嵌入式汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)檢測(cè)裝置設(shè)計(jì) - 全文

　　通過(guò)先進(jìn)的載體設(shè)備和技術(shù)手段，檢測(cè)、診斷、維修電子噴射的現(xiàn)代化汽車(chē)。本文的汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)檢測(cè)裝置就是一款具突破性的裝置。

　　汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)檢測(cè)裝置

　　本文以LPC2134微處理器為核心，其他還包括高壓線圈感應(yīng)電路，低壓線圈感應(yīng)電路、電源電路、LCD點(diǎn)陣顯示電路以及鍵盤(pán)電路等。硬件框圖如圖1所示。

?

　　圖1 汽車(chē)速度檢測(cè)系統(tǒng)硬件框圖

　　這里，LPC2134微控制器基于一個(gè)支持實(shí)時(shí)仿真和嵌入式跟蹤的32位ARM7TDMI-S CPU，并帶有128kB嵌入的高速Flash存儲(chǔ)器。?較小的封裝和很低的功耗，以及8位ADC和10位DAC，使其特別適用于工業(yè)控制應(yīng)用以及各種測(cè)量系統(tǒng)。

　　本系統(tǒng)主要檢測(cè)高壓低壓線圈的波形信號(hào)，并將其顯示在LCD顯示器上，還可通過(guò)高壓信號(hào)的兩次脈沖間隔計(jì)算發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。

　　本裝置直接連接220V交流市電就可以工作。

　　汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)檢測(cè)系統(tǒng)硬件環(huán)境

　　電源電路

　　本裝置電源電路如圖2、圖3所示。

?

　　圖2 220V交流電變壓直流12V

?

　　圖3 直流12V變壓直流3.3V

　　圖2中，從接口S2接入的220V左右的交流電壓，經(jīng)變壓器T2變壓，經(jīng)全波整流電橋D2整流后，得到為0~12V左右的波動(dòng)直流。這一波動(dòng)的直流經(jīng)C5、C6、L4組成的∏型濾波后，得到一較平穩(wěn)的直流，再通過(guò)C7、C8、C12濾掉雜波，再經(jīng)圖3中HT7533穩(wěn)壓為+3.3V，經(jīng)C13、C18、C19、C20再次濾波后，得到穩(wěn)定的+3.3V直流電流，為系統(tǒng)微處理器和顯示電路供電。

　　點(diǎn)陣模塊OCM12864-5

　　OCM12864液晶顯示模塊是128×64點(diǎn)陣型液晶顯示模塊，可顯示各種字符及圖形，可與CPU直接接口，具有8位標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)總線、6條控制線及電源線。這里采用KS0108控制IC。

　　線圈感應(yīng)及顯示硬件電路

　　汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)檢測(cè)原理主要是通過(guò)感應(yīng)線圈感應(yīng)高壓與低壓線圈的信號(hào)，并將感應(yīng)信號(hào)通過(guò)開(kāi)關(guān)管輸入到LPC2134微處理器的GPIO端口。通過(guò)微處理器的定時(shí)器測(cè)量脈沖信號(hào)的周期，再將信號(hào)顯示在LCD點(diǎn)陣顯示器上。由于發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)兩周就會(huì)出現(xiàn)連次高壓線圈信號(hào)，因此通過(guò)測(cè)量?jī)纱胃邏好}沖的時(shí)間間隔，就可以計(jì)算出發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。轉(zhuǎn)速數(shù)值經(jīng)軟件轉(zhuǎn)換成顯示碼由顯示電路處理后顯示出來(lái)。 LPC2134與OCM12864接口電路如圖4所示。

?

　　圖4 LPC2134與OCM12864接口電路圖

　　軟件設(shè)計(jì)中，主程序?qū)︽I盤(pán)子程序進(jìn)行掃描，如有鍵被按下，LPC2134微處理器相應(yīng)的端口電壓就會(huì)被拉低，單片機(jī)的功能就對(duì)端口進(jìn)行定位，判斷是哪個(gè)端口被拉低，并計(jì)算建值，從而轉(zhuǎn)向執(zhí)行不同功能的子程序，并刷新顯示器的顯示內(nèi)容。

　　鍵盤(pán)電路

　　硬件電路中，按鍵一端接上拉4.7kΩ電阻接ARM輸入，另一端接地，如圖5所示。

?

　　圖5 鍵盤(pán)電路

　　利用鍵盤(pán)掃描法，首先判斷有無(wú)鍵按下。為此，設(shè)置微處理器端口由高電平變成低電平，表明有鍵按下;若微處理器端口為高電平，則表明無(wú)鍵按下。圖中，KEY1按下顯示高壓線圈波形信號(hào)，KEY2按下顯示低壓線圈波形信號(hào)，KEY3按下顯示發(fā)動(dòng)機(jī)速度，KEY4按下則打開(kāi)背光。

　　汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)檢測(cè)裝置軟件程序

　　本系統(tǒng)軟件主要的任務(wù)是：主程序掃描鍵盤(pán)，當(dāng)有鍵按下，判斷鍵值轉(zhuǎn)向，執(zhí)行不同的功能程序模塊，同時(shí)進(jìn)行相應(yīng)測(cè)量，并通過(guò)LCD點(diǎn)陣顯示器顯示相應(yīng)的測(cè)量信息。

　　主程序由脈沖檢測(cè)子程序、鍵盤(pán)子程序、定時(shí)中斷子程序、速度計(jì)算子程序和顯示子程序等組成。如圖6所示。

?

　　圖6 程序方框圖

　　速度脈沖計(jì)算的子程序及解釋如下：

　　uint32 speed(void)

　　{

　　uint32 Time;

　　uint32 SpeedValue;

　　PINSEL0 = 0x00050005;

　　PINSEL1 = 0x14000000;

　　IO0DIR = 0x02000000;

　　IO1DIR = 0x003f0000;

　　// 硬件輸入輸出接口初始化

　　T0TC = 0;

　　//定時(shí)器設(shè)置為0

　　T0PR = 0;

　　//時(shí)鐘不分頻

　　while((IOPIN&0x00000004) != 0); //等待p0.4低電平脈沖信號(hào)

　　T0TCR = 0x01;

　　//啟動(dòng)定時(shí)器0

　　while((IOPIN&0x00000004) == 0)

　　while((IOPIN&0x00000004) != 0);

　　//等待p0.4下一個(gè)低電平脈沖信號(hào)

　　T0TCR = 0x00;

　　Time = T0TC;

　　Time = Time/Fpclk;

　　//記錄脈沖寬度

　　SpeedValue = 1/Time*60;

　　//計(jì)算速度每分鐘多少轉(zhuǎn)

　　return SpeedValue;

　　}

　　顯示部分子程序及解釋如下：

　　/*-顯示器初始化-*/

　　void init_lcd (void)

　　{

　　IO1CLR = rst;//rst=0;

　　delay(50);

　　IO1SET = rst;//rst=1;

　　IO1SET = cs1;//cs1=1;

　　IO1SET = cs2;//cs2=1;

　　wr_lcd (comm,disp_off); //#define comm 0 關(guān)顯示

　　//#define disp_off 0x3e

　　wr_lcd (comm,disp_on);

　　//#define disp_on 0x3f 開(kāi)顯示

　　}

　　/*-寫(xiě)數(shù)據(jù)或命令到LCD-*/

　　void wr_lcd (uint8dat_comm, uint8 content)

　　{

　　chk_busy ();

　　if(dat_comm){ IO1SET = di; }

　　else{ IO1CLR = di; } //di=dat_comm;

　　IO1CLR = rw;//rw=0;

　　IO0DIR = IO0DIR | IO16_23;

　　// 設(shè)置P0.0-P0.7為GPIO輸出模式

　　data_ora=( ( data_ora & !(IO16_23) ) | content<<16 );

　　IO1SET = e;//e=1;

　　IO1CLR = e;//e=0;

　　IO0DIR=IO0DIR & !(IO16_23);// 設(shè)置P0.16-P0.23為GPIO輸入模式

　　}

　　/*-讀LCD數(shù)據(jù)-*/

　　uint8 rd_lcd (void)

　　{

　　uint8 rddata;

　　chk_busy ();

　　IO1SET = di;//di=1;

　　IO1SET = rw;//rw=1;

　　IO1SET = e;//e=1;

　　rddata= data_ora>>16;

　　IO1CLR = e;//e=0;

　　return rddata;

　　}

　　/*-寫(xiě)點(diǎn)陣-*/

　　void lat_disp (uint8 data1,uint8 data2)

　　{

　　uint8 i,j;

　　IO1SET = cs1;//cs1=1; //兩屏同時(shí)寫(xiě)數(shù)據(jù)

　　IO1SET = cs2;

　　//cs2=1;

　　wr_lcd (comm,disp_on);

　　for(j=0;j<8;j++) //共8頁(yè)

　　{

　　wr_lcd (comm,disp_x+j);

　　wr_lcd (comm,disp_z);

　　wr_lcd (comm,disp_y);

　　for(i=0;i<32;i++)

　　{

　　wr_lcd (dat,data1);

　　wr_lcd (dat,data2); //每頁(yè)64個(gè)數(shù)

　　}

　　}

　　}

　　/*---指定位置(x,y)顯示row_xl行(每行row_yl個(gè))漢字(大小8xl*yl)---*/

　　void chn_disp (uint8 x,uint8 y,uint8 xl,uint8 yl,uint8 row_xl,uint8 row_yl,const uint8 *chn)

　　{

　　uint8 i,j,k,l,a;

　　//row_xl：顯示row_xl行

　　wr_lcd (comm,disp_on);

　　//每行row_yl個(gè)漢字

　　for(l=0;l

　　//xl：頁(yè)大小，一頁(yè)八個(gè)點(diǎn)

　　{

　　//yl: 列大小，一列一個(gè)點(diǎn)

　　for(k=0;k

　　//x,y:起始位置

　　{

　　for(j=0;j

　　{

　　wr_lcd (comm,disp_x+x+l *xl+j);

　　wr_lcd (comm,disp_z);

　　wr_lcd (comm,disp_y+y+k*yl);

　　a=l*xl*yl*row_yl+k*xl*yl+j*yl; //a:數(shù)組chn[]中第a個(gè)字符

　　for(i=0;i

　　wr_lcd (dat,chn[a+i]);

　　}

　　}

　　}

　　}

　　結(jié)語(yǔ)

　　本系統(tǒng)以目前廣泛應(yīng)用的LPC2134 ARM為控制處理核心，以感應(yīng)高壓線圈和低壓線圈作為ARM的輸入信號(hào)，用OCM12864的點(diǎn)陣作為儀器的顯示，使該裝置可以有效完成對(duì)汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的的精確測(cè)量。它可以將發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)態(tài)運(yùn)行的各種參數(shù)和故障檢測(cè)診斷出來(lái)，然后通過(guò)維修、調(diào)整以達(dá)到修復(fù)發(fā)動(dòng)機(jī)的目的。