基于單片機的發(fā)動(dòng)機尾氣參數采集系統的設計

摘要：通過(guò)利用STC89C52RC單片機與12位串行控制AD轉換器TLC2543，單片K型熱電偶放大器與數字轉換器MAX6675、壓力傳感器VESX-100組成柴油車(chē)尾氣參數采集系統，此系統主要用于對發(fā)動(dòng)機運行時(shí)的工況檢測，參數采集時(shí)通過(guò)串口線(xiàn)與上位機相連接，上住機通過(guò)VB6．O將采集到的數據進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示，并進(jìn)行保存。此設計具有良好的應用價(jià)值。
關(guān)鍵詞：STC89C52RC；TLC2543；MAX6675；溫度采集；VB6．O

0 引言
為滿(mǎn)足日趨嚴厲的排放法規，在車(chē)輛出廠(chǎng)或檢測時(shí)需要對其發(fā)動(dòng)機進(jìn)行尾氣溫度、壓力等參數進(jìn)行檢測，尾氣參數也是反應發(fā)動(dòng)機是否正常運行的一個(gè)重要指標，所以對柴油機車(chē)定期進(jìn)行尾氣溫度的檢測是非常必要的。本文開(kāi)發(fā)了一套數據采集系統自動(dòng)完成對尾氣參數的采集與存儲，對發(fā)動(dòng)機尾氣溫度、壓力參數進(jìn)行采集、存儲，由于性能以及所使用柴油品質(zhì)的不同，不同型號的柴油機排氣溫度也不盡相同，所以我們采用在上位機存儲不同型號柴油發(fā)動(dòng)機正常運行時(shí)的尾氣溫度參數，實(shí)時(shí)采集到的溫度與存儲溫度進(jìn)行比較，當有較大的差別時(shí)，就需要對發(fā)動(dòng)機進(jìn)行性能的檢修。

1 系統設計
本系統由上位機和下位機兩部分組成，下位機進(jìn)行尾氣溫度、壓力的實(shí)時(shí)采集，并把采集到的數據傳送至上位機，上位機采用Visual Basic6．O進(jìn)行編程，對下位機傳送的溫度數據進(jìn)行顯示，繪制溫度曲線(xiàn)，并和上位機內存儲的柴油機車(chē)正常運行溫度進(jìn)行比較，觀(guān)察者可以根據兩條曲線(xiàn)的不同判斷發(fā)動(dòng)機是否正常運行。圖1為本系統的原理圖，具有冷端補償的單片K型熱電偶放大器與數字轉換器MAX6675進(jìn)行溫度采集，VESX-100型壓力傳感器采用三線(xiàn)制，10～32 V供電，輸出信號為l～5 V，可以直接和AD轉換器件連接，單片機對A／D轉換后的數字量進(jìn)行處理，傳送到上位機。

2 下位機設計
2．1 下位機硬件設計
為了準確測量壓力，公交車(chē)尾氣參數采集實(shí)驗中選用了線(xiàn)性度較高的壓力傳感器VESX-100，VESX-lOO型壓力傳感器采用三線(xiàn)制，10～32 V供電，輸出信號為l～5 V，可以直接和AD轉換器件連接。為了對溫度進(jìn)行準確測量，本試驗采用的溫度傳感器是直徑為1 mm的高靈敏度K型熱電偶。在選定傳感器以后，利用STC89C52RC單片機與12位串行控制AD轉換器TLC2543，單片K型熱電偶放大器與數字轉換器MAX6675，512 kbit串行EEPROM存儲器AT24C512和MAX232組成柴油車(chē)尾氣溫度數據采集系統。本系統選用的STC89C52RC單片機是STC系列單片機中的一款，STC單片機具有較強的抗干擾能力，功耗低，適合在比較惡劣的場(chǎng)合下使用。TLC2543是內部帶采樣保持的12位串行控制AD轉換器，在設計中利用TLC2543不僅能夠節省單片機的I／O資源，而且價(jià)格適中，分辨率較高。MAX6675是一復雜的單片K型熱電偶數字轉換器，內部具有信號調節放大器、12位的模擬／數字化熱電偶轉換器、冷端補償傳感和校正、數字控制器、1個(gè)SPI兼容接口和1個(gè)相關(guān)的邏輯控制。單片機可將MAX-6675測得的K型熱電偶的溫度值讀出，本實(shí)驗采用MAX6675可以省掉復雜的線(xiàn)性化電路處理，并且具有較高的溫度轉換精度，AT24C512是Atmel公司生產(chǎn)的64 kbyte串行電可擦除的可編程程序存儲器，數據掉電不丟失，適用于具有大容量數據存儲要求的數據采集系統，本實(shí)驗就采用AT24C512作為存儲器。PC機幾乎都具有RS-232-C接口，因此，單片機通過(guò)RS-232-C口與PC機通信最方便，本實(shí)驗采用MAX232實(shí)現邏輯電平與RS-232-C電平的相互轉換。