汽車發(fā)動機(jī)點火性能測試儀設(shè)計

電路中設(shè)計了鍵盤輸入人機(jī)接口S1和S2。S1為輸入功能鍵，S2為系統(tǒng)啟動鍵。S1有兩個功能：汽車汽缸數(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相連的測試按鍵S2即開始測試，為減少按鍵設(shè)計，任何狀態(tài)下，只要長按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

　　在實際測量中，由于角度值以度為單位，不會超過百位，且精確到十分位，因此用4個數(shù)碼管LED即可顯示一路汽缸的點火閉合角，級聯(lián)后可顯示多路多缸的點火閉合角。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。移位時鐘脈沖CLOCK和清零信號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，可實現(xiàn)串行輸入并行輸出，直接驅(qū)動共陰極八段LED數(shù)碼管。此外，使用89C52的3個I／O引腳連接發(fā)光二極管L4～L6進(jìn)行工作時的狀態(tài)顯示。當(dāng)L4點亮?xí)r，表示當(dāng)前正在顯示的是閉合角角度，當(dāng)L5點亮?xí)r，表示當(dāng)前正在顯示的是分火角角度。當(dāng)測試的汽缸數(shù)大于4缸時，L6將點亮作為提示，如圖4所示。

初始化時，按S1、LED數(shù)碼管顯示需要測試的氣缸數(shù)。按S2后進(jìn)入工作狀態(tài)，以4缸發(fā)動機(jī)為例，在每一輪的顯示中，4路LED顯示模塊先同時顯示4缸閉合角的角度，同時L4點亮，持續(xù)3秒鐘后換成L5點亮，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)計針對缸數(shù)較多的發(fā)動機(jī)，采用了角度值翻頁顯示的方法。例如8缸發(fā)動機(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，L6會點亮作為提示。

　　軟件設(shè)計

　　點火信號經(jīng)過一定的預(yù)處理后傳送給89C52單片機(jī)，完成測量、計算和相應(yīng)顯示。主程序的軟件流程圖如圖5所示。軟件設(shè)計主要包括缸數(shù)選擇、計數(shù)器計數(shù)測量、中斷服務(wù)、角度計算和顯示等模塊。

　缸數(shù)選擇模塊程序設(shè)計

　　測試儀的面板上設(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即開始測試。此外，程序中設(shè)有多處對按鍵S2的查詢，如果在測試儀工作過程中要重新選擇缸數(shù)，可以隨時按下S2不松開，時間稍長就一定會被查詢到，程序會重新進(jìn)入缸數(shù)選擇階段。

　　計數(shù)器計數(shù)與中斷服務(wù)程序設(shè)計

　　當(dāng)轉(zhuǎn)速超出測試儀標(biāo)定的范圍時，將產(chǎn)生計數(shù)器0或1溢出中斷，此時LED顯示E，意為ERROR，只需實時調(diào)整轉(zhuǎn)速就可以重新進(jìn)入計數(shù)程序，開始測量。

　　角度顯示程序設(shè)計

　　在計算出閉合角或分火角的角度值后，通過譯碼程序?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

　　本文在SUPERIMAGE-3000開發(fā)環(huán)境下完成基于89C52的汽車點火性能測試儀的硬件和軟件開發(fā)，實驗數(shù)據(jù)和裝車測試結(jié)果均穩(wěn)定可靠、精度達(dá)標(biāo)，可有效地作為分析發(fā)動機(jī)分電器和點火器質(zhì)量的指標(biāo)，對于調(diào)整高效的點火正時和點火提前角具有重要意義。