图: 发动机台架实验的基本物理量有:发动机转速,扭矩,水温,机油温度,排气温度,进气温度,进气压力等。信号采集的量程是一致的,可由 A/D 芯片的模拟电压输入范围确定, 各类传感器得到的为差分小信号,均需要放大。集成放大器的放大倍数可由实际的情况计算得到,改变 R16 的阻值可以改变放大倍数, 此外, 信号放大前必须经过调零电路, 使得测量前可以进行机械调零。调零及放大电路如图所示。模拟信号需要模数转换后, 送入单片机, A/D 转换器选比较常用的 TLC083 4 芯片。 TLC083 4 是8 位逐次逼近模数转换器, 具有输入可配置的多通道多路器, 通过串行输入输出。其多路器可由软件配置为或差分输入, 也可以配置为伪差分输入。另外, 其输入基准电压大小可以调整,其串行输入结构所以体积小,可节省单片机 I/O 资源,价格也比较适中。发动机中的开关有节气门开关、起动机开关、空调器开关、空档开关等, 发动机在工作时, 需要不时的获取这些开关量的状态。开关量只有两种状态, 只要用一位数据就可以表示一个输入端口的输入。发动机的开关量在输入控制器时, 需要解决来年改革问题, 一个就是电平匹配问题,还有一个就是需要电气隔离。两者均采用光电隔离来解决。电路设计中选中光电耦合器。其接口电路如图: 开关量处理后,经过锁存器锁存,再传给单片机,单片机根据开关量的状态进行判断, 控制发动机下一步的动作。为了加强驱动能力, 设计中用了两个反门芯片, 对锁存信号进行正新。由于数据是单向传输的,所以将取反后的 RD 信号与片选信号与非后,作为锁存器的输入,电路原理图如图: 3.2 控制模块框图与电路设计控制模块主要由微处理器单元、控制开关、输入输出接口电路、多路开关组成的控制模块和由放大驱动电路、执行元件组成的各种控制器组成。发动机的各种控制执行器由放大驱动器和执行器组成,下图是控制模块的组成框图:
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