻R30、R31组成。振荡器Z2两端分别接C1、C5的一端，C1、C5的另一端相连且接地。振荡器Z2两端分别与R30、R31连接组成输出回路，通过R30分压输出。R30与Z2相连接的一端与U6的2端连接，另一端与R31、U6的3端连接。
图4中[A]示出了汽车水箱水温的电压变换电路。电阻R4、R5、R7、RT(汽车上水温传感器)组成测量电桥。电桥输出端通过R1、R2分别与LM158运算放大器U9A的2、3端连接。输出端1与图3中U3的26端连接。完成汽车水温信号的输入。
图4中的[B]示出了汽车燃油电压变换电路。电阻R9、R10、R11、R12(汽车上油位传感器)组成测量电桥口电桥 输出端通过R13、RQ分别与LM158运算放大器U9B的5、6端连接。运算放大器负反馈回路R12的另一端与输出端7连接。正反馈回路通过R6接地。U9B输出端7与图3中U3的27端连接，完成汽车燃油油位信号的输入。
图4中的[C]示出了汽车发动机转速脉冲输出电路。汽车火花塞点火信号通过R15与稳压二极管ZD1负极、C7、R16的一端相连，连接端点引出信号线T1，ZD2的正极与C7、R16的另一端连接并接地，组成脉冲输出电路。信号线T1与U1的15端连接，完成汽车发动机转速的信号输入。
图4中的[D]示出了汽车里程脉冲输出电路。由UGS3120霍尔传感器H与电阻R17组成。电阻R17与H连接的端点通过T0引线取出脉冲信号。T0连接到U1的14端，输入到单片机U1。
图4中的[E]示出了汽车各工况状态信号的输出电路，共有8个相同结构的输出电路，取入不同的工况状态。汽车状态信号线IN1通过R27-1与稳压二极管ZD2-1负极、电阻R28-1、电容C6-1一端连接，连接点引出脉冲输出信号IO1与U7的2端连接。ZD2-1负极与R28-1，C6-1的另一端连接并接地。如此类推，汽车信号输入线IN2的脉冲输出线IO2与U7的4端连接，IO3与U7的6端连接，IO4与U7的8端连接，IO5与U7的11端连接，IO6与U7的13端连接，IO7与U7的15端连接，IO8与U7的17端连接，完成汽车各工况状态的外围输入。
图4中[G]示出了电瓶电压变换电路。电瓶电压为+12V。通过电阻R27、R28串联分压，由R27与R28串联接点分压输出，与U3的28端连接，作为电瓶电压检测信号。
图4中[H]示出了电瓶给仪表供电稳压电路。由电容C8、C9、C10、C11、P2、7805三端稳压器V2组成。电瓶电压+12V，经降压，稳压至+5V输出，作为各仪表工作的稳压电源。由于采用了三端稳压器，更保证了输出电压+5V的稳定。
图4中[F]示出了汽车各工况状态LED显示电路。发光二管L1到L9的正极端分别与电阻R18到R26串联，电阻R18到R26的另一端接到Vcc+5V电压组成9个显示支路。发光二极管L1到L8的负极端分别与图3中U8输出信号端Q0端到Q7端连接。第9只发光二极管L9的负极端与其驱动电路的三极管P1的集电极端连接。
图4中串行数据出口J1的输入端1与图3中的U1数据端10相连接，J1输入端2与图3中U1的数据输出端11相连接。当汽车发生交通事故后，可以从J1数据输出口取出数据进行分析。
图5中MD-VF显示驱动模块(V1)输出端子与显示屏MB接线端子各有131个，且一一对应相连接。V1的1端到7端与显示屏温度信号的1端到7端相连接，V1的8端到14端与显示屏油位信号的8端到14端相连接，V1的31端到67端与显示屏车速信号的31端到67端相连接，V1的68端到110端与显示屏里程信号的68端到110端相连接，V1的111端到131端与显示屏实时时钟信号的110端-131端相连接。
本实用新型有以下优点(1)采用了真空荧光显示，克服了机械指针显示速度反映慢及机械磨损的缺点。显示屏上有了真空荧光滚动光带的显示，使信号更加清晰、美观。(2)采用了单片微型计算机控制线路，使仪表盘显示具备智能管理功能。可记忆汽车实时状态，便于在汽车的检修和交通事故分析时提供数据。
权利要求1.一种汽车仪表盘，它包括外壳；装于上述外壳里的电路板；装在电路板上的显示屏；其特征在于所述显示屏是真空荧光显示屏；所述电路板具有87C51单片机(U1)和扩展电路，扩展电路包括74HC373地址锁存器(U2)、GAL16V8可编程门阵列(U4)、AT29C010A存储器(U5)；接口扩展芯片，接口扩展芯片包括ADC0809A/D转换器(U3)和74HC244信号采集芯片(U7)；外围接口电路([A]、[B]、[C]、[D]、[E]、[G])；MD-VFD显示驱动模块(V1)；74S377数据锁存器(U8)；DS12887实时时钟发生器(U6)；汽车部分工况状态LED显示电路([F])；电瓶给仪表供电稳压电路([H])；汽车声音报警电路；所述扩展电路中，87C51单片机(U1)的地址输出端与GAL16V8可编程门阵列(U4)、AT29C010A存储器(U5)地址输入端连接，74HC373地址锁存器(U2)的地址输出端通过地址总线与87C51单片机(U1)的输入端连接，74HC373地址锁存器(U2)和AT29CO10A存储器(U5)的数据端口通过数据总线与87C51单片机(U1)连接；所述接口扩展芯片ADC0809A/D转换器(U3)和74HC244信号采集芯片的数据输出端通过数据总线与87C51单片机(U1)数据端连接；所述外围接口电路，包括汽车水温变换电路[A]、汽车燃油电压变换电路[B]、电瓶电压变换电路[G]、8个相同结构的汽车工况状态信号输出电路[E]、发动机转速脉冲输出电路[C]和汽车里程脉冲输出电路[D]；汽车水温电压变换电路[A]、汽车燃油电压变换电路[B]、电瓶电压变换电路[G]信号输出端与ADC0809A/D转换器(U3)输入端连接，8个相同结构的汽车工况状态信号输出电路[E]输出端信号线与74HC244信号采集芯片(U7)输入端连接；发动机转速脉冲输出电路、汽车里程脉冲输出电路与87C51单片机(U1)的输入端连接；MD-VFD显示驱动模块(V1)输入端与数据总线连接，其输出端与显示屏输入端连接；74S377数据锁存器(U8)输入端与数据总线连接，其输出端与汽车部分工况状态LED显示电路[F]输入端连接；DS12887实时时钟发生器(U6)输出端与数据总线连接；汽车声音报警电路输入端与87C51单片机(U1)信号输出端连接；电瓶给仪表供电稳压电路输出+5V电压输出端Vcc分别与87C51单板机(U1)31端连接、与ADC0809A/D转换器(U3)的12端连接、与GAL16V8可编程门阵列(U4)的20端连接、与AT29C010A存储器(U5)的32端连接，与DS12887实时时钟发生器(U6)的24端连接、与MD-VFD显示驱动模块(V1)的16端连接。
2.如权利要求1所述的汽车仪表盘，其特征在于显示屏有真空荧光显示和LED显示两部分；真空荧光显示信号输入端与MD-VFD显示驱动模块(V1)输出端连接，LED显示信号输入端与汽车部分工况状态LED显示电路[F]输出端连接。
3.如权利要求1或2所述的汽车仪表盘，其特征在于真空荧光显示包括用真空荧光滚动带和数字显示车速、数字显示里程和实时时钟、真空荧光滚动光带显示发动机转速、水温和燃油油位，LED显示电瓶充电、驻车制动系、行车制动系故障、远光信号灯、ABS防抱死、发动机电器故障、燃油油位和左右转向状态。
专利摘要本实用新型属于一种汽车真空荧光显示仪表盘。它包括外壳;装于上述外壳里的电路板;装在电路板上的显示屏;它在主要功能显示方面采用了真空荧光显示,以单板机为核心对汽车各工况状态进行智能管理。
文档编号B60K37/00GK2280018SQ97201150
公开日1998年4月29日 申请日期1997年2月3日 优先权日1997年2月3日
发明者杨帆 申请人:杨帆