以单片机为核心的节气门传感器测试系统设计

　　1 引言

　　汽车的节气门一般与驾驶室内的油门踏板相连(传统式)或者与控制电机相连(电子控制式)，通过一定的控制方式来控制节气门开度，从而改变节气门进气通道的 截面积，调节发动机的进气量，达到改变发动机输出功率的目的[1]。节气门阀体内除了有节气门之外，还安装有节气门开度位置传感器、怠速开关信号传感器或 其它传感器，其中节气门开度位置传感器是电位器式传感器。电位器滑动臂与节气门轴同轴联接，当节气门开度改变时，节气门位置传感器的输出也发生改变。汽车上的电脑在综合节气门开度位置信号、油门踏板、怠速状况和其它方面的信息后，调节节气门开度位置，使其处在该工况下的最佳开度位置，从而获得满意的发动机 性能[1]。合格的节气门传感器输入和输出之间要求有较好的线性特性。由此可见，节气门传感器的线性特性的好坏，将直接影响到汽车发动机工作性能。

　　由于汽车的节气门是安装在汽车发动机之内，工作环境非常恶劣，受各种因素的影响，比如频繁起动、振动特性以及温度变化，甚或杂质气体等因素的影响。因此为了研制切实可行的节气门传感器，或者方便有效地检测正在使用的节气门传感器，都非常有必要开发出一套简便、有效的测试系统。

　　正基于以上的考虑，本文开发了用单片机实现节气门传感器检测的测试系统，这对研制节气门开度位置传感器，分析汽车的发动机的故障原因，检测传感器特性都具有重要的意义。

　　2 系统组成

　　2.1 系统功能

　　为了实现节气门传感器特性的自动测试，本文研制的基于单片机的传感器测试系统，完成的主要功能如图1所示。

　　图1 系统硬件结构图

　　(1) 能够实现对节气门传感器的特性进行自动测试;

　　(2) 能够检测节气门传感器测试时的工作环境状况(包括温度、振动状况等)，实现数据的采集、存储等;

　　(3) 能够显示输入、输出等当前工作状态，若检测到不正常状态能及时报警;

　　(4) 能够控制电机的转速(角度)，并能使其处于正、反转或者脱机状态;

　　(5) 能够利用液晶显示器(lcd)显示实验日期、测试人员代号、设备编号和测试数据等;

　　(6) 能够实现单片机与单片机之间的通讯;

　　(7) 能与上位机通讯，实现数据的统计，管理工作以及实验数据的分析等。

　　2.2 系统硬件结构

　　系统硬件框图如图1所示，其主要部件和工作原理如下:

　　(1) 双单片机结构

　　主要为了解决一片单片机资源不足的问题，其中一片单片机采用89c55芯片，而另一片采用89c52芯片。89c55芯片是该测试系统的主控器，此芯片内具有20k可编程程序存储器，减少了外部存储器的扩充，提高了系统的可靠性。它主要完成高速数据采集、控制，扩展了512k的ram，控制时钟芯片，以及 信号提取和反馈等。而89c52芯片是该测试系统的另一控制器，此芯片内具有8k的可编程序存储器，它主要完成电机的驱动，数据的处理、显示以及在不正常 状态下可实现报警功能等。并且在整个系统中，须实现两单片机芯片的通讯，由89c55芯片控制89c52芯片的工作;