【正文】 境 溫度低時，起動性能不好。當線圈在垂直位置時，如圖（ a），電刷不與換向器接觸，線圈中沒有電流通過，因此電樞線圈不轉(zhuǎn)動。當打開點火開關(guān)，并扭轉(zhuǎn)至起動檔時，磁力線圈電路和電動機電路接通。但若空檔開關(guān)損壞或者駕駛員知道變速箱不在空檔位置但必須起動發(fā)動機時，可采取非空檔位置保護起動，其起動條件是要求鑰匙從 ON 檔打到 START 檔，并在 START 檔位持續(xù) 3 s 后方可起動。 當空檔開關(guān)斷開時 , 單片機的 P15 引腳為低電平。當使用頻率高于 12MHz 的振蕩器時，必須使能 的復位輸入功能。 2n5551 的集電極的電流在 5uA~35uA 的范圍內(nèi)，基極 的電流 在25uA~225uA 的范圍內(nèi)， 發(fā)射極的電流在 250uA~50uA 范圍內(nèi)變化，在這區(qū)間2n5551 有截止狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)閷顟B(tài)。在理想狀況下，根據(jù)奧姆定律三極管呈飽和時，其集電極電流應該為 ： 因此，基極電流最少應為： 上式表出了 IC 和 IB 之間的基本關(guān)系，式中的β值代表三極 管的直流電流增益，對某些三極管而言，其交流β值和直流β值之間，有著甚大的差異。由于動機轉(zhuǎn)速傳感器輸出的是正弦信號，其電壓幅值范圍為 3～ 6 V，當發(fā)動機的轉(zhuǎn)速低于 2V的參考值時，比較器的輸出端輸出一個低電平給單片機。 R2 是給電壓比較器的基極一個啟動電壓， R2 和 VZM 串聯(lián)接入電路中，當外部輸入 24 電壓時， R2 分到 12V 的電壓，致使三極管導通，三極管的輸出電壓為12V。其壓差在 輸出，負載電流為 800mA 時為 。 Zs電路總阻擾。 電源電路 用于客車的起動保護控制器 ， 其供電電源采用 +24 V 的汽車電瓶電源，經(jīng)壓敏電阻 RZ1 和防止電源極性接反的保護二極管 VD1 后，得到 +12 V 電壓，該電壓為比較器 LM2903 電源，同時將該電壓濾波限流后，再經(jīng) HA7355 穩(wěn)壓管穩(wěn)壓和濾波，然后向 P89LPC901 提供 + V 電壓。 專科生畢業(yè)設計（論文） 33 圖 410 發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器輸入檢測電路 電路工作過程分析 發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器是把發(fā)動機轉(zhuǎn)速的模擬量轉(zhuǎn)化為電路和單片機可識別的數(shù)字信號，發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器是測量發(fā)動機轉(zhuǎn)速的儀器 ，它和發(fā)動機上的曲軸飛輪組相連，把測量的模擬量通過轉(zhuǎn)變傳給這個檢測電路。通常在設計時，為了可以更確定三極管必處于截止狀態(tài)起見，往往使 Vin 值低于 伏特。 （ 4） 提供了工作點分析、瞬態(tài)特性分析、交流小信號分析、阻抗分析、直流掃描分析、溫度掃描分析、參數(shù)掃描分析 等。 集電極的R15 電阻也是起到保護三極管防止誤跳的作用。為了保證當起動開關(guān)接通時 , 電瓶電壓大于 12 V, 能夠正常起動 ,使 START SW 信號通過比較器 LM2903 轉(zhuǎn)換 , 接入單片機的 P04 引腳。釋放車身電器電源繼電器，接通車身電器負載電源，起動完成。 直流電動機的反電動勢如圖 12 所示： 圖 39 直流電動機的反電動勢 電動機轉(zhuǎn)矩自動調(diào)節(jié)特性 電動機的電磁轉(zhuǎn)矩 M 取決于磁通 φ、 電樞電流 Ia 的乘積，即 M= CmφIa ?？粕厴I(yè)設計（論文） 22 其中 Cm－電機結(jié)構(gòu)常數(shù) （ 1） 反電動勢 直流電動機拖動負 載，當負載發(fā)生變化時，電動機的電樞轉(zhuǎn)速、電樞電流、電磁轉(zhuǎn)矩均會自動的作相應的變化，以滿足不同負載的需要。一般有四個，相對的電刷為同極。 起動功率 起動機所具有的功率應和發(fā)動機起動所必需的起動功率相匹配。為了防止汽車起動時出現(xiàn)安全事故，只有當汽車變速器檔位處于空檔狀態(tài)下，汽車發(fā)動機才能點火啟動。 (3)、 免維護蓄電池 免維護蓄電池由于自 身結(jié)構(gòu)上的優(yōu)勢，電解液的消耗量非常小，在使用壽命內(nèi)基本不需要補充蒸餾水。對于繼電器的 “常開、常閉 ”觸點，可以這樣來區(qū)分：繼電器線圈未通電時處于斷開狀態(tài)的靜觸點，稱為 “常開觸點 ”；處于接通狀態(tài)的靜觸點稱為 “常閉觸點 ”。轉(zhuǎn)速傳感器可以應用在各種轉(zhuǎn)速測量場合，能適應對旋轉(zhuǎn)物體的低速、高速、穩(wěn)速和瞬時速度等多種轉(zhuǎn)速狀態(tài)測量工作，并可將信 號傳導給控制部門。 推挽輸出配置 推挽輸出配置的下拉結(jié)構(gòu)和開漏輸出以及準雙向口相同，但當鎖存器為‘ 1’時提供持續(xù)的強上拉。四種輸出類型分別為：準雙向口 (標準 8051 輸出模式 )，推挽，開漏輸出或僅為輸入功能。 內(nèi)部參考電壓 當 使用單個比較器輸入管腳時，內(nèi)部參考電壓發(fā)生器可提供一個默認的參考電壓。 XTAL2/ 腳可作為標準 I/O 口或者時鐘輸出。要實現(xiàn)該功能的前提是已選擇另外的時鐘源（片內(nèi)RC 振蕩器、看門狗振蕩器或 X1 腳輸入的外部時鐘）并且沒有使用晶振作為實時時鐘的時鐘源。這樣就滿足了從高精 度到低成本的不同需求。 （ 13）可控制口線輸出斜率以降低 EMI，輸出最小跳變時間約為 10ns。提供從掉電模式中喚醒功能（低電平鍵盤中斷輸入喚醒） 。 （ 7） 操作電壓 VDD 范圍為 ～ 。在汽車發(fā)動機的起動電路系統(tǒng)中，汽車起動機的供電電源來自電瓶，發(fā)動機起動時起動機線圈電流非常大，達上百安培。 汽車在現(xiàn)代高速發(fā)展的文明社會里，不再是交通工具的代言詞。汽車的起動保護控制器有 力的保護了起動機，延長了起動機的壽命。 2. 主要特性 （ 1） 1KB Flash 程序存儲器，具有 256 字節(jié)可擦除扇區(qū)、 16 字節(jié)可擦除頁規(guī)格。 3. 附加特性 （ 1）當操作頻率為 18MHz 時，除乘法和除法指令外，高速 80C51 CPU 的指令執(zhí)行時間為 111~222ns（操作頻率在 12MHz 時為 167ns~333ns）。復位計數(shù)器和復位干擾抑制電路可防止虛假和不完全的復位。 （ 18）施密特觸發(fā)端口輸入。 中頻振蕩器選項 此選項支持 100KHz～ 4MHz 的外部晶振，同時也支持陶瓷諧振器。 片內(nèi) RC 振蕩器選項 P89LPC901 具有一個 6 位 TRIM 寄存器，可對 RC 振蕩器的頻率進行調(diào)整。 振蕩器控制框圖如圖 24 所示： ?？粕厴I(yè)設計（論文） 9 圖 24 振蕩器控制框圖 比較器 P89LPC901 有 1 個模擬比較器，當正向輸入電壓大于反向輸入時（可選擇外部管腳輸入或內(nèi)部參考電壓），輸出信號為“ 1” （可從寄存器中讀出），反之則輸出為“ 0” 。 比較器和節(jié)電模式 在掉電模式或空閑模式下，比較器可以繼續(xù)保持使能狀態(tài)。當管腳輸出為低時，它的驅(qū)動能力很強，可吸收相當大的電流。 通過將端口設置成僅為輸入 模式來禁止數(shù)字信號輸出， P0 口的數(shù)字輸入可通過 PT0AD 寄存器禁止。光電式轉(zhuǎn)速傳感器分為透射式光電轉(zhuǎn)速傳感器和反射式光電轉(zhuǎn)速傳感器，兩者的主要區(qū)別是對光線的投射與接收過程不同，但在原理上沒有太大區(qū)別。若手頭已有繼電器，可依據(jù)資料核對是否可以利用。在充電時，電能轉(zhuǎn)化為化學能，放電時化學能又轉(zhuǎn)化為電能。電樞由電樞繞組即裸露的寬扁銅線、電樞軸、換向器等組成。 直流串勵式電動機結(jié)構(gòu) 一、 直流電動機的 構(gòu)造 作用 ： 產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。如將電樞線圈稍向順 時針方向轉(zhuǎn)過一些，如圖（ b），換向器片分別與兩電刷接觸，線圈中有電流通過，其方向是從線圈 I 邊流入，從 Ⅱ邊流出。 吸引線圈電路為：蓄電池正極 —— 保險絲 —— 點火開關(guān)（起動檔） —— 電磁開關(guān) 50 接柱 —— 吸引線圈 —— 電動機開關(guān)的 C 接柱， —— 磁場線圈（也叫勵磁線圈） —— 正電刷 —— 電樞線圈 —— 負電刷 —— 搭鐵 —— 蓄電池負極。起動過程與正常起動相同。 ?？粕厴I(yè)設計（論文） 26 發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器輸入檢測電路 發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器輸出的是正弦信號 , 其電壓幅值范圍為 3～ 6V。上電時，需要一個外部電路使器件保持復位狀態(tài)，直至 VDD 到達指定的電平。當 2n5551 截止時 Vout 輸出 0V的電壓值，也就是低電平傳給單片機，當 2n5551 的 Ube= 時三極管導通， Vout 輸出 3V 電壓值，也就是輸出個高電平給單片機。欲使開關(guān)閉合，則其 Vin 值必須夠高，以送出超過或等于 (式 1) 式所要求的最低基極電流值。 單片機不能簡單通過它輸入的信號就做出任何判斷的，它應該和上面所介紹的空檔開關(guān)一同作為單片機控 制起動機的輸入信號。電路的電容起到了穩(wěn)壓濾波的作用，電路剛輸入的電壓是尖形的三角波，波動很大對電路的刺激，影響 很大 。它與國家半導體的工業(yè)標準器件 LM317 有相同的管腳排列。 Zv壓敏電阻器的阻抗，它可以從正常值的幾兆歐降到幾歐，甚至小于 1Ω 。 但是由于電路的設計原因，輸出的脈沖信號不是怎么理想，但是足以表示了各元件的功能，把輸出的波形形象的展示在我們面前。發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器輸出的正弦信號經(jīng)比較器 LM2903 轉(zhuǎn)換為方波信號接人單片機的P12 引腳，即 P89LPC901 的計數(shù)器輸入引腳，當發(fā)動機轉(zhuǎn)速 傳感器輸出的信號大于 2 V 時為高電平；低于 2 V 時為低電平。 三極管開關(guān)電路的分析設計 由于對硅三極管而言，其基射極接面之正向偏壓值約為 伏特，因此欲使三極管截止， Vin 必須低于 伏特，以使三極管的基極電流為零。 （ 3） Protel99se 還允許用戶使用數(shù)字運算符，創(chuàng)建仿真波形函數(shù)，以便能直接觀察達到更復雜的電路參數(shù)。 當 空檔開關(guān) NULLSW 接合 時 ， R R19 串聯(lián)接入電路中，起到了分壓的作用， 24V 電壓經(jīng)過 R R19 分壓后 把輸入的 24V 轉(zhuǎn)換成適合三極管 2N5551 導通的 電壓，之后 把轉(zhuǎn)變后的電壓 經(jīng)過 R7 傳遞給三極管 2n5551 ?？粕厴I(yè)設計（論文） 27 的基極， R7 的作用 是 防止波動 電壓為達到 致使三極管導通的作用，而 C7 電容 在這里 是給經(jīng)分壓后的 電壓穩(wěn)壓，防止跳變導致三極管誤導通。在起動機起動時 , 電流很大 , 可達上百安培 , 可能會造成電瓶虧電 , 電壓降低。當起動開關(guān)斷開或者發(fā)動機轉(zhuǎn)速達到 300 r／ min 后，控制器釋放起動控制繼電器，起動機斷電停止工作，延時 s 后。但其工作原理還是一樣的。 圖 36 磁場和磁路 電刷組件 用銅粉和碳粉（或石墨）壓制而成。 （ 2）起動機傳給發(fā)動機的轉(zhuǎn)速要大于發(fā)動機的最低轉(zhuǎn)速： 若低于這個轉(zhuǎn)速，汽油泵供油不足，氣流速度過低，可燃混合 氣形成不充分，還會使壓縮行程的散熱損失和漏氣損失增加，導致發(fā)動機不能起動。為了保證汽車發(fā)動機能正常起動，通常在發(fā)動機起動時，要求切斷汽車燈光等車身電器電源，只保證為汽車起動機提供電源。 (2)、 干荷蓄電池 它的全稱是干式荷電鉛酸蓄電池，它的主要特點是負極板有較高的儲電能力，在完全干燥狀態(tài)下，能在兩年內(nèi)保存所得到的電量，使用時，只需加入電解液，等過 20— 30 分鐘就可使用。這樣吸合、釋放，從而達到了在電路中的導通、切斷的目的。 轉(zhuǎn)速 傳感器 轉(zhuǎn)速傳感器是用于將旋轉(zhuǎn)物體轉(zhuǎn)速狀態(tài)轉(zhuǎn)換為電信號的一種傳感器。它帶有一個施密特觸發(fā)輸入口以及一個干擾抑制電路。 表 2 可用的 I/O 口數(shù)目 I/O 口配置 ?？粕厴I(yè)設計（論文） 11 除了 1 個口以外， P89LPC901 其他所有的 I/O 口均可由軟件配置成 4 種輸出類型之一。另外，比較器被禁止后，應將比較器標志 CMFx 清除。 頻率可從 0Hz到 18MHz。當不使用晶振時，可從XTAL2/CLKOUT 輸出時鐘。 CPU 時鐘 (OSCCLK) P89LPC901 提供幾個可由用戶選擇的振蕩器選項來產(chǎn)生 CPU 時鐘。但整個芯片有一個最大值的限制。 （ 6）空閑和兩種不同的掉電節(jié)電模式。 1﹪）選項并且其頻率可進行很好的調(diào)節(jié)。 目前 汽車的安全保護技術(shù)己引起廣泛重視 ， 為了實現(xiàn)發(fā)動機的正常起動和安全保護，需從汽車電氣控制系統(tǒng)予以考慮。 汽車工業(yè)的 水平是衡量一個國家工業(yè)水平高低的一個重要標志 ，現(xiàn)代的汽車發(fā)展完全離不開電子技術(shù) ， 電子技術(shù)已廣泛應用于汽車各部分 ，隨著 汽車保有量的增加和轎車檔次的提高 ， 汽車起動保護 問題越來越引起人們的關(guān)注。 本文通過對汽車起動系統(tǒng)的研究和設計 ，使讀者對 汽車起動保護 系統(tǒng)系統(tǒng)有了更深刻的理解和掌握 ， 使人們能夠更好享受到汽車給人們帶來的優(yōu)越性，安全性 ，舒適性 。單個字節(jié)擦除功能使任何字節(jié)可用非易失性數(shù)據(jù)的存儲。同一時鐘頻率下，其速度為標準 80C51 器件的 6 倍。另外還提供軟件復位功能。 功能框圖 P89LPC901 的結(jié)構(gòu)框圖， 如圖 21 ?？粕厴I(yè)設計（論文） 5