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PIC单片机在摩托车用焚烧体系中的运用

摘要 数字点火方式具有适时性好、响应快、控制点火时刻更精确等优点。用PIC单片机实现对点火提前角的控制,可灵活调整提前角度,从而使发动机在各种工作转速范围内均能达到在最佳时刻点火,展现发动机最佳性能

摘要 数字焚烧方法具有当令性好、呼应快、操控焚烧时刻更精确等长处。用PIC单片机完结对焚烧提早角的操控,可灵敏调整提早视点,然后使发起机在各种作业转速范围内均能抵达在最佳时刻焚烧,展示发起机最佳功用,完结提早角的数字化操控。

现在操控焚烧角运用最多的对错触摸式电容放电焚烧体系和非触摸式晶体管焚烧体系。但是惯例的模拟式电子焚烧体系,即便在现已获得最佳焚烧角改变规则时,由于反响不灵敏及其他固有缺点,仍难以按此规则作出精确的焚烧角操控。文中提出了由智能芯片(MCU)操控的数字化焚烧体系。数字式焚烧器可充分发挥软件的强壮功用,精确地操控焚烧提早角,使发起机在各种转速下精确地抵达最佳焚烧。

单片机选用PIC16F877芯片,它归于闪存式(Flash)单芯片,能够重复擦写,其ROM的容量总共是8 kB。PIC单片机指令集的一大特色是均为单字节指令,这个特色有利于抗搅扰,且具有工业级的芯片特性和较低价的价格,故选它作为摩托车发起机机焚烧提早角的操控单片机。

1 焚烧体系作业原理

首要,由速度传感器在磁电机上收集速度信号,送入处理、整形电路,终究送给PIC单片机。PIC单片机经过软件运算处理,发起焚烧电路,由磁电机充电线圈供给焚烧所需的电压,终究使发起机在最佳时刻完结焚烧动作。

传感电路是整个焚烧体系中的一个重要部分,包含传感器信号收集电路和信号处理电路。现在,一般的摩托车焚烧体系,一般只要发起机转速传感器,传感器首要运用的是磁电机焚烧触发线圈。磁电机焚烧触发线圈经过磁电机磁缸上的凸台切开点时会触发线圈磁场,然后在线圈上感应出脉冲电流。当磁电机焚烧触发线圈经过凸台前沿感应线圈时,线圈发生一个正脉冲;当磁电机焚烧触发线圈经过凸台后沿感应线圈时,线圈发生一个负脉冲。

这种选用磁电机焚烧触发线圈方法存在的问题是:焚烧呼应时刻禁绝,提早、缓慢引起的差错较大,并且存在易被搅扰等缺点。

磁电机的转速信号中能别离出较好的正脉冲信号,正脉冲信号经过光耦阻隔后,信号还会搀杂有搅扰,需求再经过RC滤波电路处理。然后可得到满意单片机端口要求的方波信号,将方波信号送入单片机的CCP模块进行信号捕捉,核算两个正脉冲上升沿之间的时刻差,然后能够作为区别转速信号的根据。CCP是PIC单片机“输入捕捉\输出比较\脉宽调制”功用的简称。文中只运用捕捉功用,用于丈量引脚输入的周期方波信号的周期、频率和占空比等,也可用于丈量引脚输入的非周期性方波脉冲信号的抵达或消失时刻等参数。

2 对发起机负荷的丈量

发起机负荷发生改变时,最佳焚烧角也会发生相应改变。负荷会经过节气门开度体现出来,所以经过选用节气门方位传感器就能够丈量发起机负荷的改变。

模拟式节气门方位传感器(TPS)是一个变电阻式传感器。节气门方位传感器在节气门关闭时会发生约1 V的电压,在全开时发生约5 V的电压。对此电压信号经过限流、滤波、整形后,送入PIC单片机的A/D转化模块。以此获得用不同电压来丈量其时发起机的负荷。

经过很多的实验获得转速、发起机负荷以及最佳焚烧提早角联系的数据,把这些数据制表进行软件编程写入PIC单片机,在发起机运转时PIC单片机能够在最佳的时刻焚烧,发起机有最佳的功用体现。

3 单片机的规划

单片机为高集成度智能处理芯片,外围电路较为简略,首要有:晶振电路、按键电路、指示灯电路、节气门传感电路等。

软件主程序及中止程序的规划思路以及程序流程基本是按前述信号处理流程来处理的。输入RA1口按键电路是让单片机辨认不同按键按下时发生的不同电压来进行状况挑选。在丈量中首要是单片机依照预先拟定的程序自行调整焚烧角的提早量。但影响焚烧提早的要素较多,期望找到最契合发起机动力性、经济性的提早角曲线。因而不考虑其它要素,仅经过调整提早角寻觅最佳焚烧点是很便利的。

中止服务子程序用来判别是否捕捉到了接连两个上升沿之间的时刻差。由于内部时钟与PIC单片机的时钟周期及对定时器的分频比设定等均有联系,因而得到的值不完全等于实践时刻。表1是单片机丈量到的时刻与实践转速。

PIC单片机在摩托车用焚烧体系中的运用

从表1可知,时差随转速的上升而下降,且下降的速度不同,低速和高速时改变较快,中速阶段改变较慢。而这些值也成为单片机辨认磁电机转速的根据,然后完结在不同转速下主动挑选不同焚烧提早角。

4 对立搅扰的研讨

在车辆上,电磁搅扰的首要来历是电机搅扰源、焚烧线圈搅扰源、高压导线搅扰源、继电器和其他开关设备等搅扰源。影响车载设备的首要搅扰来自车用电源耦合的电磁搅扰和轿车电子体系辐射的空间电磁搅扰。关于空间电磁搅扰,用一个屏蔽罩将整个电路体系关闭,减小了辐射搅扰。屏蔽结构要尽量削减不必要的开孔、缝隙及顶级杰出物,以防止走漏。屏蔽体与设备之间要坚持必定间隔,否则会损耗很多有功用量,减低设备的功率,而达不到屏蔽应有的作用。

搅扰对单片机体系最常见的影响是程序运转反常。搅扰使单片机的PC值到了未运用的地址空间而进行毫无意义的运转,即“跑飞”或许程序虽然在正常的地址空间运转,但搅扰使程序跳转到本不该去的当地运转或进入“死循环”。为此,在程序中参加“软件监控”,对程序进行阻拦,使“跑飞”的程序在程序区敏捷重回正轨,应多用单字节指令,并在若干要害处有意刺进多个单字节指令NOP或将对程序流向起重要作用的指令(JC、JNC、LJMP、RET等)重复编写以确保这些指令的履行,这被称为指令冗余技术,也可运用单片机自带的看门狗。

5 结束语

该焚烧器满意了摩托车从低速到高速全工况焚烧提早角要求,增加了操控的灵敏性。一起可操控焚烧提早角精度在1℃以下,并可经过按键手动调整。P%&&&&&%单片机价格低、功用强,十分适用于工业操控。经过编程使用其内部功用可简化外围电路,使测验设备结构紧凑。一起它的可编程特性,更增加了灵敏性,为往后的功用扩展供给了或许。

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