汽车仪表综合设计

智能仪器与仪表综合设计班级：测控1041姓名：学号：撰写日期：2013年6月7日指导教师：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......................................................................................11.1课设要求................................................................................................................11.2课设内容分析.........................................................................................................1第二章LabVIEW简介........................................................................................................32.1虚拟仪器概念.........................................................................................................32.2虚拟仪器的构成.....................................................................................................32.3虚拟仪器的功能和特点........................................................................................4第三章MCGS简介与设计.....................................................................................................73.1MCGS简介...............................................................................................................73.2MCGS模拟设计.......................................................................................................83.3汽车仪表的说明..................................................................................................133.4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.........................................................................154.1虚拟仪器的软件系统..........................................................................................154.2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：..........................................................................................................................25附录I：MCGS图..............................................................................................................26附录II:LabVIEW设计图..................................................................................................27第一章课设要求与课设内容分析1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；刹车指第一章课设要求与课设内容分析2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3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（VirtualInstrument,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。第二章LabVIEW简介4图2-1虚拟仪器