【正文】 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(gè)插件上引腳的電位，仔細(xì)測(cè)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(shí)將會(huì)損壞 部分元器件 。 程序所實(shí)現(xiàn)的功能 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： 23 程序見(jiàn)附錄 1 實(shí)物結(jié)果分析 在樣機(jī)加電之前，首先用萬(wàn)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(duì)元器件的型號(hào)、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(kù)管理和一個(gè)功能強(qiáng)大的仿真調(diào)試器等在內(nèi)的完整開(kāi)發(fā)方案，通過(guò)一個(gè)集成開(kāi)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(jiǎn)介： 單片機(jī)開(kāi)發(fā)中除必要的硬件外，同樣離不開(kāi)軟件，我們寫(xiě)的匯編語(yǔ)言源程序要變?yōu)?CPU 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(xiě)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(xiě)各個(gè)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(xiě)的模塊程序易于移植。 C 語(yǔ)言編寫(xiě)的程序比用匯編編寫(xiě)的程序更符合人們的思考習(xí)慣。程序編寫(xiě)語(yǔ)言比較常見(jiàn)的有 C 語(yǔ)言、匯編語(yǔ)言。 22 4 軟件設(shè)計(jì)和實(shí)物結(jié)果分析 編寫(xiě)語(yǔ)言的選擇 對(duì)于單片機(jī)的開(kāi)發(fā)應(yīng)用中，逐漸引入了高級(jí)語(yǔ)言， C 語(yǔ)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(hào)放大到足夠的幅度去帶動(dòng)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(shí)間，即可讓電機(jī)轉(zhuǎn)速得設(shè)電機(jī)始終接通電源時(shí)，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(shí)的速度 (最大 )； D=／卜占空比。因此， PWM 又被稱為“開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)裝置”。在 PWM 驅(qū)動(dòng)控制的調(diào)整系統(tǒng)中，按一個(gè)固定的頻率來(lái)接通和斷開(kāi)電源，并根據(jù)需要改變一個(gè)周期內(nèi)“接通”和“斷開(kāi)”時(shí)間的長(zhǎng)短。 PWM 直流電機(jī)調(diào)速 PWM 是通過(guò)控制固定電壓的直流電源開(kāi)關(guān)頻率，從而改變負(fù)載兩端的電壓，進(jìn) 滑動(dòng)變阻器模擬信號(hào) AD 轉(zhuǎn)換電路 單片機(jī) MSP430F149 1602 顯示 屏 20 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(guò) A/D 電路將輸入的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)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(guò)調(diào)節(jié)變阻器 10K 的電阻 R6接入電路中阻值的大小來(lái)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： 18 圖 38LCD1602 管腳功能圖 液晶顯示模塊電路設(shè)計(jì) 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(kāi)始越來(lái)越多的使用液晶 LCD。 它是由很多個(gè)點(diǎn)陣字符位組成，每一個(gè)點(diǎn)陣字符位都可以在 1602 顯示屏上顯示一個(gè)字符。復(fù)位電路如圖 36所示： 圖 36復(fù)位電路 17 液晶顯示模塊 液晶顯示屏的選擇 LCD1602 液晶顯示屏是一種工業(yè)級(jí)別的字符型液晶顯示屏，它能夠在屏幕上同時(shí)顯示 16X02 也就是 32 個(gè)字符，這也是 1602 名字的由來(lái)。單片機(jī)系統(tǒng)復(fù)位電路的好壞，直接關(guān)系到整個(gè)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 16 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(gè) 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 : 14 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(hào) 說(shuō)明 AVCC 64 模擬電源的正極，僅提供給模數(shù)轉(zhuǎn)換器的模擬部分 AVSS 62 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 DVSS 63 數(shù)字電源的負(fù)極，供給所有數(shù)字部分 ，模擬信號(hào)的輸入端 ~ 一般數(shù)字 I/O，接顯示屏的位選端 15 ~48 XIN 8 低速晶體振蕩器的輸入端 XOUT/TCLK 9 低速晶體振蕩器的輸出端 ~~43 一般數(shù)字 I/O，接顯示屏的段碼端 ~ ~27 通用數(shù)字 I/O，接 DA 數(shù)據(jù)輸入端 XT2IN 53 高速晶體振蕩器輸入端 XT2OUT 52 高速晶體振蕩器輸出端 ，發(fā)送數(shù)據(jù)輸出 USART1/UART 方式 ，接收數(shù)據(jù)輸入 USART1/UART 方式 RST /NMI 58 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) 單片機(jī)的最小系統(tǒng)，是整個(gè)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(duì)于 MSP430F149 單片機(jī)來(lái)說(shuō)，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： MSP430f149 單片機(jī)最小系統(tǒng) 電源模塊 1062液晶顯示模塊 將電子油門(mén)的模擬信號(hào)通過(guò)A/D 轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)傳送到單片機(jī) 將采集并處理后的數(shù)字信號(hào)通過(guò) D/A 轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)拖動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng) 13 32設(shè)計(jì)整體原理圖 單片機(jī)模塊 單片機(jī)的選擇 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)。 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(dòng)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(mén)模擬輸入信號(hào)電路都與單片機(jī)或者其外圍電路有相應(yīng)接口相連。 12 3 硬件總體設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)方案 本此系統(tǒng)設(shè)計(jì)的硬件部分共有六個(gè)：電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，液晶顯示電路，電子油門(mén)模擬輸入信號(hào)電路，單片機(jī)及其外圍電路。 本章小結(jié) 這個(gè)章節(jié)介紹了電子油門(mén)系統(tǒng)的發(fā)展歷程、電子油門(mén)檢測(cè)系統(tǒng)和拉線油門(mén)的基本結(jié)構(gòu)、以及拉線油門(mén)和電子油門(mén)的工作原理，簡(jiǎn)單的闡述了電子油門(mén)取代拉線油門(mén)的原因。而這種情況對(duì)于電子油門(mén)來(lái)說(shuō)就是很輕松的，此時(shí) ECU 收到信號(hào)后會(huì)認(rèn)為這是駕駛員不太科學(xué)的駕駛方法，于是會(huì)發(fā)出信號(hào)讓節(jié)氣門(mén)以一個(gè)特定的速度打開(kāi)，而不是與駕駛員踩油門(mén)踏板的速度相同。下圖 23 是電子油門(mén)檢測(cè)系統(tǒng)六大部分之間的聯(lián)系： 圖 23 電子油門(mén)檢測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖 電子油門(mén)檢測(cè)系統(tǒng)的工作原理 當(dāng)司機(jī)要加快油門(mén)踏板，油門(mén)踏板位置傳感器信號(hào)可以傳輸?shù)綑z測(cè) ECU， ECU的各種工作條件整合之后，對(duì)信號(hào)進(jìn)行分析，輸出控制信號(hào)給驅(qū)動(dòng)電機(jī) ，并由驅(qū)動(dòng)電機(jī)來(lái)直接控制節(jié)氣門(mén)的開(kāi)啟程度，以此來(lái)調(diào)整可燃混合氣的進(jìn)氣 量，簡(jiǎn)而言之， 11 電子油門(mén)就是通過(guò)電子控制單元將各傳感器采集的各種信號(hào)進(jìn)行比對(duì)分析，調(diào)節(jié)及節(jié)氣門(mén)的開(kāi)度，改變空燃比，使可燃混合氣能夠充分的燃燒。由于電子油門(mén)檢測(cè)系統(tǒng)是由汽車電子控制單元來(lái)控制節(jié)氣門(mén)，因此電子油門(mén)檢測(cè)系統(tǒng)可以通過(guò)改變各種功能來(lái)提高駕駛時(shí)的舒適性和安全性。能夠?qū)崟r(shí)地檢測(cè)到油門(mén)踏板的位置的變化。 電子油門(mén)檢測(cè)系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu) 電子油門(mén)檢測(cè)系統(tǒng)由六大部分組成，包括油門(mén)踏板、油門(mén)踏板位置傳感器、汽車電子控制單元、總線、電機(jī)和節(jié)氣門(mén)執(zhí)行機(jī)構(gòu) 。 但隨著科技的發(fā)展，技術(shù)日趨成熟，成本逐漸降低，以及日漸枯竭的能源的保護(hù)環(huán)境的要求，現(xiàn)代的汽車基本都配置了電子油門(mén)。 隨著汽車性能要求的提高和汽車電子行業(yè)各方面的發(fā)展，在第二十世紀(jì) 80 年代 ，電子節(jié)氣門(mén)的汽車，第一次出現(xiàn)在 bmw750il 車。這種控制方式不是直接的，而是間接地，這就是電子油門(mén)。駕駛員的施加給油門(mén)踏板的動(dòng)作由油門(mén)踏板位置傳感器給 ECU。目前現(xiàn)在的汽車上都是使用的帶有節(jié)氣門(mén)位置傳感器的節(jié)氣門(mén)，而傳統(tǒng)的節(jié)氣門(mén)已經(jīng)慢慢被淘汰。 本文研究的主要內(nèi)容 ，包括它的的構(gòu)造和工作原理 ，以及整個(gè)原理圖的設(shè)計(jì) ， 5000 字以上 8 2 電子油門(mén)檢測(cè)系統(tǒng) 電子油門(mén)的由來(lái)及發(fā)展過(guò)程 早期的拉線式油門(mén)，油門(mén)踏板與節(jié)氣門(mén)是由拉線方式機(jī)械的連在一起，通過(guò)油門(mén)踏板直接的控制節(jié)氣門(mén)的開(kāi)啟 程度，因此拉線式油門(mén)不能對(duì)節(jié)氣門(mén)的開(kāi)度實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，而是需要嚴(yán)格地服從駕駛員的意圖及其相關(guān)操作，早期的拉線式式油門(mén)的構(gòu)造比較簡(jiǎn)單，如圖 21，構(gòu)造中沒(méi)有電子傳感器裝置。 因此，電子油門(mén)檢測(cè)系統(tǒng)是非常適合于汽車工業(yè)的發(fā)展，而且還可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制節(jié)氣門(mén)開(kāi)度，這是地球環(huán)境和產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有十分重要的意義。然后再在從而更好的讓電控單元 (ECU)根據(jù)油門(mén)踏板位置傳感器等檢測(cè)工況。單片機(jī)由于強(qiáng)大的數(shù)據(jù)采集和處理能力，并且其性能穩(wěn)定、成本低、有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，因此在新型工業(yè)生產(chǎn)中被廣泛應(yīng)用。并 且，因?yàn)殡娮佑烷T(mén)控制系統(tǒng)是通過(guò) ECU來(lái)控制節(jié)氣門(mén)的，因此，電子油門(mén)控制系統(tǒng)可以設(shè)置各式功能來(lái)提高駕駛的舒適性和安全性。電子節(jié)氣門(mén)控制方式 是 ，駕駛員通過(guò)加速踏板控制電纜，但不直接控制節(jié)氣門(mén)，但通過(guò)油門(mén)踏板位置傳感器 ，而傳感器將拉線的位置的變化轉(zhuǎn)化為電信號(hào)傳送到汽車的 ECU， ECU 把采集到的相關(guān)傳感器的信號(hào)經(jīng)過(guò)統(tǒng)一處理后發(fā)送信號(hào)給油門(mén)控制單元，油門(mén)控制單元再發(fā)送信號(hào)給節(jié)氣門(mén)，以此調(diào)節(jié)節(jié)氣門(mén)的開(kāi)合度。 老式油門(mén)的控制方式是通過(guò)駕駛員踩油門(mén)踏板，油門(mén)拉線直接控制發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)氣門(mén)的開(kāi)啟度數(shù)，由此來(lái)決定減速或加速。老式的油門(mén)踏板是被動(dòng)控制的油門(mén)，而現(xiàn)代的電子油門(mén)踏板是主動(dòng)控制的油門(mén)。而提升國(guó)內(nèi)的汽車電子油門(mén)技術(shù)，不僅要學(xué)習(xí)外國(guó)的先進(jìn)技術(shù)，而且要根據(jù)國(guó)家現(xiàn)狀，獨(dú)立研究、開(kāi)發(fā)一些有創(chuàng)新和技術(shù)含量的產(chǎn)品。我國(guó)的電子油門(mén)檢測(cè)系統(tǒng)的研究仍無(wú)法和國(guó)外相提并論，僅對(duì)電子油門(mén)的構(gòu)造、實(shí)現(xiàn)的功能和理論有一定的研究。電子油門(mén)在由先前的拉線控制發(fā)展到現(xiàn)在的電子控制；驅(qū)動(dòng)由步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)換為直流電機(jī)；從以前單一的提高駕駛性能到現(xiàn)在提高發(fā)動(dòng)機(jī)的排放性、經(jīng)濟(jì)性及舒適性等多項(xiàng) 綜合的性能。 高負(fù)荷，轉(zhuǎn)速，空轉(zhuǎn)引擎轉(zhuǎn)換為脈沖信號(hào)傳輸?shù)桨l(fā)動(dòng)機(jī)的 ECU，實(shí)現(xiàn)燃油噴射的自動(dòng)控制 。PWM speed