汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火性能測(cè)試儀設(shè)計(jì)

電路中設(shè)計(jì)了鍵盤(pán)輸入人機(jī)接口S1和S2。S1為輸入功能鍵，S2為系統(tǒng)啟動(dòng)鍵。S1有兩個(gè)功能：汽車(chē)汽缸數(shù)選擇功能和汽缸數(shù)復(fù)位功能。按鍵S1與 89C52的P1.2相連，每按一次，缸數(shù)加1。選定缸數(shù)后，按下與P1.3相連的測(cè)試按鍵S2即開(kāi)始測(cè)試，為減少按鍵設(shè)計(jì)，任何狀態(tài)下，只要長(zhǎng)按S1鍵就可立刻回到初始狀態(tài)，缸數(shù)選擇步驟重新選擇缸數(shù)。

　　顯示模塊設(shè)計(jì)

　　在實(shí)際測(cè)量中，由于角度值以度為單位，不會(huì)超過(guò)百位，且精確到十分位，因此用4個(gè)數(shù)碼管LED即可顯示一路汽缸的點(diǎn)火閉合角，級(jí)聯(lián)后可顯示多路多缸的點(diǎn)火閉合角。本系統(tǒng)采用串行工作方式，使用4路LED數(shù)碼管進(jìn)行顯示。

　　89C52 的數(shù)據(jù)串行輸入到顯示模塊。移位時(shí)鐘脈沖CLOCK和清零信號(hào)CLEAR均由軟件控制。顯示模塊中采用了TTL單向8位移位寄存器，可實(shí)現(xiàn)串行輸入并行輸出，直接驅(qū)動(dòng)共陰極八段LED數(shù)碼管。此外，使用89C52的3個(gè)I／O引腳連接發(fā)光二極管L4～L6進(jìn)行工作時(shí)的狀態(tài)顯示。當(dāng)L4點(diǎn)亮?xí)r，表示當(dāng)前正在顯示的是閉合角角度，當(dāng)L5點(diǎn)亮?xí)r，表示當(dāng)前正在顯示的是分火角角度。當(dāng)測(cè)試的汽缸數(shù)大于4缸時(shí)，L6將點(diǎn)亮作為提示，如圖4所示。

初始化時(shí)，按S1、LED數(shù)碼管顯示需要測(cè)試的氣缸數(shù)。按S2后進(jìn)入工作狀態(tài)，以4缸發(fā)動(dòng)機(jī)為例，在每一輪的顯示中，4路LED顯示模塊先同時(shí)顯示4缸閉合角的角度，同時(shí)L4點(diǎn)亮，持續(xù)3秒鐘后換成L5點(diǎn)亮，LED板顯示分火角的角度。為提高七段數(shù)碼管的利用率，本設(shè)計(jì)針對(duì)缸數(shù)較多的發(fā)動(dòng)機(jī)，采用了角度值翻頁(yè)顯示的方法。例如8缸發(fā)動(dòng)機(jī)仍可以只采用4路LED顯示模塊，第一輪顯示的只是前4缸的角度值，第二輪才顯示后4缸的角度值，當(dāng)顯示的是后4缸角度時(shí)，L6會(huì)點(diǎn)亮作為提示。

　　軟件設(shè)計(jì)

　　點(diǎn)火信號(hào)經(jīng)過(guò)一定的預(yù)處理后傳送給89C52單片機(jī)，完成測(cè)量、計(jì)算和相應(yīng)顯示。主程序的軟件流程圖如圖5所示。軟件設(shè)計(jì)主要包括缸數(shù)選擇、計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)測(cè)量、中斷服務(wù)、角度計(jì)算和顯示等模塊。

　缸數(shù)選擇模塊程序設(shè)計(jì)

　　測(cè)試儀的面板上設(shè)有缸數(shù)選擇按鍵S1，每按一次，缸數(shù)加1。選定缸數(shù)后，按下按鍵S2即開(kāi)始測(cè)試。此外，程序中設(shè)有多處對(duì)按鍵S2的查詢，如果在測(cè)試儀工作過(guò)程中要重新選擇缸數(shù)，可以隨時(shí)按下S2不松開(kāi)，時(shí)間稍長(zhǎng)就一定會(huì)被查詢到，程序會(huì)重新進(jìn)入缸數(shù)選擇階段。

　　計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)與中斷服務(wù)程序設(shè)計(jì)

　　當(dāng)轉(zhuǎn)速超出測(cè)試儀標(biāo)定的范圍時(shí)，將產(chǎn)生計(jì)數(shù)器0或1溢出中斷，此時(shí)LED顯示E，意為ERROR，只需實(shí)時(shí)調(diào)整轉(zhuǎn)速就可以重新進(jìn)入計(jì)數(shù)程序，開(kāi)始測(cè)量。

　　角度顯示程序設(shè)計(jì)

　　在計(jì)算出閉合角或分火角的角度值后，通過(guò)譯碼程序?qū)⒍M(jìn)制形式的角度值轉(zhuǎn)換成BCD碼暫存在累加器中，累加器將角度數(shù)據(jù)串行傳輸至74LS164，然后送到八段數(shù)碼管以顯示當(dāng)前BCD編碼的十進(jìn)制角度值。

　　結(jié)語(yǔ)

　　本文在SUPERIMAGE-3000開(kāi)發(fā)環(huán)境下完成基于89C52的汽車(chē)點(diǎn)火性能測(cè)試儀的硬件和軟件開(kāi)發(fā)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和裝車(chē)測(cè)試結(jié)果均穩(wěn)定可靠、精度達(dá)標(biāo)，可有效地作為分析發(fā)動(dòng)機(jī)分電器和點(diǎn)火器質(zhì)量的指標(biāo)，對(duì)于調(diào)整高效的點(diǎn)火正時(shí)和點(diǎn)火提前角具有重要意義。