基于AVR单片机的发动机转速采集系统的开发

基于AVR单片机的发动机转速采集系统的开发

第３７卷第１期２０１０年２月

拖拉机与农用运输车

Ｔｒａｃｔｏｒ＆ＦａｒｒｎＴｒａｎｓｐｏｒｔｅｒ

Ｖ０１．３７Ｎｏ．１Ｆｅｂ．，２０１０

基于ＡＶＲ单片机的发动机转速采集系统的开发

郑轶Ｌ２，张红光２，刘

凯２，郑国勇２，王道静；

（１．北京汽车研究总院有限公司，北京１０００２１；２．北京工业大学环境与能源工程学院，北京１００１２４）

摘要：自主开发了一套简单方便的发动机转速采集系统，该系统以ＡＶＲ单片机为核心，应用ＡＴｍｅｇａ３２Ｉ，单片机进行开发，通过转速传感器输出转速信号，由发动机转速采集系统下位机进行捕捉，并保存在单片机内部，待连续采集９００个转速数据点后。通过串行通讯接口将采集到的转速数据回传给上位机，并保存在Ｅｘｃｅｌ文件内；同时，发动机转速采集系统上位机可对下位机的数据采集时刻进行控制。下住机软件程序采用ｃ语言进行编写，上位机采用Ｖｉｓｕａｌ

Ｂａｓｉｃ

６．０软件进行开发。结果表明：自主开发的发动机

转速采集系统能够实时地采集发动机的转速信号，对发动机的台架试验起到良好的辅助测试作用。

关键词：发动机；转速；信号采集；ＡＴｍｅｇａ３２Ｌ单片机中图分类号：Ｕ４６７，４

文献标识码：Ｂ

文章编号：１００６一０００６ｆ２０１０）０１—０１０３—０２

ＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆＥｎｇｉｎｅＳｐｅｅｄＡｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎＳｙｓｔｅｍＢａｓｅｄ

（１．Ｂｅｉｊｉｎｇ

ＡｕｔｏｍｏｔｉｖｅＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ

ｏｎ

ＡＶＲＭＣＵ

ＺＨＥＮＧＹｉｌ”，ＺＨＡＮＧＨｏｎｇ－ｇｕａｎ９２，ＬｔＵＫａｉ２，ＺＨＥＮＧＧｕｏ—ｙｏｎ９２，ＷＡＮＧＤａｏ－ｊｉｎ９２

Ｃｅｎｔｅｒ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００２１，Ｃｈｉｎａ；

２．Ｃｏｌｌｅｇｅｏｆ

ＥｎｅｒｇｙａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＢｅｉｊｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１００１２４，Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｔｈｉｓ

ＡＶＲＭＣＵｉｓａｄｏｐｔｅｄｗｈｉｃｈｉｓｃａｐｔｕｒｅｄｂｙ

ａｓ

ｐａｐｅｒ

ａｓｅｔ

ｏｆｓｉｍｐｌｅａｎｄｃｏｎｖｅｎｉｅｎｔｅｎ画ｎｅｓｐｅｅｄａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｉｓｄｅｖｅｌｏｐｅｄｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔｌｙ．

ｏｕｔｐｕｔ

ｔｈｅ

ｃｏｒｅ

ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒｂｙｔｈｅｓｙｓｔｅｍ，ｔｙｐｅｉｓＡＴｍｅｇａ３２Ｌ．Ｓｐｅｅｄｓｉｇｎａｌ

ｉｓｆｒｏｍｓｐｅｅｄ

ｓｅｎｓｏｒ，

ｌｏｗｅｒｃｏｍｐｕｔｅｒｏｆｅｎｇｉｎｅｓｐｅｅｄａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍ，ａｎｄｔｈｅｎｓａｖｅｄｉｎｂｅｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｄ

ｔｏｕｐｐｅｒ

ｔｈｅＭＣＵ．Ａｆｔｅｒｎｉｎｅｈｕｎｄｒｅｄ

ｓｐｅｅｄｄａｔａｈａｖｅｂｅｅｎａｃｑｕｉｒｅｄｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｌｙ，ｔｈｅｄａｔａ

ｃａｎ

ｃｏｍｐｕｔｅｒｏｆｅｎｇｉｎｅ

ｓｐｅｅｄａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍ

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ｔｈｒｏｕｇｈｓｅｒｉａｌｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｉｎｔｅｒｆａｃｅａｎｄｓａｖｅｄｉｎｔｈｅｅｘｃｅｌｆｉｌｅ．ＤａｔａａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎｔｉｍｅｏｆｅｎｇｉｎｅｗｉｔｈＣ

ｃａｎ‘ｂｅｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄｂｙ

ｃｏｍｐｕｔｅｒ

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６．０．Ｔｈｅ

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ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ．

ＫｅｙＷＯｒｄｓ：Ｅｎｇｉｎｅ；Ｓｐｅｅｄ；Ｓｉｇｎａｌａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ；ＡＴｍｅｇａ３２ＬＭＣＵ

发动机的转速是评价发动机性能的一个重要参数。对于具有电控系统的发动机，由于需要控制点火正时和燃料喷射正时，因而必须精确确定发动机曲轴和凸轮轴的佗置。此时的转速信号不仪是指示发动机的工况参数，而且还是控制点火正时或燃料喷射正时的基准…。所以，转速信号的采集和处理是发动机电控系统中一项十分蕈要的工作。以发动机转速信号为核心的数据采集系统，它主要是使用单片机采集转速数据，并将其在功能更为强大的Ｐｃ机上进行数据分析，以方便研究发动机的工作状态和转速之间的内在关系。

目前，发动机转速的采集按使用的传感器类型主要可以分为磁屯式、霍尔效，菠式和光电式３种【２以Ｊ。

Ｉ）磁电式

当有凸齿的导磁体在磁铁附近旋转时，因磁阻的突然上升或下降导致磁场发生变化，使绕在磁铁上的线圈的两端产生一种与转速成正比的感应电动势并以脉冲的形式输出。磁电式转速传感器由于其输出的信号大、信噪比高、能量自给、能独屯工作、测量的转角误差在±Ｏ．５。ＣＡ的范围内，因此是一种常见的转速与曲轴位置传感器。

２）霍尔效应式

霍尔效廊式转速传感器足利用霍尔效应原理制成的。其输出信

号是矩形脉冲，很适合于数字控制系统，不仅抗干扰能力强，而且输出电压信号稳定。只要存在磁场．霍尔元件总是产生相同的电压，其大小与转速无关，即使是在发动机启动时的低转速状态下，仍能获得较高的枪测精度。

３）光电式

光电式转速传感器由发光二极管、光敏ｉ极管和遮光盘组成。其工作时，由遮光盘交替地通、断从发光一极管射向光敏三极管上的光线，使光敏－三极管导通或截止，从而产生脉冲信号。光电式转速传感器能够检测转速很低时的运行状态，精度也很高。其特点是不受电波的下扰，对环境的适应性强；其缺点是必须保持发光二极管和光敏＝三极管表面的清洁度，否则会影响光电传感器的Ｊ：作。

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