Сигнализатор неоптимальных режимов двигателя автомобиля

Для выполнения АЦ-преобразования необходимо путем изменения битов в управляющих регистрах АЦП настроить канал, источник опорного напряжения и другие параметры АЦП, затем запустить процесс АЦ-преобразования. Далее следует выполнить программную задержку на время преобразования или настроить обработчик прерывания на обработку7 события «окончание АЦ-преобразования». После того, как АЦ-преобразование завершено (время задержки истекло или произошло соответствующее прерывание), его результат можно считать в регистре ADRES. Для получения следующего отсчета необходимо снова запустить процесс АЦ-преобразования. Данный подход справедлив и для подавляющего большинства микроконтроллеров других семейств, имеющих встроенный АЦП. На рисунке3.

5 изображена функциональная схема, иллюстрирующая связь управляющих сигналов встроенного АЦП и аналоговых выводов микроконтроллера. Входами АЦП могут являться все выводы порта A (RA0.RA5), за исключением вывода RA4, и все выводы порта Е (RE0.RE2). Вывод RA0 является нулевым входным каналом АЦП. вывод RE2 — последним, седьмым. С любого из этих входов путем установки соответствующих битов в управляющих регистрах сигнал может быть направлен на вход Vin АЦП. Рисунок 3.5 — Схема выводов АЦП микроконтроллера PICВ качестве опорного напряжения, задающего максимальное входное напряжение (уровень 255), встроенный АЦП использует либо напряжение питания микроконтроллера (Vdd), либо сигнал с вывода RA3. Выбор опорного напряжения также производитсяустановкой определенных битов в управляющем регистре. Если RA3 используется как вход опорного напряжения, аналогово-цифровое преобразование с этого входа не производится.

3.3 Устройство индикации

В качестве устройства индикации выбран трехразрядный семисегментный светодиодный индикатор GNQ-3641ALS красного цвета с общими анодами. Его характеристики:

потребляемый ток от 10 до 25 мА на сегмент;

рабочее напряжение сегмента (при токе 20 мА) — 2,5 В. Способ индикации — динамический, т. е. в один определенный момент времени информация отображается только на одном из индикаторов. Но благодаря тому, что смена рабочего разряда происходит очень часто, для разрабатываемого устройства с частотой 36 Гц, и инерционности человеческого глаза создается впечатление, что одновременно светятся все разряды. Семисегментный код отображаемой цифры выдается на линиям RB1-RB7. Линии RA0-RA3 управляют общими анодами индикатора. Резисторная сборка предназначена для ограничения тока сегментов индикатора. Рассчитаем номинал резисторной сборки по формуле, где U — выходное напряжение высокого уровня порта МК, US — рабочее напряжение сегмента индикатора, IS — потребляемый сегментом ток. ОмВ ряду E24 такой номинал есть, подбирать его не нужно.

3.4 Выбор стабилизаторов напряжения

Для стабилизации питающего напряжения и ограничения его уровня целесообразно использовать недорогое ИМС стабилизаторы напряжения. Серия LM78XX из трех линейных регуляторов напряжения выпускаются в корпусах TO-220 с несколькими значениями выходного напряжения, что делает их полезными в широком спектре устройств. Технические характеристики стабилизаторов приведены в таблице 3.3Каждый тип (lm7805) использует внутреннее ограничение тока, надежную тепловую защиту операционной области, что обеспечивает его надежную работу и предостерегает от выхода из строя. Выходной ток (lm7812) достигает 1.5А при условии нормального тепло отвода. Стабилизатор 5 В часто делают на одном из представителей интегральных стабилизаторов серии 78XX — 7805

Стабилизатор напряжения 7805 это стабилизатор положительного напряжения 5 вольт в корпусе типа TO-220 с тремя выводами. Способность стабилизации такого популярного напряжения как 5 вольт делает его полезным в целой массе различных электронных устройств. Часто эти стабилизаторы 5 В применяются для питания какой-то локальной части схемы, когда невыгодно делать полноценный блок питания на 5 вольт, а проще применить 7805 просто понизив основное, более высокое напряжение питания основной схемы. Таблица 3.3 — Стабилизаторы напряжения LM78XXОбщие сведения

Топология регулятора

Положительное постоянное напряжение

Число регуляторов1Выходное напряжение12V, 9V, 5VВходное напряжение

До 35VНапряжение номинальное2Vпри 1АНестабильность выходного напряжения240mVНестабильность выходной нагрузки240mVВыходной ток1АМинимальный предел тока2.

2АПогрешность регулирования напряжения± 4%Температурный диапазон-40°С — +125°СКорпус

ТО-220−3Рисунок 3.6 — Схема включения стабилизатора

В 7805 стабилизаторе применяется внутренняя защита по току и защита от перегрева, делая блок питания на его основе практически неубиваемым. Если применяется достаточный теплоотвод (применяется достаточный радиатор), то 7805 стабилизатор может отдать в нагрузку ток до 1А. Максимальное напряжение на входе должно быть не меньше 6.2 вольт и не больше 35 вольт. Разработка алгоритма управляющей программы

Измерение параметров работы двигателя основано на подсчете длительности импульсов пришедших с датчика за определенный промежуток времени. В нашем случае за 1 секунду. Выбор такого относительно большого отрезка времени позволяет определять текущие параметры с достаточной точностью. В случае выхода скорости вращения вала за указанные границы гасится зеленый светодиод, зажигается красный и подается звуковой сигнал. МК подсчитывает импульсы, поступающие на вход T0CKI за 1 секунду. Для того, чтобы получить УОЗ в градусах, а частоту вращения в об/мин, необходимо произвести обработку полученного числа для вывода на индикатор. Интервал в 1 секунду отсчитывается с помощью таймера 1. После индикации таймеры обнуляются и процесс повторяется. Общий алгоритм управляющей программы представлен на рисунке 4.

1.Рисунок 4.1 — Общий алгоритм управляющей программы

Рисунок 4.2 — Алгоритм умножения двух чисел через сложение и сдвиги

Рисунок 4.3 — Алгоритм перевода чисел из двоичнойв двоично десятичную систему счисления

Заключение

В результате выполнения курсового проекта был разработан цифровой сигнализатор неоптимальных режимов работы двигателя, а именно измеритель угла опережения зажигания и скорости вращения вала двигателя, а так же следующая документация:

схема структурная, схема электрическая принципиальная, алгоритм работы управляющей программы, листинг программы. Разработанная конструкция отличается простотой схемотехнического решения, небольшим количеством использованных в схеме комплектующих элементов, является практически универсальной и может легко изменяться и расширяться. Устройство может эксплуатироваться в диапазоне температур от 0оС до +70оС.Список использованной литературы

Предко М. Справочник по PIC-микроконтроллерам: Пер. с англ.- М.: ДМК Пресс, 2004.-512 с. Тавернье К. PIC-микроконтроллеры. Практика применения: Пер. с фр. -

М.: ДМК Пресс, 2003.-272 с. Однокристальные 8-и разрядные FLASH CMOS микроконтроллеры компании MicrochipTechnologyIncorporated: PIC16F882, PIC16F884, PIC16F886 (перевод технической документации DS30292С компании MicrochipTechnologyIncorporated, USA). ООО «Микро-Чип»: Москва, 2004.Ю. В. Новиков, О. А. Калашников «Разработка устройств сопряжения». Издательство «ЭКОМ», Москва, 1998 г. 355 с.В. В. Скороделов «Проектирование устройств на однокристальных микроконтроллерах с RISC-архитектурой». Ч1, Ч2, Учебное пособие.В. Л. Шило «Популярные цифровые микросхемы». Издательство «Радио и связь», Москва, 1987 г.

352 с. AN849.BasicPICmicro®OscillatorDesign [Электронный документ] // MicrochipTecnologyInc.: [сайт] - Режим доступа: