一種多功能發動機轉速模擬器的設計

3．1 頻率／轉速測量軟件設計

　　當電路一上電，MAX813L產生復位信號，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T0、T1、TMOD，接著對T0、T1、EXl開中斷。喂狗語句放在循環查詢處，給MAX813L喂狗的時間間隔應小于1．6 s，否則它將再次產生復位信號，擾亂程序的正常運行。接著檢測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中斷，開通T1定時、T0計數。當T1定時1 s到，關閉T0、T1，讀取T0值后，再對T0、T1開中斷，重新計時計脈沖數。接著計算(T0值乘以2)、判斷(當不超過9999或等于0時，定為合法，并置FLAG標志)，然后送MAX7219，經其譯碼后在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(見圖2)，使發生器發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0，此時應調整W1直到合法。外來信號的頻率測量和顯示程序同前(需將扭轉開關旋到輸入檔)。若P2．7腳為低電平，則測量的是發動機的轉速，需將前面的頻率值代入轉速公式

　　n=(f·60)／k(2)

　　式中：n為柴油機轉速(r／min)，廠為所測到的頻率值(Hz)，k為發動機測速齒輪的齒數。

　　可見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在1 s時間內對轉速脈沖信號的個數進行累加計數，再代入公式(2)計算轉速。這種測量方法稱為測頻法。當發動機在低速下運轉時，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，顯示后跳至循環查詢處，然后使用除法算出頻率值，代入轉速公式計算，顯示后跳至循環查詢處，并繼續查詢定時中斷。

　　3．2 串行A／D轉換值的讀取軟件設計

　　由于MAX144與單片機的接口十分簡單，只需3根I／O線即可，故本系統使用單片機的P1．O、P1．1、P1．2。該電路采用內部時鐘模式，單片機通過編程產生串行時鐘，并按時序讀出數據，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，通過標志位CHID可以區分CH0和CHl通道，然后將高4位屏蔽即可得到實際的A／D轉換數據，利用ANLR3，0FH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2．048 V，即20．48 mA；0000H對應為0 V，即0 mA)，即可顯示電流值的大小。

結 語

　　本多功能發動機轉速模擬器使用器件少，成本低，調節方便，易于實現。通過調試發現，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，因此性價比高。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。