汽車發動機點火性能測試儀設計

電路中設計了鍵盤輸入人機接口S1和S2。S1為輸入功能鍵，S2為系統啟動鍵。S1有兩個功能：汽車汽缸數選擇功能和汽缸數復位功能。按鍵S1與 89C52的P1.2相連，每按一次，缸數加1。選定缸數后，按下與P1.3相連的測試按鍵S2即開始測試，為減少按鍵設計，任何狀態下，只要長按S1鍵就可立刻回到初始狀態，缸數選擇步驟重新選擇缸數。

　　顯示模塊設計

　　在實際測量中，由于角度值以度為單位，不會超過百位，且精確到十分位，因此用4個數碼管LED即可顯示一路汽缸的點火閉合角，級聯后可顯示多路多缸的點火閉合角。本系統采用串行工作方式，使用4路LED數碼管進行顯示。

　　89C52 的數據串行輸入到顯示模塊。移位時鐘脈沖CLOCK和清零信號CLEAR均由軟件控制。顯示模塊中采用了TTL單向8位移位寄存器，可實現串行輸入并行輸出，直接驅動共陰極八段LED數碼管。此外，使用89C52的3個I／O引腳連接發光二極管L4～L6進行工作時的狀態顯示。當L4點亮時，表示當前正在顯示的是閉合角角度，當L5點亮時，表示當前正在顯示的是分火角角度。當測試的汽缸數大于4缸時，L6將點亮作為提示，如圖4所示。

初始化時，按S1、LED數碼管顯示需要測試的氣缸數。按S2后進入工作狀態，以4缸發動機為例，在每一輪的顯示中，4路LED顯示模塊先同時顯示4缸閉合角的角度，同時L4點亮，持續3秒鐘后換成L5點亮，LED板顯示分火角的角度。為提高七段數碼管的利用率，本設計針對缸數較多的發動機，采用了角度值翻頁顯示的方法。例如8缸發動機仍可以只采用4路LED顯示模塊，第一輪顯示的只是前4缸的角度值，第二輪才顯示后4缸的角度值，當顯示的是后4缸角度時，L6會點亮作為提示。

　　軟件設計

　　點火信號經過一定的預處理后傳送給89C52單片機，完成測量、計算和相應顯示。主程序的軟件流程圖如圖5所示。軟件設計主要包括缸數選擇、計數器計數測量、中斷服務、角度計算和顯示等模塊。

　缸數選擇模塊程序設計

　　測試儀的面板上設有缸數選擇按鍵S1，每按一次，缸數加1。選定缸數后，按下按鍵S2即開始測試。此外，程序中設有多處對按鍵S2的查詢，如果在測試儀工作過程中要重新選擇缸數，可以隨時按下S2不松開，時間稍長就一定會被查詢到，程序會重新進入缸數選擇階段。

　　計數器計數與中斷服務程序設計

　　當轉速超出測試儀標定的范圍時，將產生計數器0或1溢出中斷，此時LED顯示E，意為ERROR，只需實時調整轉速就可以重新進入計數程序，開始測量。

　　角度顯示程序設計

　　在計算出閉合角或分火角的角度值后，通過譯碼程序將二進制形式的角度值轉換成BCD碼暫存在累加器中，累加器將角度數據串行傳輸至74LS164，然后送到八段數碼管以顯示當前BCD編碼的十進制角度值。

　　結語

　　本文在SUPERIMAGE-3000開發環境下完成基于89C52的汽車點火性能測試儀的硬件和軟件開發，實驗數據和裝車測試結果均穩定可靠、精度達標，可有效地作為分析發動機分電器和點火器質量的指標，對于調整高效的點火正時和點火提前角具有重要意義。