专利名称：车用仪表的制作方法
技术领域：
一种电子指针式车速里程、发动机转速车用仪表，其属于汽车电子技术领域。
传统的机械式车速里程表，由于依靠软轴传动，因此造成仪表指示不稳定，精度低，可靠性差等缺点。而现有的电子式车速里程表依靠专用电路将传感器脉冲信号转换成电压信号来驱动表轴旋转，因此不可避免产生低速状态不稳定，功能少等缺点。
本实用新型的目的在于研制一种多功能、高可靠性的车用仪表，将被测信号直接输入到单片机中去，经单片微型计算机对信号进行处理后，输出脉宽调制信号，经放大、驱动电路来驱动表头上的指针旋转。这种仪表指针偏转角度可在0～360°范围内任选，消除了指针的低速抖动现象，十分适合于车速里程表和发动机转速表的各自独立式仪表，或两者组装在一起的组合式仪表。
本实用新型的技术解决方案是一种车用仪表，它主要由指针、表盘、导光板、表头、表壳、照明灯、线路板和引线组成，外接传感器的输入信号经线路板放大后由表头驱动指针指示量值。本实用新型的特殊之处在于上述的表头主要由壳体、上骨架、下骨架、磁缸、转轴、线圈和磁盘组成，二组线圈以十字交叉绕在转轴轴线方向的骨架上。上述线路板主要把传感器的信号经滤波整形电路输入到由信号转换电路和计数分频电路组成的单片机，再由单片机经驱动电路把输出信号送至线圈绕组和计数器，各电路之间进行电气连接组成车速里程表和发动机转速表组合控制电路。
上述的线路板中的单片机还与驱动电路、报警器和外部看门狗电路进行电气连接。
上述的单片机的型号为Z86E04，输出的二个驱动器合用一块型号为LM324的集成块，外部看门狗电路中采用LM358集成块。
只采用车速传感器、滤波整形电路、单片机的信号转换电路和计数分频电路、驱动电路、线圈绕组和计数器进行电气连接组成车速里程表的控制电路。
只采用发动机转速传感器、滤波整形电路、单片机的信号转换电路、驱动电路和线圈绕组进行电气连接组成发动机转速表的控制电路。
上述技术解决方案的指导思想是在表头内二组线圈以十字交叉绕在转轴轴线方向的骨架上，以利于表头的指针能在360度范围内旋转。控制电路的基本原理是由车速传感器和发动机转速传感器所提供的二路初始信号，经过三极管放大，滤波整形输入到单片机Z86E04的输入口，由单片机进行数据处理后，在P24、P25、P26、P27输出口输出四路脉宽调制信号，经过四运放积分放大电路输出四路模拟电压，来驱动分别由二组线圈组成的车速、转速表头。外部看门狗电路的作用是在单片机正常工作时，由P00口输出一路方波信号，一旦系统受到外部强干扰时，单片机不能正常工作，P00口就不能输出方波信号，这时该电路就发生振荡，提供给单片机的电源VDD产生一个复位跳变，单片机就可重新工作。采用计数器驱动电路是为了由车速信号产生的脉冲由单片机进行计数分频，计数到一定数值后，由口P23输出一个脉冲，经过场效应管来驱动计数器走一位字。上述控制电路，单片机Z86E04可同时用于车速里程表头和发动机转速表头，也可以只用于车速里程表头或发动机转速表头。
本实用新型的效果在于这种车用仪表由于表头内装有十字交叉绕制的二组线圈，控制电路主要由信号输入电路、单片机、信号输出电路、计数器、报警电路和外部看门狗电路组成，使得该车用仪表表头的指针可在360度范围内旋转，指示精度高，并且不随使用年限而变化，抗振动、耐较宽温度变化、防污物影响、抗电压冲击和电磁干扰，特别适应复杂车况和恶劣道路条件下使用。车速里程表、发动机转速表既可独立使用，也可以组合使用，可广泛满足各种车辆的要求。
附图1是一种车用仪表的表头正视图。
附图2是一种车用仪表的表头俯视图。
附图3是一种车用仪表的电路框图。
附图4是一种车用仪表的控制电路图。
附图5是一种车速里程表和发动机转速表组合式结构图。
附图6是一种车速里程表和发动机转速表组合式外形图。
附图7是一种车速里程表结构图。
附图8是一种车速里程表外形图。
附图9是一种发动机转速表结构图。
附图10是一种发动机转速表外形图。
下面是本实用新型的实施例，通过对该实施例的描述和附图，给出本实用新型的细节。
图1是一种车用仪表的表头正视图。图2是一种车用仪表的表头俯视图。在图1、2中，先把穿过转轴(6)的磁缸(5)置于十字交叉线圈骨架的上骨架(2)和下骨架(3)合在一起时形成的内腔(4)中，然后把磁盘(8)(9)(10)(11)分别贴在骨架中间结合部的外侧四周，在转轴(6)的轴线方向上把线圈(7a)和线圈(7b)以十字交叉绕在骨架上，最后把绕有线圈(7a)(7b)的骨架放在壳体(1)内，用四个螺钉(12)把骨架总成和壳体(1)紧固在线路板(19)上。
图3是一种车用仪表的电路框图。图4是一种车用仪表的控制电路图。在图3、4中，车速传感器(21)经插口与滤波整形电路(22)连接，由三极管N5，电阻R11～R14和电容C4组成的滤波整形电路(22)与单片机(23)口P32连接。发动机转速传感器(28)经插口与滤波整形电路(29)连接，由三极管N6，电阻R15～R18，电容C5和电解电容E6组成的滤波整形电路(29)与单片机(23)口P31连接。驱动电路(24)由三极管N1、N2，放大器U1:A、U1:B，电阻R1、1R2、R5、R6、R34、R35，电解电容E1、E2组成，与单片机(23)口P24、P25连接来驱动线圈绕组(25)，即L1、L2线圈。同理，驱动电路(30)由三极管N3、N4，放大器U1:C、U1:D，电阻R3、R4、R7、R8、R36、R37，电解电容E3、E4组成，与单片机(23)口P26、P27连接来驱动线圈绕组(31)，即L3、L4线圈。单片机(23)的型号为Z86E04。驱动电路(24)(30)合用一块型号为LM324的集成块。L1、L2线圈是装在车速里程表的表头内，L3、L4线圈是装在发动机转速表的表头内。信号转换电路(23a)(23c)和计数分频电路(23b)为单片机(23)内部所包含。外部看门狗电路(34)是由三极管N7、N8，放大器U3:A、U3:B，电阻R23～R31，电容C6、C7，稳压块V1组成，与单片机(23)口P00连接。放大器U3:A、U3:B采用LM358集成块。由电阻R19和R20、场效应管M1、二极管D1和线圈L5组成的驱动电路(26)通过插口与计数器(27)连接组成的计数电路，与单片机(23)口P23连接。由电阻R21和R22、场效应管M2组成的驱动电路(32)和蜂鸣器S1组成报警电路，与单片机口P02连接。晶振C1、电容C2和C3组成单片机(23)外部时钟电路。由二极管D2、电阻R32、压敏电阻R3、电容C8、电解电容E5、稳压块V2组成的电源经接口Vcc与整形控制电路连接。
图5、6是一种车速里程表和发动机转速表组合式结构图和外形图。图7、8是一种车速里程表的结构图和外形图。图9、10是一种发动机转速表的结构图和外形图。在图5、6、7、8、9、10中，表头(16)和照明灯(18)都装在线路板(19)上，表头(16)的转轴穿过导光板(15)和透光的表盘(14)后装上导光指针(13a)(13b)，指针(13a)是车速里程表的指针，指针(13b)是发动机转速表的指针，上述部件都放在表壳(17)内，线路板(19)通过引线(20)与各传感器相接。
权利要求1.一种车用仪表，它主要由指针(13)、表盘(14)、导光板(15)、表头(16)、表壳(17)、照明灯(18)、线路板(19)和引线(20)组成，外接传感器的输入信号经线路板(19)放大后由表头(16)驱动指针指示量值，本实用新型的特征在于，上述的表头(16)主要由壳体(1)、上骨架(2)、下骨架(3)、磁缸(5)、转轴(6)、线圈(7a)(7b)和磁盘(8)(9)(10)(11)组成，线圈(7a)与线圈(7b)以十字交叉绕在转轴(6)轴线方向的骨架上，上述线路板(19)主要把传感器(21)(28)的信号经滤波整形电路(22)(29)输入到由信号转换电路(23a)(23c)和计数分频电路(23b)组成的单片机(23)，再由单片机(23)经驱动电路(24)(26)(30)把输出信号送至线圈绕组(25)〔31〕和计数器(27)，各电路之间进行电气连接组成车速里程表和发动机转速表组合控制电路。
2.据权利要求1所述的车用仪表，其特征在于，上述的线路板(19)中的单片机(23)还与驱动电路(32)、报警器(33)和外部看门狗电路(34)进行电气连接。
3.据权利要求2所述的车用仪表，其特征在于，上述的单片机(23)的型号为Z86E04，驱动电路(24)(30)合用一块型号为LM324的集成块，外部看门狗电路中采用LM358集成快。
4.据权利要求3所述的车用仪表，其特征在于，只采用车速传感器(21)、滤波整形电路(22)、单片机(23)的信号转换电路(23a)和计数分频电路(23b)、驱动电路(24)(26)、线圈绕组(25)和计数器(27)进行电气连接组成车速里程表的控制电路。
5.据权利要求3所述的车用仪表，其特征在于，只采用发动机转速传感器(28)、滤波整形电路(29)、单片机(23)的信号转换电路(23c)、驱动电路(30)和线圈绕组(31)进行电气连接组成发动机转速表的控制电路。
专利摘要一种电子指针式车速里程、发动机转速车用仪表,其属于汽车电子技术领域。该车用仪表由于表头内装有十字交叉绕制的二组线圈,控制电路主要由信号输入电路、单片机、信号输出电路、报警电路、计数器和外部看门狗电路组成,使得这种仪表表头的指针能在360度范围内示值,指示精度高,并且不随使用年限而变化,抗振动、耐温防污、抗电压冲击和电磁干扰,车速里程表、发动机转速表既可独立使用,也可组合使用,特别适应复杂车况和恶劣道路条件下使用的各种车辆。
文档编号B60K37/02GK2436353SQ0024805
公开日2001年6月27日 申请日期2000年8月27日 优先权日2000年8月27日
发明者牛志明 申请人:大连理工大学