摘要:本文介绍采用TFT显示技术的组合仪表硬件原理和软件设计方案;阐述TFT显示技术的优势供了保障:
TFT-LCD(Thin-film transistor liquid crystal display,薄膜晶体管液晶显示器,简称TFT)显示器的液晶为每个像素都设有一个半导体开关,每个像素都可以通过点脉冲直接控制,因而每个节点都相对独立,并可以连续控制。不仅提高了显示屏的反应速度,同时可以精确控制显示色阶,所以TFT液晶的色彩更真,另外它所具有的低压应用、低驱动电压、低功耗、固体化使用安全性和可靠性提高等特点,使之在众多的平板显示器激烈竞争中,成为新一代的主流显示器,同时使TFT显示技术应用到汽车仪表领域成为可能。TFT组合仪表充分展示了TFT显示技术的优势,将报警信息以彩色图像文字显示出来,显示效果更加炫丽;将里程、油耗和档位等信息以全数字和符号的方式显示出来;同时实现了速度、转速、水温和燃油指针指示以及报警信息LED指示。该仪表能够将丰富的图像显示在TFT显示屏上,驾驶员能够较为迅速地了解车况,为安全驾驶提供了保障。
1.组合仪表总体设计方案
1.1技术指标
1)温度指标工作温度:-30~75 ℃;显示可见温度:-20~65℃; LED点亮温度:-30~75℃;低温存储:-40℃存储48 h ;高温存储:85℃存储48 h , 90℃下存储1h。
2)电气指标正常工作电压9~16 V;静态电流<3 mA。
1.2功能概要
本组合仪表主要的信号来源是通过两路CAN数据传输入组合仪表的,仪表和整车的可靠性得到了提高,同时减少了成本投入。
本组合仪表实现速度、转速、水温和燃油指针指示;倒车雷达、胎压报警和车门未关报警彩色图像显示;ESC (Engine Spark Control,电子稳定性控制系统)、预热指示、巡航指示、整车保养、燃油低报警、水温高报警、机油压力低、OBD (On-Board Diagnostics,车载诊断系统)故障、发动机诊断、EBD (Electronic Brake -force Distribution,电子控制制动力分配)、ABS (Anti-skid BrakingSystem,防抱死制动系统)、后雾灯、左右转向、真空报警、胎压异常报警、TPMS ( Tire PressureMonitoring System,胎压监测系统)系统故障、充电、空滤堵塞指示、安全带指示、驻车制动、前雾灯、远光等报警指示采用LED灯指示;可实现按键切换显示窗口、功能设置和调节背光功能;报警声音根据不同的报警信息采用不同的音频报警,如倒车雷达报警中,根据勘测到障碍物的距离采用2 Hz、4 Hz、8 Hz和长鸣等方式输出音频信号报警。
1.3显示效果
根据设计要求,将TFT显示屏设计在仪表中间;将速度、水温、转速和燃油指针盘分别放在它的两边;LED报警指示灯放在它的上边和指针仪表板的空隙处;立体刻度盘的设计突显了组合仪表立体效果。整体实物效果见图1。
另外根据功能的需要,使用按键可以切换不同的显示界面;在有倒车档信号时,显示自动切换到倒车雷达界面。正常显示界面见图2a,胎压报警界面见图2b,倒车雷达界面见图2c。
2 电路原理
1)组合仪表总体电气原理见图3。
2)器件选择:根据设计要求,本组合表采用飞思卡尔微处理器MPC5606S作为核心处理器件,它是高度集成的组合仪表专用器件::该芯片的主要特点是:容量大,具有1 MB片上闪存、160 kB图像SRAM (Static radom-access memory,静态随机存储器)和集成专用TFT DCU (Display Control Unit,显示控制单元),运行速度达到64 MHz.可通过片上SPI (Serial Peripheral Interface,串行外围接口)扩充存储空间,能够直接驱动TFT显示屏,提供充足的彩色图像数据存储空间;具有两路独立的CAN通道;可直接驱动步进电机;具有音频输出驱动能力;能够满足EMC (Electromagnetic Compatibility l电磁兼容性)的要求。
3) TFT显示屏选择。TFT显示屏选用3.5寸320×240 24位RGB (Red红,Green绿,Blue蓝)真彩显示屏,RGB像素按垂直条状排列,采用并行单路方式传输RGB数据,可选用行同步信号HSYNC( Horizontal sync)、场同步信号VSYNC ( Verticalsync)组合方式和控制信号仅使用单独的有效显示数据选通信号的显示控制方式,配置了TTL接口和背光灯插口,显示方式为常亮型(像素两端不加电压时光线通过),电源电压3.3 V。需要指出的是,如果选用RGB565或RGB666的TFT显示屏,每一种颜色的高位数据线必需与微处理器相连。
4)电路结构框图见图4。