一种基于c8051f单片机的小型涡喷发动机控制系统(doc12)-经营管理(编辑修改稿)

一种基于c8051f单片机的小型涡喷发动机控制系统(doc12)-经营管理(编辑修改稿)内容摘要：

速及遥控指令测量电路 发动机转速通过光电器件测量，见图 6 所示。 发动机每转一周，测量电路发出两个脉冲。 由于发动机推力控制本质是对发动机转速的控制，所以转速的测量精度直接关系到控制性能的优劣。 转速由单片机的 16bit 定时器 T4 的捕获功能（快速输入）测得每个脉冲的周期而推算出来。 发动机正常工作状态时的转速范围为 33000rpm～ 120200rpm, 由此可推算出正常工作状态时，周期范围为 909us～ 250us,定时器每个计数单位对应的时间值为 1/ = （晶振采用 ） ,且周期时间不会超过 16bit 定时器的溢出周期。 所以既可达到足够高的测量精度，又为软件处理提供方便。 发动机速度指令是通过遥控接收机的一个通道发送给单片机的。 速度指令脉冲的脉宽对应不同的期望转速，并通过 16－ bit 定时器 T2 实现测量。 3． 5 I2C总线和 UART总线 系统中的状态指示电路、 LCD 显示电路、参数记录电路和键盘扫描电路等功能模块 发 光 二 极 管V C C 1T 4 E X发 动 机 轴通 孔 启 动 电 机光 敏 三 极 管 图 6 转速测量电路示意图 中国最大的管理资料下载中心 (收集 \整理 . 部分版权归原作者 所有 ) 第 5 页 共 11 页 采用 I2C 总线结构，以实现各个模块的数据和指令交换。 I2C 总线有以下特点： (1)只需要两条线， SDA 数据 线和 SCL 时钟线。 (2)挂在总线上的各个器件都通过软件寻址，且总存在主 /从关系，当两个或多个主方同时发起数据传输时，可进行冲突检测及仲裁。 (3)数据传输率最高可达到 400kbits/s。 除了以上特点外， I2C 总线作为一种流行的通用总线，有丰富的功能器件支持，扩展的功能器件可方便的接到总线上，为系统扩展提供极大方便。 其中参数记忆器件采用 32K EEPROM (AT24C256),四个 LED 状态显示灯利用 PCF8574串并转换器来驱动。 若发动机控制系统作为分布式计算机控制系统的一个子系统，可通过 此总线与上位计算机进行通讯。 为实现功能扩展的需要，也将片上的两个 UART 接口通过接口芯片接出来，以便于与 PC 机或其它设备通讯。 3． 6 LCD显示及参数设置 根据参数显示的要求， LCD 显示选用了主控制驱动电路为 HD44780 的 16 字符 2 行的58 点阵液晶显示器，此显示器是通过并行口与外部控制器连接的，因此，我们采用了PCF8574 I2C－并口转换芯片将其与系统相连。 为了省去由单片机专门提供 LCD 的读写控制信号和使能信号等，利用所发送数据的低三位提供控制和使能信号，高半字节为向 LCD 发送的指令或数据。 控制系统的状态和参数显示或修改通过 6 个功能菜单实现，其中四个菜单可通过快捷键直接进入，而所有菜单都可通过菜单选择键（ MENU + 或 MENU ）进入。 参数设定盒上的 10 个按键通过一块 PCF8574 芯片 ,构成矩阵键盘来实现的 ,并通过反转法只通过两次扫描读数既可识别按键。 此参数盒也通过 I2C 总线与系统连接。 4 控制系统软件 控制软件需要完成的任务包括：数据检测（包括 4 路 A/D 转换，转速和速度指令测量等）、键盘扫描 , LCD 显示 , 参数记忆与提取，控制算法和 4 路 PWM 输出等。 4． 1 主程序 主程序 首先要实现系统时钟初始化、 MCU 端口初始化、中断设置及学习速度指令（包括关闭，怠速，和大车状态）等，并从参数记忆器件中提取发动机启动和正常工作状态中需要的参数等。 发动机进入启动过程后根据发动机启动油量曲线，控制启动电机、可燃气体及油泵电机的供油量等，使发动机在尽可能短的时间内进入正常工作状态。 完成启动过程后，主程序进入循环状态，主要完成参数检测及状态显示等，直到发出关闭指令为止。 主程序流程图见图 7。 中国最大的管理资料下载中心 (收集 \整理 . 部分版权归原作者 所有 ) 第 6 页 共 11 页 4． 2 中断控制 控制软件要实现多个任务，如果能在单片机中嵌入实时多任务操作系统（ RTOS） ,可以简化 多任务的调度管理和软件设计过程。 控制系统的实时性要求，需要操作系统支持任务抢占来保证。