量temp，延时1ms ；
[0037]2)检测P2.5，P2.6两个引脚数据，如果P2.5 = O并且P2.6 = 1，则执行步骤3)，否则再次执行步骤2 ;
[0038]3)检测P2.7数据，如果其值为0，再次执行步骤3)，如果其值跳到1，执行步骤4);
[0039]4)判断标志位flag的值是否为1，如果为1，执行步骤5)，如果为0，执行步骤6);
[0040]5)取得单片机数据处理模块P0.4，P0.5，P0.6和P0.7的值，按照公式(I)进行计算，并将计算结果存储到temp中，将flag置为0，并跳过步骤6)和7)，执行步骤8);
[0041]temp = (P0.7)*2~7+(P0.6)*2~6+(P0.5)*2~5+(P0.4)*2~4 (I)
[0042]6)取得单片机数据处理模块P0.4，P0.5，P0.6和P0.7的值，按照公式(2)进行计算，将计算所得的值与temp值进行相加后再次存储到单片机数据处理模块串行口收发缓冲器SBUF中，然后清空变量temp，将flag置为I，之后执行步骤7)；
[0043]SBUF= (P0.7)*2~3+(P0.6)*2~2+(P0.5)*2~1+(P0.4)*2~0+temp (2)
[0044]7)判断单片机数据处理模块TI位值是否为0，如果其值为0，再次执行步骤7)，以此等待SBUF中数据发送完成，如果其值为1，说明SBUF中数据发送完成，将TI值置为0，执行步骤8)；
[0045]8)检测当前P2.7的值，如果其值为1，再次执行步骤8)，如果其值为0，返回执行步骤2)，开始接收处理并发送下一个数据。
[0046]从以上的八个步骤看出，当单片机数据处理模块通电开始，便自动进行数据的接收、处理与发送功能，这是一个无限循环的过程，因为从ECU传过来的数据是一直存在的，结束的时候就是ECU断电的时候，所以不需要也没有循环跳出条件。以上步骤中的一些变量值如TI等在单片机程序运行过程中有硬件自动置位的过程，所以如果单纯以软件角度来看可能觉得有问题，实际上是正确的。
[0047]如图2所示，上述单片机数据处理模块与待测微小型高速透平机械数据采集显示系统的ECU数据输出端口通过光耦隔离模块进行电气隔离，防止单片机数据处理模块和ECU数据输出端口的供电电压不一致。连接端口包括待测微小型高速透平机械的ECU数据输出端P的RS、R/W、E、DB11、DB12、DB13和DB14和单片机数据处理模块中的P2.5，P2.6，P2.7，P0.4，P0.5，P0.6，P0.7 ;单片机数据处理模块与电脑终端的数据传递通过电平转换模块完成，电平转换模块使用MAX232芯片进行电平转换，或者使用CH340芯片将串口数据转换并最终连接至电脑终端的USB接口。
[0048]实施例:
[0049]以使用AT89C51单片机为核心的单片机数据处理模块和使用四位总线传输数据的待测微小型高速透平机械的ECU为例，待测微小型高速透平机械的ECU采用四位总线传输数据，硬件连接使用七根信号线分别连接至待测微小型高速透平机械的ECU数据输出端口的RS、R/W、E以及四根数据端口 DB4-DB7至单片机数据处理模块中的单片机上的七个I/O 口，分别为P2.5，P2.6，P2.7，P0.4，P0.5，P0.6，P0.7，同时需要注意单片机数据处理模块中的单片机和待测微小型高速透平机械的ECU的GND相同。单片机数据处理模块中的单片机用来传输数据的串口端RXD和TXD与电平转换模块的RXD和TXD交叉连接并进一步连接至电脑终端的相应USB端口或者RS232端口。
[0050]单片机数据处理模块中的单片机内进行数据处理与发送的流程图见附图3。单片机数据处理模块中的单片机串口输出数据通过CH340芯片转换为USB接口直接连接至电脑终端。单片机数据处理模块中的单片机内部将一次需要发送的数据SBUF准备好之后，检查TI标志位是否为1，从而判断是否可以发送，如果标志位为1，表示发送准备就绪，则直接将此次数据通过单片机串口发送给电脑终端，如果标志位TI为O，此时不能发送，则放弃本次数据，直接进行下一次数据读取，这可以保证电脑终端数据更新的实时性。而由于该发明系统每秒会对试验参数进行数千次数据采集，偶尔的数据丢失不会对试验参数产生影响。
【主权项】
1.一种微小型高速透平机械数据采集显示系统，其特征在于:包括光耦隔离模块、单片机数据处理模块、电平转换模块和电脑终端四个模块；其中，光耦隔离模块用于将待测微小型高速透平机械的ECU数据输出端口和单片机数据处理模块进行电器隔离，单片机数据处理模块用于对从光耦隔离模块传来的温度和转速信号进行处理并通过电平转换模块发送至电脑终端，电脑终端用于以图表和数字型式显示从电平转换模块接收到的温度和转速信息。
2.根据权利要求1所述的一种微小型高速透平机械数据采集显示系统，其特征在于，光耦隔离模块和单片机数据处理模块具体的连接方式如下: 光耦隔离模块共有七路，通过其两端将ECU数据输出端口和单片机数据处理模块中型号为AT89C51单片机的七个引脚连接起来，分别是将ECU数据输出端口的RS端连接至单片机的P2.6，将E⑶数据输出端口的R/W端连接至单片机的P2.5，将E⑶数据输出端口的E端连接至单片机的P2.7，将E⑶数据输出端口的DB4端连接至单片机的P0.4，将E⑶数据输出端口的DB5端连接至单片机的P0.5，将ECU数据输出端口的DB6端连接至单片机的P0.6，将E⑶数据输出端口的DB7端连接至单片机的P0.7。
3.根据权利要求1所述的一种微小型高速透平机械数据采集显示系统，其特征在于，单片机数据处理模块和电平转换模块的连接方式如下: 单片机数据处理模块的RXD引脚连接至电平转换模块的TXD引脚，单片机数据处理模块的TXD引脚连接至电平转换模块的RXD引脚。
4.根据权利要求1所述的一种微小型高速透平机械数据采集显示系统，其特征在于，利用单片机数据处理模块的逻辑运算功能对采集到的数字信号进行处理，组装成字节数据传给电脑终端，单片机数据处理模块通过电平隔离模块得到ECU数据输出端口的七位二进制数据，该七位数据信息分别是:R/W、RW、E、DB 11、DB 12、DB 13及DB 14，对应到单片机数据处理模块的引脚分别是P2.5、P2.6、P2.7、P0.4、P0.5、P0.6及P0.7，单片机数据处理模块完成以下步骤: 1)将单片机数据处理模块中的PO和P2的16个引脚全部置为高电位，即赋值为1，将flag标志位的值置为1，清空临时变量temp，延时1ms ； 2)检测P2.5，P2.6两个引脚数据，如果P2.5 = O并且P2.6 = 1，则执行步骤3)，否则再次执行步骤2 ; 3)检测P2.7数据，如果其值为0，再次执行步骤3)，如果其值跳到1，执行步骤4); 4)判断标志位flag的值是否为1，如果为I，执行步骤5)，如果为0，执行步骤6)； 5)取得单片机数据处理模块P0.4，P0.5，P0.6和P0.7的值，按照公式(I)进行计算，并将计算结果存储到temp中，将flag置为0，并跳过步骤6)和7)，执行步骤8);temp = (P0.7)*2~7+(Ρ0.6)*2~6+(Ρ0.5)*2~5+(Ρ0.4)*2~4(1) 6)取得单片机数据处理模块P0.4，P0.5，P0.6和P0.7的值，按照公式(2)进行计算，将计算所得的值与temp值进行相加后再次存储到单片机数据处理模块串行口收发缓冲器SBUF中，然后清空变量temp，将flag置为I，之后执行步骤7)；SBUF = (P0.7)*2~3+(Ρ0.6)*2~2+(Ρ0.5)*2~1+(Ρ0.4) *2~0+temp (2) 7)判断单片机数据处理模块TI位值是否为0，如果其值为0，再次执行步骤7)，以此等待SBUF中数据发送完成，如果其值为1，说明SBUF中数据发送完成，将TI值置为0，执行步骤8); 8)检测当前P2.7的值，如果其值为I，再次执行步骤8)，如果其值为O，返回执行步骤2)，开始接收处理并发送下一个数据。
5.根据权利要求1所述的一种微小型高速透平机械数据采集显示系统，其特征在于，单片机数据处理模块与待测微小型高速透平机械数据采集显示系统的ECU数据输出端口通过光耦隔离模块进行电气隔离，连接端口包括待测微小型高速透平机械的ECU数据输出端口的RS、R/W、E、DB11、DB12、DB13和DB14和单片机数据处理模块中的P2.5，Ρ2.6，Ρ2.7，P0.4，P0.5，P0.6，P0.7 ;单片机数据处理模块与电脑终端的数据传递通过电平转换模块完成，电平转换模块使用ΜΑΧ232芯片进行电平转换，或者使用CH340芯片将串口数据转换并最终连接至电脑终端的USB接口。
【专利摘要】一种微小型高速透平机械数据采集显示系统，包括光耦隔离模块、单片机数据处理模块、电平转换模块和电脑终端四个模块；其中，光耦隔离模块用于将ECU数据输出端口和单片机数据处理模块进行电器隔离，单片机数据处理模块对从光耦隔离模块传来的温度和转速信号进行处理并通过电平转换模块发送至电脑终端，电脑终端用于以图表和数字型式显示从电平转换模块接收到的温度和转速信息。本发明免去了在微小型高速透平机械控制系统之外增加额外的传感器，减小了系统的复杂度，该系统较之直接通过计算机并口读取控制系统液晶显示器大量端口，或者读取微小型透平机械控制系统两路信号总线，免去了对控制系统数据总线其他功能的影响，且实现起来更为简单高效。
【IPC分类】G01M15-00
【公开号】CN104634572
【申请号】CN201410841429
【发明人】张荻, 杨可, 谢永慧
【申请人】西安交通大学
【公开日】2015年5月20日
【申请日】2014年12月29日