【正文】 學(xué)院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 基于單片機(jī)的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的測量 完成日期 20 年 月 日 系 別： 專業(yè)名 稱 ： 學(xué)生姓 名： 學(xué) 號： 指導(dǎo)教師姓名、職稱 ： 學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）開題報(bào)告 選 題 基于單片機(jī)的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的測量 院 系 專 業(yè) 學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師 本選題的意義及國內(nèi)外相關(guān)的研究狀況： 1 課題研究的意義： 汽車是現(xiàn)代文明的產(chǎn)物，盡管汽車的出現(xiàn)才 100 多年的歷史，但汽車極 大地影響和改變了我們的世界。電子控制技術(shù) .計(jì)算機(jī)技術(shù) .人工智能等高新技術(shù)的發(fā)展，對汽車技術(shù)和汽車工業(yè)的發(fā)展起了極大的推動作用。 20 世紀(jì) 90 年代以來，汽車技術(shù)尤其是汽車控制技術(shù)進(jìn)入了一個全新的時(shí)代，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)和電子技術(shù)的發(fā)展成果，可以解決汽車控制技術(shù)方面的很多難題。電子控制技術(shù)已成為未來汽車產(chǎn)品研發(fā)的關(guān)鍵，汽車產(chǎn)業(yè)的技術(shù)競爭實(shí)質(zhì)上就是汽車電子控制技術(shù)的競爭。汽車電子控制技術(shù)是伴隨著各國政府日趨苛刻的汽車管理法規(guī)和日益成熟的微電子技術(shù) .計(jì)算機(jī)技術(shù)逐步發(fā)展起來的。汽車電子控制技術(shù)就是以微處理機(jī)為核心，實(shí)時(shí)堅(jiān)控 發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)和車輛行駛過程中的各種運(yùn)行參數(shù)，對全部工作過程進(jìn)行動態(tài)控制。微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)以其控制過程精確 .響應(yīng)速度快的優(yōu)勢滿足了這一要求。 2 國內(nèi)外研究狀況： 汽車電子控制技術(shù)的研究與應(yīng)用始于 20 世紀(jì) 60 年代，而大規(guī)模的運(yùn)用在 20 世紀(jì) 90年代以后。從汽車電子化發(fā)展進(jìn)程來看，可將其整個狀況分為四個階段。 60 年代中期到70 年代末期，是汽車電子控制技術(shù)發(fā)展的初級階段，汽車上運(yùn)用電子技術(shù)主要是對汽車電器產(chǎn)品進(jìn)行電子技術(shù)改造，以改善部分性能。 1974~1982 年，是汽車電子控制技術(shù)迅速發(fā)展階段。這一階段 的主要特征是廣泛采用機(jī)電一體化裝置解決機(jī)械系統(tǒng)無法解決的復(fù)雜過程的自動控制問題，尤其是解決汽車的安全 .污染及節(jié)能三大問題。 1982~1990 年，是微型計(jì)算機(jī)在汽車上應(yīng)用日趨成熟并向智能化發(fā)展階段。 1990 年以后預(yù)計(jì)到 2020 年，是汽車電子控制技術(shù)向智能化發(fā)展的高級階段。這一階段的特征是強(qiáng)調(diào)以人 — 車 — 環(huán)境為主線的系統(tǒng)工程整體優(yōu)化，主要體現(xiàn)在智能化上。 研究內(nèi)容： 汽車電子控制技術(shù)的應(yīng)用經(jīng)歷了由單獨(dú)控制向集中控制系統(tǒng)發(fā)展的過程，到現(xiàn)在汽車電子控制系統(tǒng)的 ECU 采用了數(shù)字電路及大規(guī)模集成電路，可以將多種控制功 能集中到一個 ECU 上，所以在此只對基于單片機(jī)的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的測量方法做以研究。在某汽車發(fā)動機(jī)實(shí)驗(yàn)臺經(jīng)常需要測量發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速，以往常用的是指針式的轉(zhuǎn)速表，指針的轉(zhuǎn)動往往會有所延遲，且不能顯示精確數(shù)值，給實(shí)驗(yàn)帶來太大的誤差，本文中我們將采用單片機(jī)內(nèi)部的計(jì)數(shù)器來完成轉(zhuǎn)速的精確測量 研究方法、手段及步驟： 系統(tǒng)的框架設(shè)計(jì)： 本系統(tǒng)主要由 8031 單片機(jī)、程序存儲器 EPROM271數(shù)據(jù)存儲器RAM6116 和外接口芯片 8155 等組成，從傳感器來的信號經(jīng)放大、整形后，送入 ADC0809 進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，輸出信號通過 P1 口送入 8031 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)，測量結(jié)果由 5 位數(shù)碼管顯示。 單片機(jī)程序設(shè)計(jì)： 該轉(zhuǎn)速測量軟件包括主程序、中斷服務(wù)程序。主程序完成系統(tǒng)初始化、開中斷、等待中斷。中斷服務(wù)程序完成輸入信號處理與定時(shí)、計(jì)數(shù)。為防止干擾，程序中采用了軟件濾波法及設(shè)置軟件陷阱。 用單片機(jī)的 T/C0 作為定時(shí)器 ,用軟件擴(kuò)展方式。設(shè)定 T/C0定時(shí)時(shí)間為 50ms, 定時(shí)時(shí)間到 , 溢出中斷 ,在中斷服務(wù)程序中 , 對中斷次數(shù)寄存器加 1, 重復(fù)定時(shí)中斷 20 次。 系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì)： 本系統(tǒng)使用霍爾傳感器作為轉(zhuǎn)速信號的檢測 轉(zhuǎn)速信號前期處理由于測試環(huán)境的電磁 干擾、傳感器和放大器自身的影響會有噪音信號，為使系統(tǒng)的信噪比增加 ,在此選用了有源濾波器中的低通濾波器。用 MCS 51 的外部中斷 ,對脈沖的上升沿或 者下降沿進(jìn)行中斷處理 ， 或者 I/ O 腳 , CPU 每隔一段時(shí)間就檢查一次連接信號的 I/ O 口上是高電平還是低電平 ,再根據(jù)高低電平的轉(zhuǎn)換確定接受到的是上升沿還是下降沿 ,編寫相應(yīng)程序計(jì)算 6 個高電平或 6 個低電平的長度 ,求得主軸的轉(zhuǎn)速。 系統(tǒng)的誤差估計(jì)： 汽車發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速遙測系統(tǒng)相對傳統(tǒng)的汽車發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速測量儀，在精確度上占有很大優(yōu)勢，但誤差仍然是不可避免的。轉(zhuǎn)速測量 中，轉(zhuǎn)速誤差包括轉(zhuǎn)速平均誤差和轉(zhuǎn)速測量誤差，其中轉(zhuǎn)速平均誤差較大。另外，傳感器和單片機(jī)的定時(shí)也存在誤差。但由于轉(zhuǎn)速信號的采集頻率低，因此除了加、減速期間測得的誤差較大外，發(fā)動機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)系統(tǒng)仍可保持較高的測量準(zhǔn)確度，能夠滿足測量要求。 參考文獻(xiàn)： [1]唐嵐，等汽車測試技術(shù) [M]北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2020 [2]胡朝龍，汽車發(fā)動機(jī)實(shí)驗(yàn) [M]重慶：重慶大學(xué)出版社， 2020 [3]錢一人，現(xiàn)代汽車發(fā)動機(jī)電子控制 [M]上海：上海交通大學(xué)出版社， 1999 [4]張立偉，汽車發(fā)動機(jī)電子控制技術(shù) [M]鄭州：鄭 州大學(xué)出版社， 2020 [5]南金瑞，汽車單片機(jī)及車載總線技術(shù) [M]北京：北京理工大學(xué)出版社， 2020 I 基于單片機(jī)的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的測量 摘 要 測量發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速常用的是指針式的轉(zhuǎn)速表，指針的轉(zhuǎn)動往往會有所延遲，且不能顯示精確數(shù)值，給實(shí)驗(yàn)帶來太大的誤差 。 本文中我們將采用單片機(jī)內(nèi)部的計(jì)數(shù)器來完成轉(zhuǎn)速的精確測量 本文介紹了利用單片機(jī)來實(shí)現(xiàn)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速測量 的設(shè)計(jì)思想和實(shí)現(xiàn)方法， 給出了測量方案及原理，并設(shè)計(jì)了硬件電路部分，和單片機(jī)的匯編語言程序。 結(jié)果表明，該方法不但可以提高了測量精度和測量效率， 而且大大提高了測量的客觀性，系統(tǒng)對于改進(jìn)目前的測量手段，提高測量的客觀性和精度有很大幫助。 關(guān)鍵詞 ： 單片機(jī) 。轉(zhuǎn)速測量 。匯編語言 II Singlechip Microputerbased Measure of Enginerotating Speed Abstract This paper describes the design concept and measurement method of measuring engine speed using SCM, presented the measurement scheme and principles, and also presented the hardware design of the circuit and assembly language program on single chip. The results showed that this method can not only improve the accuracy and efficiency of the measurement, and greatly improving the objectivity of the measurement. It is helpful to improve the measuring means of the current system and the objectivity and accuracy of the measurement. Keywords: singlechip microputer。 rotating speed measure。 assembly language 目 錄 緒論 ………………………………………………………………………………… 1 1 章 MCS 51 單片機(jī)簡介 ……………………………… ……………………… 2 2 章 轉(zhuǎn)速信號的采集與處理 … ………………………… ……………………… 2 轉(zhuǎn)速采集原理 ………………………………………… …………………