在汽車儀表盤中，發(fā)動機轉速表和車速表是兩個非常重要的量表【1】，轉速表采集發(fā)動機轉速傳感器脈沖，指示當前發(fā)動機轉速，反映發(fā)動機的工作狀況，車速表采集車速傳感器脈沖，指示當前車速及其變化。目前車輛改裝日漸普遍，發(fā)動機、變速箱及輪胎改裝都會造成發(fā)動機轉速表和車速表的指示錯誤，發(fā)動機改裝前后的轉速脈沖數不一致會造成轉速表顯示錯誤，導致發(fā)動機出現故障時無法及時發(fā)現。變速箱或輪胎改裝前后的車速傳感器脈沖數或輪胎直徑不一致會造成車速表顯示錯誤，由于無法正確反映當前車速，便很難達到經濟時速，同時當存在超速現象時也無法及時發(fā)現【2】。本文通過對汽車儀表轉速表及車速表原理的分析，設計實現了一款通用的儀表信號轉換器，實現改裝前后的發(fā)動機轉速和車速脈沖的頻率轉換，使得原車儀表繼續(xù)準確實時地顯示發(fā)動機轉速和車速信息。
1 總體方案設計
為了實現信號轉換器的通用性，首先需要根據原車配置和改裝配置進行參數下載以實現適配，適配后信號轉換器根據配置參數的變化實現發(fā)動機轉速和車速信號的頻率轉換。
信號轉換器實現脈沖采集、脈沖輸出、參數下載、參數存儲、參數故障提示等功能，下載參數時，通過自定義的協(xié)議和PC軟件，以串口通信的方式下載改裝前后的發(fā)動機轉速傳感器脈沖數、車速傳感器脈沖數及輪胎直徑，轉換器將參數配置存儲在非易失性存儲器中。在具體應用時，轉換器根據改裝發(fā)動機轉速傳感器脈沖數調整轉速脈沖采集電路的濾波頻率，根據改裝車速脈沖傳感器脈沖數和輪胎直徑調整車速脈沖采集電路的濾波頻率，然后采集并計算發(fā)動機轉速值和車速值，根據轉速值和原車發(fā)動機轉速傳感器脈沖數計算并輸出與原車儀表匹配的轉速脈沖，根據車速值、原車車速傳感器脈沖數和輪胎直徑計算并輸出與原車儀表匹配的車速脈沖【3】。
2 硬件設計
2.1 系統(tǒng)結構
信號轉換器包括脈沖輸入接口、脈沖輸出接口和參數配置接口，其硬件電路主要包括四個部分：可調整濾波頻率的脈沖采集電路、脈沖輸出電路、RS232串口通信電路、LED指示電路，RS232串口通信實現參數配置，LED指示轉換器是否已經下載參數，轉換器硬件結構如圖1所示。
圖1 儀表信號轉換器硬件結構圖
2.2 脈沖采集
在脈沖采集電路的設計中，首先通過整形電路將轉速/車速傳感器信號轉換為TTL電平，然后經過RC低通濾波電路去除脈沖上的毛刺，引入MCU的輸入捕捉引腳。在低通濾波電路中采用固定電容和阻值可調的數字電位計，當傳感器脈沖數變化時，通過數字電位計調整低通截止頻率實現低通濾波閾值可編程的自適應的脈沖采集【4】，保證轉換器的通用性。其電路如圖2所示。
圖2 脈沖采集電路
