隨著高性能電子顯示技術的發展，汽車儀表電子化的程度越來越高。國內外已開發出了多功能全電子顯示儀表、平視顯示儀表、汽車導航系統、行車記錄儀等高技術產品。未來，車用電子化嵌入式儀表具有以下優點：提供大量復雜的信息，使汽車的電子控制程度越來越高；滿足小型、輕量化的要求，使有限的駕駛空間更人性化；高精度和高可靠性實現汽車儀表的電子化，降低了故障的發生率；設有在線故障診斷系統，一旦汽車發生故障，可以找到故障來源，方便維修；外形設計自由度高，汽車儀表盤造型美觀。基于以上優點，汽車會越來越多地采用各種用途的電子化儀表。造型新穎、功能強大的嵌入式電子化儀表將是今后車用儀表的發展趨勢和潮流。

　　1 智能車載儀表系統結構

　　本智能車載儀表擁有大多數傳統車載儀表所擁有的功能，駕駛員可以通過車載儀表的顯示界面獲取當前汽車的狀態信息，例如車速、油壓、油溫、水溫、機油壓力或者電瓶電量。

　　傳統車輛儀表直接與車輛的傳感器相連，儀表系統經由傳感器的模擬量得到汽車當前狀態，精確性不高。本文設計的智能車載儀表并不是簡單地與傳感器相連，而是通過CAN控制器將整車連接成一個網絡結構。車輛部件配以CAN控制器，通過雙絞線將車輛部件連接起來形成一個網絡體系，實現部件的電子化。同時，車載儀表和汽車部件的電子化也提高了汽車的精準度和可靠性，降低故障發生率。

　　車載智能儀表主要分為基于S3C2440處理器的硬件系統和WinCE環境下的軟件系統兩大部分。硬件系統為整個控制系統提供基礎，負責CAN總線通信。軟件系統提供CAN總線的硬件驅動以及在WinCE下的儀表上位應用程序。

　　2 硬件設計

　　硬件系統以S3C2440為核心，RAM內存、NOR Flash和NAND Flash作為存儲介質，擴展部分外圍設備以負責系統信息的輸入與輸出，如CAN總線通信單元、LCD顯示、觸摸屏、通用串行口、USB設備、以太網接口等。系統硬件結構如圖1所示。

　　圖1 系統硬件結構框圖

　　在眾多接口中，CAN總線通信單元是在整車通信過程中的關鍵部分。在汽車的各個重要部件中，配置相應的CAN控制單元，由雙絞線將各個CAN總線控制單元連接起來。汽車的各個部件將該部件的當前狀態信息由CAN控制單元發送出去，經雙絞線發送到智能車載儀表的CAN單元當中，經過系統的CAN接口將數據發送到系統中。車載儀表系統得到數據后，經過數據處理得到汽車部件的當前狀態信息。

　　CAN總線接口電路如圖2所示。采用Microchip公司的CAN總線控制器 MCP2515.MCP2515完全支持CAN 2.0A/B技術規范，速度達到1 Mbps;SPI的接口標準使得它與S3C2440的連接更加簡單；能發送和接收標準和擴展數據幀以及遠程幀；自帶2個驗收屏蔽寄存器和6個驗收濾波寄存器，可以過濾掉不想要的報文，減少了微處理器的開銷。CAN總線收發器采用TJA1050，該器件提供了CAN控制器與物理總線之間的接口以及對CAN總線的差動發送和接收功能。

　　圖2 CAN總線接口電路

　　為了增強CAN總線節點的抗干擾能力，提高系統的穩定性，在CAN控制器與CAN收發器之間加入了光耦隔離器6N137，而不是使TXCAN和RXCAN端直接與收發器相連，這樣就實現了總線上各CAN節點之間的電氣隔離。同時，這也解決了MCP2515與 TJA1050之間電平兼容的問題，還可以抑制CAN 網絡中的尖峰脈沖及噪聲干擾。光耦部分電路所采用的兩個電源必須完全隔離，否則也就失去了意義。電源的隔離可以采用小功率的電源隔離模塊或者多帶5 V隔離輸出的開關電源模塊實現。這些部分雖然增加了接口電路的復雜性，但是卻提高了節點的穩定性和安全性。

　　在CAN接口處，CAN通信線上的2個60 Ω電阻（總計120 Ω），起到增大負載、減少回波反射作用，是一種阻抗匹配的補救措施。2個60 Ω的中間部分與地端之間連接一個電容以抗干擾。