μC/OS-II平臺電動(dòng)汽車(chē)儀表盤(pán)的設計與實(shí)現

　　摘要：筆者為某電動(dòng)汽車(chē)設計了一款儀表盤(pán)，實(shí)現了CAN通訊、步進(jìn)電機控制、LCD顯示、LED控制等功能，分析了儀表盤(pán)的系統結構、硬件設計和軟件設計。在軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程中，摒棄了傳統的裸寫(xiě)方式，采用實(shí)時(shí)操作系統μC/OS-II進(jìn)行系統應用程序的設計，分析了μC/OS-II的移植和配置過(guò)程，以及基于消息隊列的任務(wù)間通信管理。

　　引言

　　隨著(zhù)人們對汽車(chē)功能的需求日益增長(cháng)，汽車(chē)電子得到了日益廣泛的應用，應用的復雜性使得基于嵌入式技術(shù)的汽車(chē)電子產(chǎn)品的設計核心日益轉向軟件設計。從軟件設計的開(kāi)發(fā)過(guò)程來(lái)看，包括不帶操作系統的裸機程序和采用操作系統的多任務(wù)應用程序兩種不同的實(shí)現方式。由于裸機程序難以保證汽車(chē)電子產(chǎn)品的實(shí)時(shí)性要求，而且在遵守汽車(chē)行業(yè)的特定標準規范上有很大的實(shí)現難度，而采用實(shí)時(shí)操作系統不僅可以滿(mǎn)足實(shí)時(shí)性的要求，還可以很容易地集成汽車(chē)行業(yè)標準規范解決方案。操作系統提供的多任務(wù)劃分及其調度機制，可以更好地反映應用的不同組成部分和應用實(shí)現的不同側面，使得程序邏輯更加清晰、模塊獨立性更強、維護更加方便，可靠性也更高，因此實(shí)時(shí)操作系統在汽車(chē)電子產(chǎn)品中得到了廣泛的應用。在筆者為某電動(dòng)汽車(chē)設計一款儀表盤(pán)的過(guò)程中，采用實(shí)時(shí)操作系統μC/OS-II進(jìn)行應用程序設計，改進(jìn)了系統實(shí)時(shí)性，提高了軟件質(zhì)量。本文系統介紹了儀表盤(pán)的結構及軟硬設計技術(shù)，以及μC/OS-II的應用經(jīng)驗。

　　儀表盤(pán)系統結構

　　儀表盤(pán)是一個(gè)多方位的信息顯示平臺，信息來(lái)源包括開(kāi)關(guān)量、模擬量和車(chē)速轉速脈沖信號，也有來(lái)自各個(gè)汽車(chē)電子零部件的相關(guān)信息通過(guò)CAN總線(xiàn)獲取，從而降低了直接采集的復雜度。信息的顯示是儀表盤(pán)功能的核心，顯示接口包括步進(jìn)電機及其指針、LED、LCD和蜂鳴器，其系統結構如圖1所示?！　?/p>

　　硬件設計

　　儀表盤(pán)的電路設計包括開(kāi)關(guān)去抖及分壓電路、脈沖整形濾波電路、CAN總線(xiàn)通訊電路、LED驅動(dòng)電路、模擬量AD采集電路、步進(jìn)電機控制電路等，下面以L(fǎng)ED驅動(dòng)電路為例介紹儀表盤(pán)的硬件設計。

　　LED驅動(dòng)

　　通過(guò)LED進(jìn)行信息的指示和警示是儀表盤(pán)信息顯示功能的重要實(shí)現手段，部分LED的控制通過(guò)外部驅動(dòng)和儀表盤(pán)內部電路自動(dòng)實(shí)現，不用經(jīng)過(guò)MCU程序的處理，如轉向指示，其電路如圖2所示。