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1、 喷油泵提前角测量系统及PC通信毕业论文目录前言1第1章 绪论21.1 喷油泵简介21.2 喷油泵实验台特性分析21.3 设计方案的提出3第2章 设计方案与分析42.1 整体测量系统的方案与分析42.2 提前角测量的方案与分析52.2.1 提前角自动测量方案相关说明52.2.2 喷油泵提前角测量原理52.3 油位测量的方案与分析62.3.1 硬件电路的组成62.4 串口通信的方案与分析62.5 设计元件清单7第3章 硬件原理图的设计83.1 主控制模块原理图83.2 串口通信模块原理图93.3 A/D转换模块原理图93.4 按键控制LED显示模块原理图10第4章 软件流程图124.1 总体测量
2、流程124.2 提前角测量流程134.2.1 提前角测量中断流程134.2.2 提前脚送显示区寄存器子程序流程154.3 油位测量流程174.4 键盘按键控制LED显示子程序流程194.5 串行中断服务子程序流程23第5章 各模块功能简介295.1 AT89C52的功能简介295.1.1 主要性能参数295.1.2 功能特性概述295.1.3 引脚说明305.1.4 波特率发生器325.2 串行通信芯片MAX232电平转换简介335.3 A/D转换模块芯片TLC1549CP简介355.3.1 TLC1549概述355.3.2 模拟输入采样355.3.3 工作原理35结论39参考文献41致谢42
3、附录43WORD版本. 前言喷油提前角是指发动机在运转中，喷油嘴向气缸开始喷油的瞬时（以喷油嘴针阀升起为标志）到活塞行至上止点时的曲轴转角。提前角过大，混合气在活塞运行到上止点前燃烧的数量增加，使气缸压力在活塞运行到上止点前过快增长，影响发动机功率，并使油耗增多，排气中的NO2增加；提前角过小，混合气在活塞运行到上止点后的燃烧数量增加，由于上止点后气缸容积增大，使燃烧速度减慢，最大压力降低，因此也使功率下降油耗增加，排放的烃显著增多。因此，发动机在使用中，喷油提前角需要经常检查或调整。本文介绍提前角测量系统，利用外部中断INT0和INT1对提前角中断信号给予检测，然后再送AT89C52进行相关
4、数据处理，送相关寄存器，最后送数码管显示，具有测量精度高、围宽、简单的特点。完全以数字化方式实现自动测量，以适应喷油泵产品技术及质量不断提高的需要。测提前角的同时，油位的实时测量是机器正常运转的保证。我们只有时刻了解我们机动车中的油量，才能知道它所具有的动力。所以油位也是我们电脑测控的重要数值。测量时利用高精度十位TLC1549 A/D转换芯片，对油位模拟信号加以采样处理，经过转换后的二进制信息再送相关程序处理得到精确的数值，最后送相关寄存器，送数码管显示。在与PC机通讯这一模块，通过与单片机TXD、RXD相连的USB-Power利用MAX232电平转换，通过指令码的输入，对存储区的数据信息进
5、行传送，进而实现了实时通信的要求。综上所述,本设计是有必要的，也是具有一定的现实意义。第1章 绪论1.1 喷油泵简介喷油泵是柴油供给系中最重要的零件，其工作状况的好坏，直接影响柴油机的动力性、经济性和可靠性。功用：提高柴油压力，按照发动机的工作顺序，负荷大小，定时定量地向喷油器输送高压柴油。要求：(1) 泵油压力要保证喷射压力和雾化质量的要求。(2) 供油量应符合柴油机工作所需的精确数量。(3) 保证按柴油机的工作顺序，在规定的时间准确供油。(4) 供油量和供油时间可调正，并保证各缸供油均匀。(5) 供油规律应保证柴油燃烧完全。(6) 供油开始和结束，动作敏捷，断油干脆，避免滴油。类型：车用柴
6、油机的喷油泵按其工作原理不同可分为柱塞式喷油泵、喷油泵-喷油器和转子分配式喷油泵三类1。1.2 喷油泵实验台特性分析喷油泵试验台作为测试、调整喷油泵喷油参数的专用设备要求其精度较高，在喷油泵的制造与维修中发挥着重要的作用。随着发动机节能和环保要求的不断提高，对喷油泵试验台的测量精度提出了更高的要求。所以对喷油泵的工作质量提出了较高的要求。随着柴油机应用的日益广泛，油泵油嘴技术的不断改进，喷油泵制造厂家和维修行业对喷油泵试验台的技术要求也越来越高，致使喷油泵试验台技术不断的在智能化测控技术和自动量油方面进行更新。但目前国喷油泵试验台的量油系统仍采用传统的量筒式计量法，该测量系统存在量筒的制造误差
7、、刻度误差和测量人员的视觉误差等，使测量系统的系统误差较大、自动化程度低、测量过程缓慢，已不能满足现代喷油泵对其测量精度的要求。随着电子技术和计算机技术的发展和普遍应用，用现代电测技术对喷油泵试验台的量油系统进行智能化自动测量己成为可能。随着汽车数量的增加，对汽车尾气的排放和节能提出了更为严格的要求，所以对喷油泵试验台量油系统自动测量的研制显得十分必要2。1.3 设计方案的提出综上所述，利用喷油泵实验台，针对发动机节能和环保要求的不断提高，实现喷油泵试验台的测量精度具有重大意义。前文提到提前角过大或过小均会影响发动机性能，增加不必要的损失。由此带来的最佳喷油提前角也就很有必要了。最佳喷油提前角
8、是在转速和供油量一定的条件下，能获得最大功率及最小燃油消耗率的喷油提前角。应当指出，对任何一台柴油机，最佳喷油提前角都不是常数，而是随供油量和曲轴转速变化的。供油量愈大，转速愈高，则最佳喷油提前角也愈大。因此，发动机在使用中，喷油提前角需要经常检查或调整。高精度提前角测量系统是准确调整的关键。测提前角的同时，实时了解油量，才能知道机器所具有的动力。所以油位也是我们测控的重要数值。第2章 设计方案与分析2.1 整体测量系统的方案与分析本设计有以下特点：(1) 模块化整个测量系统结构图如下：LED显示RS232C通讯电路MAX232AT89C52串行A/D转换TLC1549信号预处 理电 路PC
9、机提前角传感器中断系统按键2传感器按键1图2-1基于喷油泵的提前角测量系统及与PC机通信方案框图(2) 优点突出提前角传感器中断系统.引入高精度磁平衡霍尔电传感器8，安装在喷油泵主轴上，通过主轴的转动，产生外部中断，AT89C52通过外部中断精确计算提前角。液位A/D采样精度高.测量时通过传感器将模拟信号输送给十位数据采集单片机TLC1549CP, TLC1549CP对模拟信号进行采样将其转化为数字信号。数据信息送给AT89C52进行相应处理。与PC机通信方便快捷.PC机通过指令代码，结合MAX232转换器，对单片机情况进行实时监控，从而向被控单元发出指令，采取相应的动作。LED显示.LED精
10、确显示提前角和动态显示液位数据，实时性强。其中LED显示受按键控制，上电显示提前角，按键2按下显示液位，按键1按下显示提前角。2.2 提前角测量的方案与分析2.2.1 提前角自动测量方案相关说明喷油提前角是指发动机在运转中，喷油嘴向气缸开始喷油的瞬时（以喷油嘴针阀升起为标志）到活塞行至上止点时的曲轴转角。在使用中用供油提前角来保证喷油提前角。通过测量夹持式传感器测量高压油管的脉动、高压线的电流脉动测量喷油或点火始点，通过霍尔传感器测量发动机上始点的位置。通过智能软件计算得到发动机的动态提前角。另外最佳供油提前角参数（不同转速及工况下的）在喷油泵、提前器匹配中也具有一定的重要性。喷油泵匹配时，需
11、根据特性曲线上的各工况点，正确找出最佳供油提前角，以确立油量并最终得出喷油泵最佳供油速率、提前器，最佳提前角度的参数。如何更好的检验在这些开发试验中的成果，供油提前角的准确测量是非常重要的，它为确定柴油机最佳喷油时刻提供了重要数据。喷油泵提前器提前角自动测量电路主要有位置传感器、单片机、MAX232接口电路、液晶显示电路以及键盘电路组成。位置传感器一个安装在喷油泵动力轴上，另一个安装在喷油泵凸轮轴上3。位置传感器感知的信号经过滤波、整形进入单片机的INTO()和INT1()引脚（采用先进的滤波整形电路，获得理想的供油和点火始点信号）。由单片机完成信号的处理、测量和计算，然后由单片机的串行口经M
12、AX232接口电路将测量数据送往上位微型计算机。其总体结构图如下：位置传感器信号经滤波、整形Int0Int1AT89C52MAX232PC上位机图22喷油泵提前角自动测量模块结构图2.2.2 喷油泵提前角测量原理喷油泵的提前角是本系统测量的一个主要参量,精度要求高、信号提取困难。系统采用高精度传感器产生两个外中断，结合定时器/记数器获取提前角的数据信息。油泵运行于某一速度，传感器的脉冲信号转换为外中断N0、N1信号。来自传感器的脉冲转换信号外中断N0到达AT89C52的INT0()脚，INT0()使定时器T1开始工作（T1工作在记数状态），同时开INT1()中断，外中断N1信号到达INT1()
13、，执行INT1()中断子程序，存储T1记数R1，下一个外中断N0信号到达，存储T1记数R0，R0即主轴转动一圈的记数。然后用公式：提前角=（R1/RO）*3600计算出提前角。其中3600为一圈360。的10倍，借以方便显示。2.3 油位测量的方案与分析2.3.1 硬件电路的组成油位的时时测量是机器正常运转的保证。我们只有时刻了解我们机动车中的油量，才能知道他所具有的动力。所以油位也是我们电脑测控的重要数值。测量时通过传感器将模拟信号输送给十位数据采集单片机TLC1549CP,1549对模拟信号进行采样将其转化为数字信号。信息送于89C52进行处理再经过MAX232高低电平的转化输送给上位机。
14、也就是呈现于我们面前的数据。传感器使用的是电位器，也就是浮标将油位的信息体现在电压上,然后起用A/D转换实时了解油量。TLC1549CP传感器上位机89c52单片机MAX232图2-3检测系统的结构原理图2.4 串口通信的方案与分析串行通信是通过主机向从机发送控制信号，由从机对主机发出的信号进行识别，根据软件的设定，响应相应的功能。当主机向从机发送#74H时，从机CPU产生串行中断，进入中断服务子程序进行识别比较，若证实的确实为#74H，则向主机发送#74H进行核对，并准备向主机发送数据，发送的数据是采集数据的ASCII码值，在发送完数据以后，向主机发送#2FH表示数据，就不再接受数据，而是接着执行由程序设定的其它的程序。当主机向从机发送数据#79H时从机CPU发生串行中断，并自动显示中断子程序，将接授的数据与软件设定的数据#79H比较相等后，就准备接受下一个数据，然后将所接受的数据与设定值一一比较，当与其中某一设定值相一致时，将该值送到缓冲区指定的单元，在赋值后仍以#2FH作为结束的发送向主机。通过这个协议实现了单片机和上位机的通信4。2.5 设计元
