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第六章 汽车仪表、显示装置2


第三节

数字仪表

概述
数字仪表一般由传感器、 数字仪表一般由传感器、控制单元 (ECU)和显示装置组成 和显示装置组成 传感器 控制器 (ECU) 或集成电路 显示装置

一、 显示器件
目前在汽车上最常用的电子显 示器件可分为两大类: 示器件可分为两大类: 发光型 非发光型

真空荧光管 VFD

发光型 显示器件
等离子显示器件 PDP

发光二极管 LED

电致发光显示器件 阴极射线管 ELD CRT

非发光型 显示器件

液晶显示器件 LCD

电致变色显示器件 ECD

如上所述都可以作为 汽车电子显示器件使用。 汽车电子显示器件使用。 应用广泛的是发光二 极管和液晶两种。 极管和液晶两种。 既可做成数字式的, 也可做成图形或指针式的。 也可做成图形或指针式的 。

1、发光二极管 、 (LED) )
发光二极管是一种 把电 把电 能转 换 成光 能 的 固态 固态 发光 器 件 , 实 际 上也是一种晶体管,它 上也是一种晶体管 它 是应 是应 用最 广 泛的 低 压 显示 显示 器件 。 其结 构 如 构如 左图所示。 左图所示。

1、发光二极管(LED) 、发光二极管( )
发光二极管一般都是用半导体 材料, 当在正、 材料 , 当在正 、 负极引线间加上适 当正向电压后, 二极管导通, 当正向电压后 , 二极管导通 , 半导 体晶片便发光, 体晶片便发光 , 通过透明或半透明 的塑料外壳显示出来。 的塑料外壳显示出来。

1、发光二极管(LED) 、发光二极管( )
发光的强度与通过管芯的电流 成正比。 外壳起透镜作用, 成正比 。 外壳起透镜作用 , 可利用 它来改变发光型式和发光颜色以适 应不同的用途。 应不同的用途 。 当反向电压加到二 极管上, 二极管截止, 极管上 , 二极管截止 , 管芯无电流 通过,不再发光。 通过,不再发光。

1、发光二极管(LED) 、发光二极管( )
发光二极管可通过透明的塑料 壳发出红、 壳发出红、绿、黄、橙等不同颜色 的光,以便需要时使用。 的光,以便需要时使用。 汽车电子仪表中常用发光二极 管作为汽车仪表板上的指示灯, 管作为汽车仪表板上的指示灯,数 字符号段或不太复杂的图符显示。 字符号段或不太复杂的图符显示

发光二极管组成 的光条显示器

发光二极管组成 的数码显示板

发光二 极管组 成的点 阵显示 板

发光二极管的优点
发光二极管响应速度较快、 发光二极管响应速度较快、工 作稳定、可靠性高、体积小、 作稳定、可靠性高、体积小、重量 耐振动、 轻、耐振动、寿命长

2、液晶显示器件(LCD) 、液晶显示器件( )
在两层做有镶嵌电极或交叉电 极的玻璃板之间夹一层液晶材料, 极的玻璃板之间夹一层液晶材料 , 当板上各点加有不同电场时, 当板上各点加有不同电场时 , 各相 应点上的液晶材料即随外加电场的 大小而改变晶体特殊分子结构, 大小而改变晶体特殊分子结构 , 从 而改变这些特殊分子光学特性。 而改变这些特殊分子光学特性 。 利 用这一原理制成的显示器件叫液晶 显示器件。 显示器件。

液晶显示
由于液晶显示器件为非发光型 显示器件, 显示器件,所以只有在光亮的环境 中才能观察液晶显示器的内容, 中才能观察液晶显示器的内容,由 于在较暗的环境中难于观察液晶显 示器的内容, 示器的内容,因此在汽车上所用的 液晶显示器通常采用白炽灯作为背 景照明光源。 景照明光源。

液晶显示的优点
液晶显示的优点很多, 液晶显示的优点很多,如:工 作电压低( 左右),功耗非常小 左右),功耗非常小; 作电压低(3V左右),功耗非常小; 显示面积大、示值清晰, 显示面积大、示值清晰,通过滤光 镜可显示不同颜色; 镜可显示不同颜色;电极图形设计 灵活, 灵活,设计成任意显示图形的工艺 都很简单。 都很简单。因此在汽车上得到广泛 应用。 应用。

液晶显示的缺点
缺点是液晶为非发光型物质, 缺点是液晶为非发光型物质, 白天靠日光显示, 白天靠日光显示,夜间必须使用照 明光源。低温条件下灵敏度较低, 明光源。低温条件下灵敏度较低, 有时甚至不能正常工作。 有时甚至不能正常工作。

3、真空荧光管(VFD)
真空荧光管实际 上是一种低压真空管, 上是一种低压真空管, 它是最常用的数字显 示器,如下图所示, 示器,如下图所示,

4、阴极射线管(CRT)
阴极射线管也称显象管或 显象 电子束管, 电子束管 , 它是一种特殊的真 空管。 空管 。 阴极射线管具有全彩色 显示、 图象显示的灵活性大、 显示 、 图象显示的灵活性大 、 分辨率和对比度高等特点。 分辨率和对比度高等特点 。 且 具有-50~ 具有 ~ 100℃ 的工作温度范 ℃ 有微秒级以下的响应速度, 围 , 有微秒级以下的响应速度 , 所以它是目前显示图象质量最 高的一种显示器件。 高的一种显示器件。

阴极射线管
阴极射线管作为汽车电子仪表 显示器件, 体积太大。 显示器件 , 体积太大 。 尽管扁平型 的阴极射线管已经实用化, 的阴极射线管已经实用化 , 但仍嫌 太长、 太重, 不便安装。另外, 太长 、 太重 , 不便安装 。 另外 , 阴 极射线管还要采用10kv以上的高压, 以上的高压, 极射线管还要采用 以上的高压 不仅安全性差, 不仅安全性差 , 而且对其它电子电 器有很大的无线电干扰。 器有很大的无线电干扰。

二、显示方法
发光二极管、 发光二极管、液晶显示器件与 真空荧光显示器等均可以用以下数 种显示方法提供给驾驶员。 种显示方法提供给驾驶员。

1、字符段显示法 、
字符段显示法通常是真空荧光 管、发光二极管或液晶显示器采用 的方法。它是一种利用七段、 的方法。它是一种利用七段、十四 段或十六小线段进行数字或字符显 示的方法。 示的方法。

用七段小线段可以组成数字 0~9

用七段小线段显示 的数字0~9

用十四段小线段可以组成数 字0~9,与字母o~z

2、点阵显示法
点阵是一组成行和成列排列的 元件, 行 列 列等。 元件,有7行5列、9行7列等。点阵 行 列等 元素可为独立发光的二极管或液晶 显示, 显示,或是真空荧光管显示的独立 荧屏。 荧屏。

2、点阵显示法
电子电路供电照明各点阵元素, 电子电路供电照明各点阵元素, 数字0~ 和字母 和字母A~ 可由各种元素 数字 ~9和字母 ~Z可由各种元素 组合而成, 如图8-14所示为发光二 组合而成 , 如图 所示为发光二 极管组成的5×7点阵显示板。 极管组成的 × 点阵显示板。 点阵显示板

发光二极管 组成的5×7 点阵显示板

如图8-15所示为5×7 矩阵代 表的一些数字与字母。

3、特殊符号显示法 、
真空荧光管与液晶显示器还可 取代数字与字母, 显示特殊符号。 取代数字与字母 , 显示特殊符号 。 如图8-16所示为电子仪表显示板显 如图 所示为电子仪表显示板显 示的ISO (国际标准化组织 符号。 示的 国际标准化组织)符号。 国际标准化组织 符号

电子仪表显示板显示油量和 水温的特殊符号。

显 示 所 示 。 , 如 图 法 方 的

4、图形显示法 用 杆 图 进 行 油 量 等

第四节 数字仪表举例
1、分装式 、 燃油表 电子燃油表可以随时测量并显 示汽车油箱内的燃油情况, 示汽车油箱内的燃油情况,一般采 用柱状或其它图形方式来提醒驾驶 员油箱内可用的剩余燃油量。 员油箱内可用的剩余燃油量。如下 图所示 。

燃 油 表

燃 油 表

图8-27 -

图8-28所示为微机控制的燃 油表系统构成。

2、单片机控制的仪表 、 组合式数字仪表
图8-29所示为单片机控制的汽车 所示为单片机控制的汽车 智能组合仪表基本组成, 智能组合仪表基本组成 , 它由汽车 工况采集、单片机控制及信号处理、 工况采集 、 单片机控制及信号处理 、 显示器等系统组成。 显示器等系统组成。

图8-29

3、综合信息系统
把各种仪表、 把各种仪表、报警装置以及 舒适性控制器组合到一起而形成综 合信息系统。 合信息系统。 这种信息系统可以是简单的组 如单纯计算燃油经济性、 合,如单纯计算燃油经济性、存油 能行驶的距离和剩余油量的计算器。 能行驶的距离和剩余油量的计算器。 也可以是对各种信息进行分析计算、 也可以是对各种信息进行分析计算、 加工处理, 加工处理,具有更多功能的一体式 信息系统。 信息系统。

燃油数据中心
所示为燃油数据中心, 图8-30所示为燃油数据中心, 所示为燃油数据中心 它可给驾驶员提供油箱内燃油剩余 量的信息。 量的信息。

燃油数据中心

综合信息系统
图8-31所示为综合信息系统能 所示为综合信息系统能 够监控的汽车多种信息。 够监控的汽车多种信息。


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