一种便携式发动机转速信号模拟发生器的制造方法_2

文档序号:8595184阅读:来源:国知局
实施例中,为提高与其他设备的兼容性,信号输入输出接口 5优选常用的DB9接口,其两个针脚为电源的正负极,两个针脚为曲轴信号的“信号”与“地”,两个针脚为凸轮轴信号的“信号”与“地”。控制电路根据采集到的旋转编码器3和按键键盘4上的信息,以生成发动机转速模拟信号,为电子控制单元的软件测试提供信号来源。
[0026]如图2所示,控制电路包括单片机61、与按键键盘4连接的按键采集电路62、与旋转编码器3连接的旋转编码采集电路63、信号处理电路64。按键采集电路62通过与单片机61连接,将采集到的按键键盘4上的信息传输给单片机61。旋转编码采集电路63通过与单片机61连接,将采集到的旋转编码器3上的信息传输给单片机61。单片机61根据采集到的旋转编码器3和按键键盘4的信息生成方波信号,并传输给信号处理电路64。信号处理电路64对方波信号进行处理,并产生发动机转速模拟信号;信号输入输出接口 5与信号处理电路64连接,将发动机转速模拟信号传输给外部设备。单片机61还与液晶显示屏2连接,以控制液晶显示屏2的界面显示。
[0027]在本实施例中,单片机61采用飞思卡尔的MC9S12xepl00单片机,包含数目众多的I/O 口,至多16路ECT通道。单片机61通过4路普通I/O 口与液晶显示屏2连接进行通信,其中I路数据线,I路时钟线,I路片选线,I路复位线。单片机61通过16路普通I/O 口与按键键盘4连接以采集按键41采集的电平信息。单片机61还可以使用两路ECT输入采集通道与旋转编码器3连接以获取旋转编码器3输出的两路信号,两路ECT比较输出通道作为“模拟”转速信号的输出。
[0028]如图3所示,按键采集电路62包括电阻R10、电阻R11、电容Cl ;按键41的一端接地,另一端经电阻RlO上拉接到工作电源VCC,所述按键41与电阻RlO的连接端与电阻Rll的一端连接,电阻Rll的另一端作为按键采集电路62的输出端与单片机61的I/O 口连接,按键采集电路62的输出端还经电容Cl接地。按键41通过按键采集电路62,将按键41按下与否采集到的信号输送给单片机61,当按键41按下时,给单片机61相应的I/O 口输入一个低电平信号。按键采集电路62,通过电阻RlO将输入电平上拉到工作电源VCC,使得只有按下按键41时,才使输入电平变低,电阻Rll和电容Cl组成硬件滤波电路。
[0029]如图4所示,旋转编码采集电路63包括电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R15、电阻R16 ;所述旋转编码器3的信号输出端A经电阻R12下拉接地,另还经电阻R13串联后与单片机61连接;所述旋转编码器3的信号输出端B经电阻R16下拉接地,另还经电阻R14串联后与单片机61连接;所述旋转编码器3的电源端经电阻R15串联后接到工作电源VCC。
[0030]旋转编码器3在旋转时,会产生相位不同的两路方波信号。将顺时针旋转时相位超前(上升沿)的一路称为第I路输出信号,另一路称为第2路输出信号。当单片机61检测到一路信号的上升沿时,紧接着检测另一路的上升沿,之后继续检测最初一路的上升沿,最后再次检测另一路的上升沿,如此一个循环。当最开始检测到上升沿的那一路信号是旋转编码器3的第I路输出信号,则单片机认为旋转编码器3顺时针旋转了一个固定的角度,在允许调节输出转速值时,使输出转速值增加。当最开始检测到的信号是旋转编码器3的第2路输出信号时,单片机则认为旋转编码器3逆时针旋转了一个固定的角度,在允许的情况下可减小输出转速值。
[0031]如图2所不,信号处理电路64包括继电信号处理电路643和两组相同的转速信号处理电路,每组转速信号处理电路均包括第一转速信号处理电路641和第二转速信号处理电路642。单片机61的第一输出比较通道ECTl分别与第一组的第一转速信号处理电路641和第二转速信号处理电路642连接,单片机61的第二输出比较通道ECT2分别与第二组的第一转速信号处理电路641和第二转速信号处理电路642连接。继电信号处理电路643的输入端分别与两组转速信号处理电路连接,输出端与信号输入输出接口 5连接。继电信号处理电路643的控制端通过与单片机61连接,并由单片机61控制信号输入输出接口 5与每组转速信号处理电路中的第一转速信号处理电路641或第二转速信号处理电路642连接。
[0032]如图5所示,第一转速信号处理电路641包括运算放大器OPl、电阻Rl、电阻R2、电阻R3,所述运算放大器OPl的同相输入端经电阻Rl串联后与单片机61连接,反相输入端经电阻R2与第一参考电压端V_refl连接,输出端经电阻R3上拉接到工作电源VCC,输出端还与继电信号处理电路643连接。
[0033]如图5所示,第一转速信号处理电路641为运算放大器组成的比较器。输入端al输入的是单片机61所输出的方波转速信号,第一参考电压端V_refI为比较参考电压。在本实施例中,第一参考电压端V_ref I的电压为2.5V,运算放大器OPl为单电源供电,电源端乂_12取值12V,工作电源VCC取值5V,输出端Outl即可输出Ov —+5v方波信号。在第一转速信号处理电路641工作过程中,当单片机61输出的转速信号高于比较器阈值V_refl时,比较器输出为高,得到高电平;当单片机输出的转速信号低于比较器阈值V_refI时,比较器输出为低,得到低电平。
[0034]如图6所示,第二转速信号处理电路642包括运算放大器OP2、运算放大器OP3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、稳压管D1、稳压管D2 ;所述运算放大器OP2的同相输入端经电阻R4串联后与单片机61连接,反相输入端经电阻R5与第二参考电压端V_ref2连接,输出端经电阻R6串联接到运算放大器OP3的同相输入端,输出端还经电阻R9反馈接到反相输入端,输出端还依次串联稳压管Dl和稳压管D2后接地;所述运算放大器OP3的反相输入端经电阻R7接地,输出端经电阻R8反馈接到反相输入端,输出端还与继电信号处理电路643连接。稳压管Dl的阳极端与稳压管D2的阳极端连接,稳压管Dl的阴极端连接在运算放大器OP2的输出端,稳压管D2的阴极端接地。
[0035]如图6所示,输入端a2所输入的是单片机61所输出的方波转速信号,第二参考电压端V_ref2为比较参考电压。在本实施例中,第二参考电压端V_ref2的电压为2.5V,运算放大器OP2和运算放大器OP3为双电源供电,正电源端V_12取值12V,负电源端V_N12取值-12V,工作电源VCC为5V,通过设置稳压管Dl和稳压管D2的参数,使得输出端Out2输出-12V—+12V方波信号。电阻R4与电阻R5的阻值相等,电阻R9的阻值为电阻R5阻值的2倍,电阻R6与电阻R7的阻值相等,电阻R8的阻值为电阻R7阻值的2倍。第二转速信号处理电路642工作过程中,当单片机61输出的转速信号高于比较器阈值V_ref2时,该运算放大器OP2的输出电压为+6V,再经运算放大器OP3放大后,输出电压为12V。当单片机61输出的转速信号低于比较器阈值V_ref2时,运算放大器OP2的输出电压为-6V,再经运算放大器OP3放大后,输出电压为-12V。
[0036]如图2所示,继电信号处理电路643包括继电器SWl和继电器SW2 ;继电器SWl的一端可选择性地与第一组的第一转速信号处理电路641的输出端或第二转速信号处理电路642的输出端连接,继电器SWl的另一端与所述信号输入输出接口 5连接,继电器SWl的控制端与所述单片机61的第一输出选择通道ECTl连接。继电器SW2的一端可选择性地与第二组的第一转速信号处理电路641的输出端或第二转速信号处理电路642的输出端连接,继电器SW2的另一端与所述信号输入输出接口 643连接,继电器SW2的控制端与所述单片机61的第二输出比较通道ECT2连接。
[0037]单片机61输出的“曲轴信号”,经过一个第一转速信号处理电路641和一个第二转速信号处理电路642后,再通过单片机61控制继电器SWl和继电器SW2选择其中的一个输出信号作为最终的“曲轴信号”输出。同理,单片机61输出的“凸轮轴信号”,经过另一个第一转速信号处理电路641和另一个第二转速信号处理电路642,再通过单片机61控制继电器SWl和继电器SW2选择其中的一个输出信号作为最终的“凸轮轴信号”输出。
[0038]旋转编码器3的信号输出端A和信号输出端B通过旋转编码采集电路63连接到单片机61的两路EC
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