单片机控制电子喷油泵试验台的研究

唐 涌，张仕强

1 系统设计概述

1.1 整体系统结构模块

目前采用的6PSD30－1型电子系统对喷油泵试验台的系统控制，能够形成有效的控制效果，尤其是可控硅转差离合器的整体调速。在整个功率的运用性能参数中，系统的主电机功率都为3kw，从主轴的转速控制来看，速度控制在120～1200r·min－1，量油的基数控制在100次，动力原件主要采用的是分立原件的构造。这个系统没有油温的检测系统，在控制上并不是很到位，对于量油的技术主要采用传统的玻璃量筒进行目测，给整个测量带来更多的不精准性。在国际上对于量油的标准化改进措施主要有数字显示压力、温度、转速等多方面的要求，这些要求与整个燃油机的喷油泵控制系统是联系在一起的。在整个控制中，应让单片机在功能上整体运转起来，而不是各自运转。试验系统的几个重要模块要构建整体的系统化和部分的模块化的结构，为了增强其效果，可选择8301单片机。为了有效地控制喷油泵的主轴，要计算出转动速度，精准设定控制模式，其核心是精确地设定喷油器的计数模块并且严格地控制其运转速度，优化整个喷油设备的设计。

1.2 系统构成概述

所有系统硬件都是在8031型号单片机系统基础上进行匹配的。在单片机中，有8位微型处理器，来进行分析和处理数据，片内有256字节的数据处理器，可以及时地储存数据。程序代码被储存在4k的程序储存器中，有4个I/O接口P0－P3，能做到8位并行，将输入端与输出端合二为一。有3个定时器和记数器，把系统产生的脉冲准确记录下来，配备5个中断控制系统，用来适时地处理系统所出现的状况，极大地提高了工作效率。拥有1个全双工UART的串行I/O口，帮助8301单片机和其它型号的单片机进行通信。由振荡器和时钟产生微量的电流，但石英晶体和微调电容必须要和接在单片机外面的8031单片机的振荡频率在一定范围内保持一致，12MHZ是其最高的频率上限，再由总线把单片机的各个部分串联起来。

1.3 8031单片机引脚介绍

8031 单片机共有40个引脚，左右各20个。主电源引脚有2个，外接晶振引脚2个，控制引脚4个，可编程输入输出引脚32个。按引脚分类作出部分功能的介绍。(1)电源引脚Vcc和Vss。Vcc:接在正5伏特电源的正极;Vss:接在正5伏特电源的正极。(2)外接晶振引脚XTAL1和XTAL2，这两个引脚都接在石英晶体的一端，在单片机内部对输入的数据信息进行放大，构成一个外部时钟，作为外部振荡信号的输入端。(3)控制信号及电源复用引脚。(a)RST/VPD:复位功能引脚，使单片机回到原来的工作状态;(b)ALE/P:允许地址锁存信号引脚;(c)PSEN:输出外部程序存储器并且选择通信信号;(d)EA/Vpp:进行对外储存器的访问。(4)P0口、P1口、P2口及P3口。

2 单片机控制电子喷油泵试验台的系统硬件总体设计

2.1 喷油计数模块硬件设计

模型的的整体设计主要围绕喷油泵实验台的整个功能进行深入分析，尤其是在数据显示、传感器等综合因素的影响下，要形成更大的技术控制模式，这样更有利于整个技术的全面把握。在喷油器计数器的控制中，对于单片机软件的开发与控制，要形成各种设备资源、储备力量，包括键盘显示器、计数传感器、机电线路等。对于计数传感器的电磁式运用，可以形成相应的模块设计，在线圈控制范围内，形成非电量变换与电量输出的整体性，尤其是信号处理的归整性上，对于波形的整体控制，可以与TO相连，减少单片机的计数上出现的错误，使计数传感器与TO之间能够完美地配合。

2.2 主轴转速模块硬件设计

系统在工作时要对数据进行高速的扫描，满足系统开发的ARM的开发环境，于是在设计本款系统时设计者选择了keil uvision3进行软件开发，在系统内部植入了C语言编译器、汇总编辑器和工管器以及中央调试器等各个模块，使得系统在运转的过程中大大加快了速率。无论是初学者还是专业的开发工程师都能按照自己所需内容去开发软件。不但如此，在ARM的选择上采用目前市面上普遍使用的Philips、Samsung、Atmel、Analog等商家的ARM微控制器。另一方面，uvision调试器能够引导并且帮助我们在进行ARM的调节上更加精准，如I2C、CAN、UART、SPI、中断、I/O口、A/D转换器和PWM模块等都可以凭借ARM进行调配。转换器的ULINK USB－JTAG能够把PC机的USB端口与想要进行连接的目标的jtac或者是ocd相连。通过使用uvision IDE/调试器和ULINK USB－JTAG转换器，使用者可以很方便地下载或者编辑所需要的软件。

3 系统软件总体设计

3.1 模块介绍

长为34mm，宽为18mm，厚为1.6mm。(1)2.4Ghz全球开放式ISM频段;(2)2Mbps的速率，GFSK高效调制;(3)126频道满足多点通信;(4)内置2.4Ghz天线，体积小巧34mm×17mm;(5)模块的软件设立地址方便，能直接连接不同型号的单片机;(6)标准DIP间距接口，植入应用更加便捷;(7)使用高端Enhanced Shock-Bursdet，应答机制使得丢包率大大降低。单片机的主程序主要完成系统的初始化、与上位机握手、接收预置参数、调用主轴转速程序、调用喷油计数程序、调用数据采集发送程序等任务。

3.2 软件系统模块

整个软件系统的控制程序主要采用Visural Basic 6.0和MCS－51汇编语言。软件模块包括上位PC机、下位AT89C52的模块设计。系统化的通信模块处理主要完成对操作过程的交互功能，尤其是其中软件控制中的参数设定、数据显示等，对于控制系统中的程序语言，要形成全面的优化管理。喷油泵试验台控制系统的AT89C52单片机控制软件可以通过数据采集与控制的方式，形成系统初始化、喷油整体计量、转速、信号处理、数据分析等多方面的功能，实现可操作状态下的技术运用功能，更好地推动整个功能模块的优化。

3.3 技术参数概述

(1)工作电压:DC 5V至20V;(2)静态功耗:65UA;(3)电平输出:高3.3V，低0V;(4)延时时间:可调(0.3～18s);(5)封锁时间:0.2s;(6)触发方式:L不可重复，H可重复，默认值为H;(7)感应范围:小于120度锥角，7米以内;(9)工作温度:－15～+70度;(10)PCB外形尺寸:32mm×24mm，螺丝孔距28mm，螺丝孔径2mm。感应透镜尺寸(直径)为23mm(默认)。其功能特点:①全自动感应:高电平触发，低电平输出。②光敏控制:模块预留有位置，光敏控制为可选功能，白天或其他情况不感应。③两种触发方式:L不可重复，H可重复。可跳线选择，默认为H。④具有感应封锁时间:在切换过程中可以利用此功能有效地抵抗各种干扰，默认设置为0.2s。⑤工作电压幅度大:工作电压出厂默认为直流5V至20V。⑥微功耗:静态电流65μA。⑦输出高电平信号:可方便与各类电路实现对接。

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