c8051f單片機的小型渦噴發(fā)動機控制系統(tǒng)-在線瀏覽
2024-08-17 11:43本頁面
【正文】 采用了CYGNAL公司的51單片機C8051F作為控制器,該單片機具有以下特點：（1）10位8通道逐次比較式ADC,數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換速率可達(dá)100ksps。 在線實時動態(tài)調(diào)試。 （ 參見圖3 ）。（5）PWM信號由PCA產(chǎn)生，PCA由一個專門的16位 C/T和5個capture/pare模塊構(gòu)成。 由以上特點可以看出，C8051F單片機具有豐富的片上硬件資源及高運算速度，這為實現(xiàn)復(fù)雜的控制算法提供了保障，而且?guī)缀醪恍柘到y(tǒng)擴展即可滿足控制系統(tǒng)對硬件資源的需求，極大提高了系統(tǒng)可靠性。 PWM控制電路控制系統(tǒng)中氣閥，點火器，啟動電機和油泵電機等器件需要PWM信號來控制其工圖3這些大功率器件都不能直接由單片機輸出信號直接控制。根據(jù)各被驅(qū)動器件的工作特點，合理選擇相應(yīng)參數(shù)的MOS管，使MOS管可靠地控制各器件，電路如圖4所示。 PWM控制電路3．3從測溫范圍、測量精度及成本等方面綜合考慮，采用了鎳鉻－鎳硅（Ni,Cr,Si）熱電偶作為測溫元件，鎳鉻－鎳硅熱電偶具有良好的線性度，能很好地滿足發(fā)動機尾噴管測溫需求。關(guān)于熱電偶的冷端補償問題，這里采用單片機片上溫度傳感器測得的溫度作為冷端溫度，根據(jù)中間溫度定律，E(T,0)=E(T,T0)+E(T0,0),其中E(T0,0)由所測的冷端溫度T0根據(jù)熱電勢和溫度的單值函數(shù)關(guān)系式求出，所以E(T,0)亦可求出，從而推算出熱端溫度。圖5 儀用放大器3．4 轉(zhuǎn)速及遙控指令測量電路發(fā)動機每轉(zhuǎn)一周，測量電路發(fā)出兩個脈沖。轉(zhuǎn)速由單片機的16bit定時器T4的捕獲功能（快速輸入）測得每個脈沖的周期而推算出來。所以既可達(dá)到足夠高的測量精度，又為軟件處理提供方便。速度指令脈沖的脈寬對應(yīng)不同的期望轉(zhuǎn)速，并通過16－bit定時器T2實現(xiàn)測量。 I2C總線和UART總線系統(tǒng)中的狀態(tài)指示電路、LCD顯示電路、參數(shù)記錄電路和鍵盤掃描電路等功能模塊圖6 轉(zhuǎn)速測量電路示意圖采用I2C總線結(jié)構(gòu)，以實現(xiàn)各個模塊的數(shù)據(jù)和指令交換。(2)掛在總線上的各個器件都通過軟件尋址，且總存在主/從關(guān)系，當(dāng)兩個或多個主方同時發(fā)起數(shù)據(jù)傳輸時，可進(jìn)行沖突檢測及仲裁。其中參數(shù)記憶器件采用32K EEPROM (AT24C256),四個LED狀態(tài)顯示燈利用PCF8574串并轉(zhuǎn)換器來驅(qū)動。為實現(xiàn)功能擴展的需要，也將片上的兩個UART接口通過接口芯片接出來，以便于與PC機或其它設(shè)備通訊。 LCD顯示及參數(shù)設(shè)置根據(jù)參數(shù)顯示的要求，LCD顯示選用了主控制驅(qū)動電路為HD44780的16字符2行的58點陣液晶顯示器，此顯示器是通過并行口與外部控制器連接的，因此，我們采用了PCF8574 I2C－并口轉(zhuǎn)換芯片將其與系統(tǒng)相連。控制系統(tǒng)的狀態(tài)和參數(shù)顯示或修改通過6個功能菜單實現(xiàn)，其中四個菜單可通過快捷鍵直接進(jìn)入，而所有菜單都可通過菜單選擇鍵（MENU ）進(jìn)入。此參數(shù)盒也通過I2C總線與系統(tǒng)連接。 控制系統(tǒng)軟件控制軟件需要完成的任務(wù)包括：數(shù)據(jù)檢測（包括4路A/D轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)速和速度指令測量等）、鍵盤
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