多功能發(fā)動(dòng)機轉速模擬器設計

3 系統軟件設計
本系統的軟件流程如圖7所示。它包括頻率／轉速測量、串行A／D轉換值讀取、數值顯示及相關(guān)處理部分。

3．1 頻率／轉速測量軟件設計
當電路一上電，MAX813L產(chǎn)生復位信號，促使單片機復位，程序跳至起始地址0000h，首先對內部寄存器和MAX7219初始化，如TO、T1、TMOD，接著(zhù)對TO、T1、EXl開(kāi)中斷。喂狗語(yǔ)句放在循環(huán)查詢(xún)處，給MAX813L喂狗的時(shí)間間隔應小于1．6 s，否則它將再次產(chǎn)生復位信號，擾亂程序的正常運行。接著(zhù)檢測P1．3腳，若為低電平，則執行串行A／D轉換值的讀取程序；若為高電平，則單片機在信號下降沿被觸發(fā)中斷，開(kāi)通T1定時(shí)、TO計數。當T1定時(shí)1 s到，關(guān)閉TO、T1，讀取TO值后，再對TO、T1開(kāi)中斷，重新計時(shí)計脈沖數。接著(zhù)計算(T0值乘以2)、判斷(當不超過(guò)9999或等于O時(shí)，定為合法，并置FLAG標志)，然后送MAX7219，經(jīng)其譯碼后在LED上顯示，并有頻率指示燈亮，告知使用者顯示的是頻率值，以便根據所需調整旋扭W1(見(jiàn)圖2)，使發(fā)生器發(fā)出想要的頻率值信號，這就是測量信號頻率的原理；若數值不合法，LED將不顯示或顯示O，此時(shí)應調整W1直到合法。外來(lái)信號的頻率測量和顯示程序同前(需將扭轉開(kāi)關(guān)旋到輸入檔)。若P2．7腳為低電平，則測量的是發(fā)動(dòng)機的轉速，需將前面的頻率值代入轉速公式(2)：

n=(f?60)/k (2)
式中：n為柴油機轉速(r／min)，f為所測到的頻率值(Hz)，k為發(fā)動(dòng)機測速齒輪的齒數。
可見(jiàn)單片機需要讀取齒數值，然后計算并判斷(n不大于9999)，并送LED顯示。需注意的是：上面所講的是先通過(guò)在1 s時(shí)間內對轉速脈沖信號的個(gè)數進(jìn)行累加計數，再代入公式(2)計算轉速。這種測量方法稱(chēng)為測頻法。當發(fā)動(dòng)機在低速下運轉時(shí)，則要使用測周期法：先測出脈沖平均周期，然后使用除法算出頻率值，代入轉速公式計算，顯示后跳至循環(huán)查詢(xún)處，然后使用除法算出頻率值，代入轉速公式計算，顯示后跳至循環(huán)查詢(xún)處，并繼續查詢(xún)定時(shí)中斷。
3．2 串行A／D轉換值的讀取軟件設計
由于MAXl44與單片機的接口十分簡(jiǎn)單，只需3根I／O線(xiàn)即可，故本系統使用單片機的P1．O、P1．1、P1．2。該電路采用內部時(shí)鐘模式，單片機通過(guò)編程產(chǎn)生串行時(shí)鐘，并按時(shí)序讀出數據，其A／D轉換后的數據(16位)可以存于MAXl44內部的存儲單元R2、R3中，通過(guò)標志位CHID可以區分CHO和CHl通道，然后將高4位屏蔽即可得到實(shí)際的A／D轉換數據，利用ANL R3，OFH將高4位屏蔽。該程序結束后，R3內為A／D轉換的12位數據的高4位，R2中為低8位，然后利用單片機內設定的程序轉換(OFFFH對應為2．048V，即20．48 mA；0000H對應為OV，即O mA)，即可顯示電流值的大小。

結 語(yǔ)
本多功能發(fā)動(dòng)機轉速模擬器使用器件少，成本低，調節方便，易于實(shí)現。通過(guò)調試發(fā)現，只要阻容元件的溫度系數低，則輸出頻率、電流是相當穩定的，因此性?xún)r(jià)比高。該多功能轉速模擬器的使用情況表明，其可靠性好、輸出穩定、攜帶方便。