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畢業(yè)設(shè)計(jì)論文_基于單片機(jī)的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的控制與檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)(更新版)

  

【正文】 、空燃比 、 油門(mén)狀況、發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速、負(fù)荷、曲 軸位置、車輛行駛狀況等信號(hào)輸入電子控制裝置 。 2) 點(diǎn)火提前角的控制:因點(diǎn)火提前角對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的工作影響較大,因此對(duì)點(diǎn)火提前角控制就成為點(diǎn)火的重點(diǎn)。為了改善其散熱條件,點(diǎn)火器緊密地固定在一塊鋁板上,其上部用塑料盒封裝,具有體積小、重量輕、功能多、可靠性高的特點(diǎn) 。它的主要作用是根據(jù)磁感應(yīng)傳感器輸出的電壓信號(hào),控制點(diǎn)火線圈初級(jí)繞組電路的導(dǎo)通與截止, 使點(diǎn)火線圈產(chǎn)生高壓電。而 MSP430 單片機(jī)是 16 位的單片機(jī),采用了精簡(jiǎn)指令集( RISC)結(jié)構(gòu),只有簡(jiǎn)潔的 27 條指令,大量的指令則是模擬指令,眾多的寄存器以及片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器都可參加多種運(yùn)算。 68HC05 有 30 多個(gè)系列, 200 多個(gè)品種,產(chǎn)量已超過(guò) 20 億片。為了減少溫度的影響最好采用恒流源供電。測(cè)量大氣壓力選擇壓阻式力傳感器。在氧化性 介質(zhì)中、甚至在高溫下 、 其物理、化學(xué)性 能都很穩(wěn)定,其阻值與溫度之間幾乎成線性變化。 ℃的常用的室溫精度。熱電偶傳感器是工業(yè)測(cè)量中應(yīng)用最廣泛的一種溫度傳感器 。電子節(jié)氣門(mén)主要通過(guò)節(jié)氣門(mén)位置傳感器,來(lái)根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)所需能量,控制節(jié)氣門(mén)的開(kāi)啟角度,從而調(diào)節(jié)進(jìn)氣量的大小。常見(jiàn)的有壓電式和瓷質(zhì)伸縮式兩大類。當(dāng)齒圈的轉(zhuǎn)速發(fā)生變化時(shí),感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的頻率也變化。其他信號(hào)經(jīng)外圍信號(hào)調(diào)理電路后為 05V,進(jìn)單片機(jī) A/D 轉(zhuǎn)換。未來(lái)的某天,路上行駛的都會(huì)是由計(jì)算機(jī)控制的智能汽車, 汽車電子技術(shù)未來(lái)將實(shí)現(xiàn)整車控制。微處理機(jī)的出現(xiàn)給汽車儀表帶來(lái)了革命性的變化,世界汽車工業(yè)的微處理機(jī)用量激增,由從前單一的儀器逐步發(fā)展為多用途、智能化儀表,不但可以很精確地把汽車上所有的待測(cè)量都檢測(cè)出來(lái),分別顯示和打印需要的結(jié)果,而且還有運(yùn)算、判斷、預(yù)測(cè)和引導(dǎo)等功能。電子噴油裝置可以自動(dòng)地保證發(fā)動(dòng)機(jī)始終工作在最佳狀態(tài),使其在輸出一定功率的條件下最大限度地節(jié)油和凈化空氣。 關(guān)鍵詞 傳感器 單片機(jī) 電子點(diǎn)火 電 子 噴 油 剎車 發(fā)動(dòng)機(jī) 20xx 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 目 錄 1 前言 ............................................................................... 1 2 整體方案 ........................................................................... 1 基于單片機(jī)的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的控制與檢測(cè)系統(tǒng)模塊 ....................................... 1 轉(zhuǎn)速傳感器 ....................................................................... 2 爆震傳感器 ....................................................................... 2 節(jié)氣門(mén)開(kāi)度傳感器 ................................................................. 3 溫度傳感器 ....................................................................... 3 壓力傳感器 ....................................................................... 4 單片機(jī) ........................................................................... 4 電子點(diǎn)火 ......................................................................... 5 電子噴油 ......................................................................... 6 剎車制動(dòng) ........................................................................ 6 負(fù)荷特性控制機(jī)構(gòu) ................................................................ 7 輔助電源模塊 .................................................................... 7 3 單元電路的設(shè)計(jì) ..................................................................... 8 溫度調(diào)理電路 ..................................................................... 8 剎車制動(dòng)電路的設(shè)計(jì) ............................................................... 9 大氣壓力調(diào)理電路的設(shè)計(jì) ........................................................... 9 單片機(jī)的設(shè)計(jì) .................................................................... 11 電子點(diǎn)火電路的設(shè)計(jì) .............................................................. 13 輔助電源模塊的設(shè)計(jì) .............................................................. 13 扭矩 轉(zhuǎn)速 油耗調(diào)理電路的設(shè)計(jì) .................................................... 14 輸出保護(hù)電路的設(shè)計(jì) .............................................................. 14 電噴電路中閥值比較電路的設(shè)計(jì) .................................................... 14 電噴電路中執(zhí)行器控制電路的設(shè)計(jì) ................................................. 15 轉(zhuǎn)速油門(mén)控制電路的設(shè)計(jì) ......................................................... 15 報(bào)警電路的設(shè)計(jì) ................................................................. 16 4 結(jié)論 .............................................................................. 16 參考文獻(xiàn) ............................................................................ 16 致謝 ................................................................................ 17 1 1 前言 汽車工業(yè)作為現(xiàn)代工業(yè)的一個(gè)支柱產(chǎn)業(yè),是一個(gè)國(guó)家工業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展水平的標(biāo)志。具有 溫度檢測(cè),扭矩檢測(cè),氣壓檢測(cè),輸出保護(hù), 電子點(diǎn)火,電子噴油,剎車 , 報(bào)警等功能。 另外隨著電子和自動(dòng)化技術(shù)的不斷革新,發(fā)動(dòng)機(jī)的測(cè)試技術(shù)也得到了相應(yīng)的發(fā)展,具體地表現(xiàn)為測(cè)試設(shè)備功能越來(lái)越強(qiáng)大,集成度高,使發(fā)動(dòng)機(jī)的某些性能指標(biāo)測(cè)量手段得到改進(jìn)。由于汽車電子控制系統(tǒng)的多樣化,使其所需要的傳感器種類和數(shù)量不斷增加。汽車智能化相關(guān)的技術(shù)問(wèn)題已受到汽車制造商們的高度重視。整個(gè)系統(tǒng)采集和控制的都是模擬量,爆震傳感 器,節(jié)氣門(mén)傳感器,溫度傳感器,氣壓傳感器直接送入外圍信號(hào)調(diào)理電路。 圖 1 基于單片機(jī)的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的控制與檢 測(cè)系統(tǒng)模塊 轉(zhuǎn)速傳感器 介紹最常見(jiàn)的一種轉(zhuǎn)速傳感器電磁式轉(zhuǎn)速傳感器。發(fā)生爆震時(shí),由于氣體燃燒在活塞運(yùn)動(dòng)到上止點(diǎn)之前,輕者產(chǎn)生噪音及降低發(fā)動(dòng)機(jī)的功率,重者會(huì)損壞發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)械部件。這時(shí)傳感器會(huì)輸出一個(gè)很高的爆震信號(hào)電壓送至 控制器 , 控制器 及時(shí)修正點(diǎn)火時(shí)間,避免爆震的產(chǎn)生 。溫度傳感器隨溫度變化而引起的物理參數(shù)變化有:膨脹,電阻,電容,熱電動(dòng)勢(shì),磁性能,頻率等等。 所以不采用此方案。銅容易 提純、加工,價(jià)格便宜,復(fù)制性能好而且電阻溫度系數(shù)大,溫度范圍內(nèi)線性關(guān)系好,靈敏度比鉑電阻高。所以鉑熱電阻可以作為此次溫度檢測(cè)電路的溫度傳感器 。壓阻式傳感器的靈敏度要比金屬應(yīng)變片系數(shù)大 50— 100 倍。在保持與 80C51 單片機(jī)兼容的基礎(chǔ)上,這些公司融入了自身的優(yōu)勢(shì),擴(kuò)展了針對(duì)滿足不同測(cè)控對(duì)象要求的外圍電路,如滿足模擬量輸入的 A/D、滿足伺服驅(qū)動(dòng)的 PWM、滿足高速輸入 /輸出控制的 HSL/HSO、滿足串行擴(kuò)展總線 I2C、保證程序可靠運(yùn)行的 WDT、引入使用方便且價(jià)廉的 Flash ROM 等,開(kāi)發(fā)出上百種功能各異的新品種。 MOTOROLA 單片機(jī)特點(diǎn)之一是在同樣速度下所用的時(shí)鐘頻率較 Intel 類單片機(jī)低得多,因而使得高頻噪聲低、抗干擾能力強(qiáng),更適合用于工業(yè)控制領(lǐng)域及惡劣的環(huán)境。正常情況下消耗的電流為 24mA,在待機(jī)狀態(tài)下,其耗電電流仍為 3mA;即使在掉電方式下,電源電壓可以下降到 2V,但是為了保存內(nèi)部 RAM 中的數(shù)據(jù),還需要提供約 50uA 的電流 。 2) 發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)性能好,霍爾信號(hào)發(fā)生器的輸出電壓信號(hào)與葉輪葉片的位置有關(guān),但與葉輪葉片的運(yùn)動(dòng)速度無(wú)關(guān),也就是說(shuō)它與磁通變化的速率無(wú)關(guān),它與磁感應(yīng)信號(hào)發(fā)生器不同,它不受發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的影響,明顯地增強(qiáng)了發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)性能,有利于低溫或其他惡劣條件 下起動(dòng)。從初級(jí)線圈電流的接通時(shí)間到點(diǎn)火時(shí)刻全部采用微機(jī)進(jìn)行控制。設(shè)計(jì)人員將這些數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到微機(jī)存儲(chǔ)單元中,在發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí),微機(jī)根據(jù)各傳感器的測(cè)量數(shù)據(jù)確定發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行工況,查出最佳點(diǎn)火提前角數(shù)值,再通過(guò)電子點(diǎn)火器對(duì)點(diǎn)火提前角進(jìn)行控制。并與進(jìn)入的空氣氣流混合 ,進(jìn)入燃燒室燃燒 ,從而確保發(fā)動(dòng)機(jī)和催化轉(zhuǎn)化器始終工作在最佳狀態(tài)。汽車制動(dòng)簡(jiǎn)單來(lái)講,就是利用摩擦將動(dòng)能轉(zhuǎn)換成 熱能,使汽車失去動(dòng)能而停止下來(lái)。制動(dòng)盤(pán)用合金鋼制造并固定在車輪上,隨車輪轉(zhuǎn)動(dòng)。制動(dòng)蹄片和輪 鼓在高溫影響下較易發(fā)生極為復(fù)雜的變形,容易產(chǎn)生制動(dòng)衰退和振抖現(xiàn)象,引起制動(dòng)效率下降。畢竟通風(fēng)盤(pán)式的制造工藝要復(fù)雜得多,價(jià)格也就相對(duì)貴了。 3 單元電路的設(shè)計(jì) 溫度調(diào)理電路 K 型熱電偶調(diào)理電路 圖 2 K 型熱電偶調(diào)理電路 如圖 2 所示, K 型熱電偶調(diào)理電路由于熱電偶產(chǎn)生的信號(hào)微弱(毫伏級(jí))一般需對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大,因此熱電偶測(cè)溫電路要有放大環(huán)節(jié) 。 大氣壓力調(diào)理電路的設(shè)計(jì) 如圖 6 所示, 由于大氣壓力傳感器輸出的信號(hào)是 0300mV,且壓力傳感器不包 含溫度補(bǔ)償電路,所以電路中需要溫度補(bǔ)償電路與增益可調(diào)的放大電路 。系統(tǒng)保護(hù)特性: —計(jì)算機(jī)工作正常( COP)復(fù)位 —低電壓檢測(cè)復(fù)位,可選為 3V 或5V 操作 —非法指令碼檢測(cè)復(fù)位 —非法地址檢測(cè)復(fù)位 。增強(qiáng)的 HC05 CPU 結(jié)構(gòu) 。優(yōu)化用于控制應(yīng)用 。 圖 10 電子點(diǎn)火電路 輔助電源模塊 的 設(shè)計(jì) 將 12V 電源變成 5V 使用 7805 芯片進(jìn)行轉(zhuǎn)換。如圖 13 所示。起初我們兩人同心協(xié)力,不思進(jìn)取的將第一套方案整理出來(lái),我們從理論方面著手,每天查閱資料,來(lái)分析清楚系統(tǒng)的原理,工作方式等,只有弄明白了,才好著手,凡事都要有 一個(gè)好的開(kāi)頭,如果連開(kāi)頭都沒(méi)起好,那么這件事就等于已經(jīng)失敗了一小半,所以我們分工合作,我們倆各有各的工作,如果在查閱資中遇到不理解的地方,我們會(huì)相互討論,也會(huì)去向同學(xué)求解。 通過(guò)兩個(gè)月的不懈努 力,畢業(yè)設(shè)計(jì) 也 終于完成了,這也意味著我們的??茖W(xué)習(xí)生涯即將結(jié)束。他嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和謙和的為人給我留下了深刻
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