【正文】 2003 8[7]電子油門的模糊控制研究 曾志偉 鐘勇 機(jī)械與電子 2005 4[8]汽車電子節(jié)氣門控制器仿真設(shè)計(jì) 張金柱 張毅 韓玉敏 黑龍江工程學(xué)院報(bào) 2006 1[9]汽車電子節(jié)氣門控制設(shè)計(jì) 張金柱 交通科技與經(jīng)濟(jì) 2006 2[10]電子油門（EGAS）控制系統(tǒng)簡介 殷明杰 應(yīng)用汽車技術(shù) 2003 9[11]汽車?yán)碚?余志生 機(jī)械工業(yè)出版社 2010 7[12]汽車構(gòu)造 陳家瑞 人民交通出版社 2005 10[13]油門踏板強(qiáng)度試驗(yàn)及計(jì)算 鮑辰宇 ABAQUS技術(shù)文集 2007 6[14]The finite element method in machine design Eliahu Zahavi..Englewood Cliffs:Prentice Hall 1992 9[15]懸掛式電子油門踏板功能試驗(yàn)臺研制 李珅 龔宗洋。同時也發(fā)現(xiàn)了問題，原設(shè)計(jì)電路缺乏對節(jié)氣門開度變化時的電機(jī)轉(zhuǎn)速的實(shí)現(xiàn)，因此后加入執(zhí)行單元，采用實(shí)時控制的方法，控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速，與1602液晶顯示屏顯示的節(jié)氣門的開度做對比，來檢測電子油門系統(tǒng)是否符合要求。5 結(jié) 論基于單片機(jī)的電子油門檢測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是運(yùn)用模擬電路和數(shù)字電路的基礎(chǔ)知識，并掌握單片機(jī)的基本原理，來實(shí)現(xiàn)單片機(jī)對電子油門信號的采集，并與電機(jī)的轉(zhuǎn)速做對比，來分析電子油門系統(tǒng)性能是否符合要求。圖43當(dāng)滑動變阻器部分阻值接入電路時當(dāng)滑動變阻器上的電阻全部接入電路后，顯示屏上檢測到的數(shù)據(jù)為406，如下圖44所示，相當(dāng)于我們將油門踏板踩到底，而此時直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速也達(dá)到最大，發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速最高，說明電子油門檢測系統(tǒng)正常工作。圖41實(shí)物圖當(dāng)兩個電源連上之后之后，將滑動變阻器的阻值調(diào)到0，此時相當(dāng)于油門踏板深度為零，此時顯示器如圖42所示，此時液晶顯示屏上的數(shù)字為0，直流電機(jī)不旋轉(zhuǎn)，此時說明電子油門檢測系統(tǒng)正常。 在將設(shè)計(jì)所需的元器件都配好以后，安裝原理圖在面包板上進(jìn)行焊接調(diào)試，元器件在面包板上焊接完成之后再將電源和直流電機(jī)連接在電路當(dāng)中，并將直流電機(jī)粘在面包板上。第二步是加電后檢查各個插件上引腳的電位，仔細(xì)測量各點(diǎn)電位是否正常，尤其應(yīng)注意單片機(jī)插座上的各點(diǎn)電位，若有高壓，聯(lián)機(jī)時將會損壞部分元器件。系統(tǒng)分為初始化，A/D轉(zhuǎn)換，LED顯示，D/A轉(zhuǎn)換電機(jī)控制，流程圖如下：開始初始化調(diào)A/D轉(zhuǎn)換程序調(diào)A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果處理程序調(diào)用顯示子程序調(diào)D/A轉(zhuǎn)換程序結(jié)束程序見附錄1在樣機(jī)加電之前，首先用萬用表等工具，根據(jù)硬件電器原理圖和裝配圖仔細(xì)檢查樣機(jī)線路的正確性，并核對元器件的型號、規(guī)格和安裝是否符合要求。Keil提供了包括C編譯器、宏匯編、連接器、庫管理和一個功能強(qiáng)大的仿真調(diào)試器等在內(nèi)的完整開發(fā)方案，通過一個集成開發(fā)環(huán)境（uVision）將這些部份組合在一起。 編譯軟件介紹Keil軟件簡介：單片機(jī)開發(fā)中除必要的硬件外，同樣離不開軟件，我們寫的匯編語言源程序要變?yōu)镃PU可以執(zhí)行的機(jī)器碼有兩種方法，一種是手工匯編，另一種是機(jī)器匯編，目前已極少使用手工匯編的方法了。軟件編寫的主體思路是將系統(tǒng)按功能模塊化劃分，然后根據(jù)模塊要實(shí)現(xiàn)的功能寫各個子程序。且具有良好的模塊化、容易閱讀、維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)，且編寫的模塊程序易于移植。C語言編寫的程序比用匯編編寫的程序更符合人們的思考習(xí)慣。程序編寫語言比較常見的有C語言、匯編語言。4 軟件設(shè)計(jì)和實(shí)物結(jié)果分析對于單片機(jī)的開發(fā)應(yīng)用中，逐漸引入了高級語言，C語言就是其中的一種。晶體三極管，主要的功能是就電流放大作用，是電子電路的核心元件。利用放大電路可以把微弱的電信號放大到足夠的幅度去帶動負(fù)載工作，完成預(yù)定任務(wù)。嚴(yán)格地講，平均速度與占空比D并不是嚴(yán)格的線性關(guān)系，在一般的應(yīng)用中，可以將其近似地看成線性關(guān)系。只要按一定規(guī)律，改變通、斷電的時間，即可讓電機(jī)轉(zhuǎn)速得設(shè)電機(jī)始終接通電源時，電機(jī)轉(zhuǎn)速最大為，設(shè)占空比為D=t／T，電樞電壓“占空比”與平均電壓關(guān)系=VmD (2)式中， —— 電機(jī)的平均速度；— — 電機(jī)全通電時的速度(最大)；D=／卜占空比。因此，PWM又被稱為“開關(guān)驅(qū)動裝置”。在PWM驅(qū)動控制的調(diào)整系統(tǒng)中，按一個固定的頻率來接通和斷開電源，并根據(jù)需要改變一個周期內(nèi)“接通”和“斷開”時間的長短。 PWM直流電機(jī)調(diào)速PWM是通過控制固定電壓的直流電源開關(guān)頻率，從而改變負(fù)載兩端的電壓，進(jìn)而達(dá)到控制要求的一種電壓調(diào)整方法。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是以MSP430F149單片機(jī)為控制核心，通過A/D電路將輸入的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號后顯示在LCD1602液晶顯示屏上。液晶模塊電路圖如圖39所示，它還可以通過調(diào)節(jié)變阻器10K的電阻R6接入電路中阻值的大小來調(diào)節(jié)液晶顯示屏的亮度。但是根據(jù)本次設(shè)計(jì)的要求，決定采用1602液晶顯示屏。1602液晶顯示屏采用標(biāo)準(zhǔn)的16腳接口,下圖37為1602管腳分布圖：圖37LCD1602管腳分布圖 在不同的設(shè)計(jì)中，由于實(shí)現(xiàn)功能的不同，所以同一種單片機(jī)所使用的顯示器的引腳也各不相同，下圖38所示為本次設(shè)計(jì)當(dāng)中LCD1602液晶顯示屏上各引腳的功能圖： 圖38LCD1602管腳功能圖 早起廣泛使用的LED顯示屏由于功耗方面和體積方面的原因已不能再滿足人們的需要，所以在各行各業(yè)開始越來越多的使用液晶LCD。它是由很多個點(diǎn)陣字符位組成，每一個點(diǎn)陣字符位都可以在1602顯示屏上顯示一個字符。復(fù)位電路如圖36所示：圖36復(fù)位電路LCD1602液晶顯示屏是一種工業(yè)級別的字符型液晶顯示屏，它能夠在屏幕上同時顯示16X02也就是32個字符，這也是1602名字的由來。單片機(jī)系統(tǒng)復(fù)位電路的好壞，直接關(guān)系到整個單片機(jī)系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性，因此復(fù)位電路的設(shè)計(jì)十分重要。晶振電路的設(shè)計(jì)如圖35所示圖35晶振電路本系統(tǒng)中采用的是XTAL的晶體，該晶體兩端分別連接到MSP430F149單片機(jī)的XT2IN、XT2OUT引腳，并且連接兩個100pF的電容，使單片機(jī)能夠正常工作。下圖33是MSP430F149單片機(jī)引腳的分配:圖33MSP430F149引腳圖由于不同的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)功能的而不同，所以選用單片機(jī)的引腳也不盡相同，下圖34介紹一下本設(shè)計(jì)中用到的引腳，如下表:引腳名稱引腳編號說明AVCC64模擬電源的正極，僅提供給模數(shù)轉(zhuǎn)換器的模擬部分AVSS62模擬電源的負(fù)極，僅提供給模數(shù)轉(zhuǎn)換器的模擬部分DVCC 1數(shù)字電源的正極，供給所有數(shù)字部分DVSS63數(shù)字電源的負(fù)極，供給所有數(shù)字部分59一般數(shù)字I/O，模擬信號的輸入端~ 45~48一般數(shù)字I/O，接顯示屏的位選端XIN8低速晶體振蕩器的輸入端XOUT/TCLK9低速晶體振蕩器的輸出端~36~43一般數(shù)字I/O，接顯示屏的段碼端~ 20~27通用數(shù)字I/O，接DA數(shù)據(jù)輸入端XT2IN53高速晶體振蕩器輸入端XT2OUT52高速晶體振蕩器輸出端34一般數(shù)字I/O，發(fā)送數(shù)據(jù)輸出USART1/UART 方式35一般數(shù)字I/O，接收數(shù)據(jù)輸入U(xiǎn)SART1/UART 方式/NMI58復(fù)位輸入端圖34 單片機(jī)引腳分配單片機(jī)的最小系統(tǒng)，是整個設(shè)計(jì)中最核心的部分，因?yàn)樗刂浦壕э@示屏和直流電機(jī)，而對于MSP430F149單片機(jī)來說，晶振電路和復(fù)位電路就構(gòu)成了MSP430F149單片機(jī)的最小系統(tǒng)。設(shè)計(jì)整體原理圖如下圖32所示：32設(shè)計(jì)整體原理圖MSP430F149單片機(jī)比較典型的應(yīng)用就是A/D轉(zhuǎn)換、接收處理和發(fā)送數(shù)據(jù)到總系統(tǒng)。1062液晶顯示模塊MSP430f149單片機(jī)最小系統(tǒng)電源模塊將采集并處理后的數(shù)字信號通過D/A轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換為模擬信號拖動電機(jī)轉(zhuǎn)動將電子油門的模擬信號通過A/D轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號傳送到單片機(jī)圖31 硬件總體結(jié)構(gòu)其中最主要的控制單元就是MSP430F149，電機(jī)驅(qū)動電路，液晶顯示電路，A/D轉(zhuǎn)換電路，D/A轉(zhuǎn)換電路，電子油門模擬輸入信號電路都與單片機(jī)或者其外圍電路有相應(yīng)接口相連。3 硬件總體設(shè)計(jì)本此系統(tǒng)設(shè)計(jì)的硬件部分共有六個：電機(jī)驅(qū)動電路，液晶顯示電路，電子油門模擬輸入信號電路，單片機(jī)及其外圍電路。 這個章節(jié)介紹了電子油門系統(tǒng)的發(fā)展歷程、電子油門檢測系統(tǒng)和拉線油門的基本結(jié)構(gòu)、以及拉線油門和電子油門的工作原理，簡單的闡述了電子油門取代拉線油門的原因。而這種情況對于電子油門來說就是很輕松的，此時ECU收到信號后會認(rèn)為這是駕駛員不太科學(xué)的駕駛方法，于是會發(fā)出信號讓節(jié)氣門以一個特定的速度打開，而不是與駕駛員踩油門踏板的速度相同。下圖23是電子油門檢測系統(tǒng)六大部分之間的聯(lián)系：圖23電子油門檢測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖當(dāng)司機(jī)要加快油門踏板，油門踏板位置傳感器信號可以傳輸?shù)綑z測ECU，ECU的各種工作條件整合之后，對信號進(jìn)行分析，輸出控制信號給驅(qū)動電機(jī)，并由驅(qū)動電機(jī)來直接控制節(jié)氣門的開啟程度，以此來調(diào)整可燃混合氣的進(jìn)氣量，簡而言之，