多功能发动机转速模拟器设计

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1、万方数据多功能发动机转速模拟器设计一=l艺京城建设计研究总院赵华伟主要介绍多功能发动机转速模拟嚣的缝构原理、硬件电路设计及软件设计。硬停设许主要以AT89C2051单片机为核·心部件，通过频举信号产嫩电路、搬率信号调_瑷电路、看门狗复位电路、电流产生蔫要毫路、电流瓣量彀路，鸯歉设定毫路、姒AX?219显承驱套电路和LED显示电臻皋蜜蠛。谈多糖巍发动掘转速模拟器不仅镌够提供辫需砖方波髂号，显额串调节精度惫，能实现电流酶徐采，还可滋徐溅外部售蛩的频举及发动机的转速。关蕤褥发动机转速模獗器A零89C2051电流

2、输窭鞭AXl毒莲A礴94信学发生器襻为奄控测豢系统审寝糟最失营遴酶毫控测擞仪器之一，魁工业控制、教学、科研常用的撼本仪器。燕然枣场主逐激出褒了各种信号发熊器，但其仍然摆残誉了体积大、操作按链多、赞格暴夤簿疑点，绘囊力系统工程人腋外出调试；葶n梭修电控设备带袋了不便。考虑到诸多因素，很有必要研制一种结构篱单、携带和使用方便鲍多功麓发动祝转速模撅器。它麓在幂启动发动毫f1．的情嚣下，模羧产生势瓣惠供褒秘耩霉的转遵(频率>蘩号、绘定电流傣号来黠惫控设备<魏壤孑溺速器等)遴葑溺试，酉大瞩魔她节省骰试验的费用(翔燃

3、油费用等)，而虽调节精度高；擞开机的状态下可以检测外部储黟的频率(即现场发动枕的转速信号)，避嚣数镶显示，黪是系缝栗鼹魄洼樊电，所l；￡该多功能发动税转速模援器的成功研裁将绘凑力系统羔程技术人员进行现场测试带来极大的方便，魁具有较蒜的实擐价值、经济徐值。1系统总体方案设计多功能发动税转速摸叛器系统溅瑷糕羯翔銎1辑拳。它主簧由电源、频率佰号产生、频率信姆调理、频率信号溅量、电流信号产生、电流信号测量及单片机测量显示等模外粼接爨耋鋈篷曩H转簇块HH煮徽翠l蓑厘产生模块

4、l曩r_l凌楚雍块鬻蘸曩卜一H墓凝篷澈模

5、块强l系统原建稚豳块梅成。霹遴过频率诞整簇锈使其输交貘率冒谲酶标准方波信号，也可通过电流调整旋镪使其输出可调电流信号O～20mA，并出数码管显示，越外它还畿检溅终邦输入绩号鲢颤率。由于调试对象主要蔑发羹撬，骈淡转速测鏊整该转速模拟器的另一独特功能。2系统硬件电路设计2．{储鼍产生电路《{}羰率毽号产熊耄貉频率储号产生电路如图2所示。强2羧搴信号产生耄鼹本电路模块的核心部件选用的是LM331电压一频率转换芯静。宅是美国NS公司生产麴梭戆徐楂魄鞍凑鳃集成芯麓，具有菝率霹镶麓圈大、低菲线健、转换精度褒、可单电源

6、供电等特点，与周围电路一起实现V／F功能。其输如信号鼬频率可耀公式(1)计算：氕；=(玩×R2)÷(2。09×定l×弱×G)(1)式孛：砜孵攀谴隽V，袭承U1黪转换电蕊；Rt、&、熙电疆的攀纯为翁；G电容静零蕴秀F；丸瓣攀俊秀珏z，裘承Ul输瘵的频率蓬。霹冤，信号羰率与玩成蔗邃，有蓉摄64《尊霉瓤毒蠢入蓑豪藐轰绣》adv@mesnet。,20111．．c《广告专蠖)万方数据好的线性关系，只要选择合适的电阻和电容，且变阻器Wl的性能足够好，就能够保证输出信号的稳定。这里采用的电阻都是金属膜电阻器。(2)电流

7、信号产生电路电流信号产生电路如图3所示。本电路模块和频率信号产生模块共用一个滑动变阻器Wl。接线如下：J3—1、J3—2、J3—3分别接频率信号产生电路中的J1—1、儿一2、J1—3，通过选段开关来选择频率、电流调节。调节滑动变阻器Wl的值可实现0～20mA的电流输出。该电路选用的核心部件是AD694。AD694是一种单片电压一电流转换器(以下简称V／I)。它将输入电压信号转换成标准的o～20mA电流信号，可广泛用于压力、流量、温度等信号的参数传递，并对阀、调节器以及过程控制中一些常用设备的控制。J3．2

8、+5VAD69416VosADIFBVos^Dj．SIG+SIGBWADJ2VFSVsCoMB00ST4mA氏D310V(FORCEllout2V(SENSE)AI．ARM4mAON／OFF-tHII+巧V0-20mA电流陌丽i面圈3电流信号产生电路2．2频率信号调理电路频率信号调理电路如图4所示。由于频率信号产生电路产生的波形不是很规则，须经过CD4013进行整形处理，最后被单片机采集和LED显示。若K1闭合，则短接了内部信号和地，此时就可以取得外部脉冲信号(如从柴油机磁电传感器来的正弦信号)，因为T1

9、和CD4013会将它们整形成脉宽比为1。1的方波，同样可被单片机所采集。需要注意的是，单片机计算脉冲个数时，应该考虑的圈4频率信号调理电路是被分频之后的脉冲信号，所以在软件里对所计的脉冲数加倍。2．3串行AID转换电路串行A／D转换电路如图5所示。由AD694产生的0～20mA电流，转换成o～2．0V的模拟电压信号后，连接到MAXl44的CH0和CHl端口。由于模拟信号电压范围为0"--'2．0V，因此可将MAXl44的参考基