多功能發(fā)動機轉(zhuǎn)速模擬器設計

3 系統(tǒng)軟件設計
本系統(tǒng)的軟件流程如圖7所示。它包括頻率／轉(zhuǎn)速測量、串行A／D轉(zhuǎn)換值讀取、數(shù)值顯示及相關處理部分。

3．1 頻率／轉(zhuǎn)速測量軟件設計
當電路一上電，MAX813L產(chǎn)生復位信號，促使單片機復位，程序跳至起始地址0000h，首先對內(nèi)部寄存器和MAX7219初始化，如TO、T1、TMOD，接著對TO、T1、EXl開中斷。喂狗語句放在循環(huán)查詢處，給MAX813L喂狗的時間間隔應小于1．6 s，否則它將再次產(chǎn)生復位信號，擾亂程序的正常運行。接著檢測P1．3腳，若為低電平，則執(zhí)行串行A／D轉(zhuǎn)換值的讀取程序；若為高電平，則單片機在信號下降沿被觸發(fā)中斷，開通T1定時、TO計數(shù)。當T1定時1 s到，關閉TO、T1，讀取TO值后，再對TO、T1開中斷，重新計時計脈沖數(shù)。接著計算(T0值乘以2)、判斷(當不超過9999或等于O時，定為合法，并置FLAG標志)，然后送MAX7219，經(jīng)其譯碼后在LED上顯示，并有頻率指示燈亮，告知使用者顯示的是頻率值，以便根據(jù)所需調(diào)整旋扭W1(見圖2)，使發(fā)生器發(fā)出想要的頻率值信號，這就是測量信號頻率的原理；若數(shù)值不合法，LED將不顯示或顯示O，此時應調(diào)整W1直到合法。外來信號的頻率測量和顯示程序同前(需將扭轉(zhuǎn)開關旋到輸入檔)。若P2．7腳為低電平，則測量的是發(fā)動機的轉(zhuǎn)速，需將前面的頻率值代入轉(zhuǎn)速公式(2)：

n=(f?60)/k (2)
式中：n為柴油機轉(zhuǎn)速(r／min)，f為所測到的頻率值(Hz)，k為發(fā)動機測速齒輪的齒數(shù)。
可見單片機需要讀取齒數(shù)值，然后計算并判斷(n不大于9999)，并送LED顯示。需注意的是：上面所講的是先通過在1 s時間內(nèi)對轉(zhuǎn)速脈沖信號的個數(shù)進行累加計數(shù)，再代入公式(2)計算轉(zhuǎn)速。這種測量方法稱為測頻法。當發(fā)動機在低速下運轉(zhuǎn)時，則要使用測周期法：先測出脈沖平均周期，然后使用除法算出頻率值，代入轉(zhuǎn)速公式計算，顯示后跳至循環(huán)查詢處，然后使用除法算出頻率值，代入轉(zhuǎn)速公式計算，顯示后跳至循環(huán)查詢處，并繼續(xù)查詢定時中斷。
3．2 串行A／D轉(zhuǎn)換值的讀取軟件設計
由于MAXl44與單片機的接口十分簡單，只需3根I／O線即可，故本系統(tǒng)使用單片機的P1．O、P1．1、P1．2。該電路采用內(nèi)部時鐘模式，單片機通過編程產(chǎn)生串行時鐘，并按時序讀出數(shù)據(jù)，其A／D轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)(16位)可以存于MAXl44內(nèi)部的存儲單元R2、R3中，通過標志位CHID可以區(qū)分CHO和CHl通道，然后將高4位屏蔽即可得到實際的A／D轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)，利用ANL R3，OFH將高4位屏蔽。該程序結束后，R3內(nèi)為A／D轉(zhuǎn)換的12位數(shù)據(jù)的高4位，R2中為低8位，然后利用單片機內(nèi)設定的程序轉(zhuǎn)換(OFFFH對應為2．048V，即20．48 mA；0000H對應為OV，即O mA)，即可顯示電流值的大小。

結 語
本多功能發(fā)動機轉(zhuǎn)速模擬器使用器件少，成本低，調(diào)節(jié)方便，易于實現(xiàn)。通過調(diào)試發(fā)現(xiàn)，只要阻容元件的溫度系數(shù)低，則輸出頻率、電流是相當穩(wěn)定的，因此性價比高。該多功能轉(zhuǎn)速模擬器的使用情況表明，其可靠性好、輸出穩(wěn)定、攜帶方便。