一种通用的汽车仪表信号转换器设计

　　摘要：针对汽车改装应用，论述了一种通用的汽车仪表信号转换器的设计方法及实现，转换器通过串口与PC机通信，下载改装前后的汽车配置参数，并将参数配置存储在非易失性存储器中。转换器根据参数配置实现低通滤波阈值可编程的自适应脉冲采集，采集并计算改装后的发动机转速和车速脉冲，根据参数配置进行频率转换，计算并输出经过频率转换后、与原车仪表相匹配的转速脉冲和车速脉冲，使得原车仪表继续准确实时地显示发动机转速和车速信息。

　　引言

　　在汽车仪表盘中，发动机转速表和车速表是两个非常重要的量表，转速表采集发动机转速传感器脉冲，指示当前发动机转速，反映发动机的工作状况，车速表采集车速传感器脉冲，指示当前车速及其变化。目前车辆改装日渐普遍，发动机、变速箱及轮胎改装都会造成发动机转速表和车速表的指示错误，发动机改装前后的转速脉冲数不一致会造成转速表显示错误，导致发动机出现故障时无法及时发现。变速箱或轮胎改装前后的车速传感器脉冲数或轮胎直径不一致会造成车速表显示错误，由于无法正确反映当前车速，便很难达到经济时速，同时当存在超速现象时也无法及时发现。本文通过对汽车仪表转速表及车速表原理的分析，设计实现了一款通用的仪表信号转换器，实现改装前后的发动机转速和车速脉冲的频率转换，使得原车仪表继续准确实时地显示发动机转速和车速信息。

　　总体方案设计

　　为了实现信号转换器的通用性，首先需要根据原车配置和改装配置进行参数下载以实现适配，适配后信号转换器根据配置参数的变化实现发动机转速和车速信号的频率转换。

　　信号转换器实现脉冲采集、脉冲输出、参数下载、参数存储、参数故障提示等功能，下载参数时，通过自定义的协议和PC软件，以串口通信的方式下载改装前后的发动机转速传感器脉冲数、车速传感器脉冲数及轮胎直径，转换器将参数配置存储在非易失性存储器中。在具体应用时，转换器根据改装发动机转速传感器脉冲数调整转速脉冲采集电路的滤波频率，根据改装车速脉冲传感器脉冲数和轮胎直径调整车速脉冲采集电路的滤波频率，然后采集并计算发动机转速值和车速值，根据转速值和原车发动机转速传感器脉冲数计算并输出与原车仪表匹配的转速脉冲，根据车速值、原车车速传感器脉冲数和轮胎直径计算并输出与原车仪表匹配的车速脉冲。

　　硬件设计

　　系统结构

　　信号转换器包括脉冲输入接口、脉冲输出接口和参数配置接口，其硬件电路主要包括四个部分：可调整滤波频率的脉冲采集电路、脉冲输出电路、RS232串口通信电路、LED指示电路，RS232串口通信实现参数配置，LED指示转换器是否已经下载参数，转换器硬件结构如图1所示。