Вимірювання кута випередження запалювання

[ виправити ] текст може містити помилки, будь ласка перевіряйте перш ніж використовувати.

скачати

Пристрій для вимірювання кута випередження запалювання чотиритактних карбюраторних двигунів Одним з поширених методів перевірки системи запалювання, зокрема кута випередження запалювання, є стробоскопічний, при якому імпульс високої напруги на свічці першого циліндра підпалює стробоскопічний лампу, що дає в момент початку запалювання спалах, висвітлює мітку шківа колінчастого валу і мітку-виступ на кришці блоку циліндрів. Якщо при спалаху рухлива мітка шківа колінчастого вала співпадає з нерухомою на кришці блоку циліндрів, отже запалювання встановлено правильно, а плавне взаємне зміщення рухомий мітки щодо нерухомої при збільшенні числа оборотів говорить про справної роботі відцентрового регулятора випередження запалювання. Такий візуальний метод, хоч і наочний, але має деякі недоліками. Перший - це те, що вимірювання не можна робити під час руху, що призводить до значних незручностей, і другий - це низька точність вимірювання, так як вимір проводиться "на око". Прилад, що розробляється в даній курсовій роботі дозволяє проводити вимірювання під час руху, і з точністю до Dj = ± 0,1 °. Крім цього паралельно можна вимірювати кількість оборотів колінчастого валу. Принцип роботи та методика вимірювання. Прилад має два входи, на які подаються сигнали від датчиків. На один вхід надходить сигнал датчика кількості оборотів колінчастого валу, який представляє собою імпульс з амплітудою рівної 5В. Цей імпульс виробляється в той момент, коли поршень (наприклад першого циліндра) знаходиться у верхній мертвій точці. На другий вхід поступає сигнал від іншого датчика, який виробляє такий же імпульс, але в момент запалювання. Результати вимірювань відображаються на індикаторі, при цьому прилад залежно від режиму роботи відображає або кут випередження запалювання, або частоту обертання колінчастого вала. Режим роботи визначається положенням перемикача. Методика вимірювання кута наступна. Кут випередження запалювання можна визначити за формулою: Вимірювання кута випередження запалювання , Де ТС1 - період обертання колінчастого вала, ТС2 - час між запалюванням та перебуванням поршня у верхній мертвій точці. Вимірювання періоду полягає в порівнянні вимірюваного інтервалу часу Тс з дискретним інтервалом, відтворюючим одиницю часу. Це досягається заповненням вимірюваного інтервалу Тс імпульсами з відомим зразковим періодом проходження Тобр <<Тс - перетворенням інтервалу у відрізок періодичної послідовності імпульсів, число яких, пропорційне інтервалу Тс, підраховується. Вимірювання кута випередження запалювання Рис. 1. При подачі на вхід "Датчик 1" імпульсу кількості оборотів включається лічильник, який підраховує рахункові імпульси зразкового генератора (Лічильник 1 див. рис.1). При надходженні на вхід "Датчик 2" імпульсу запалювання включається другий лічильник. Лічильники продовжують вважати тимчасові інтервали до тих пір поки на вхід "Датчик 1" знову не прийде імпульс, після чого лічильники зупиняються. Число прораховане першого лічильником буде пропорційно періоду оборотів колінчастого валу, а число на другому лічильнику - пропорційно часу між запалюванням та перебуванням поршня у верхній мертвій точці. Апаратне забезпечення. Структурна схема пристрою показана на рис.2. Прилад виконаний на базі восьмибітових мікропроцесора Z-80. Вимірювальна процедура завжди починається з вимірювання періоду. З генератора імпульсів на таймер безперервно надходять рахункові імпульси. З приходом стробирующий імпульсу з Датчіка1 запускається Счетчік1, роль якого виконує таймер. З приходом сигналу з Датчіка2 запускається Счетчік2. Коли знову з'являється сигнал від Датчіка1, таймер зупиняє Счетчік1 і Счетчік2. Після чого, мікропроцесор зчитує значення з обох лічильників, причому, число на Счетчіке1 буде пропорційно ТС1, а на Счетчіке2 - ТС2. Вимірювання кута випередження запалювання Рис. 2. Таким чином отримавши значення ТС1 і ТС2 мікропроцесор обчислює кут випередження запалювання і виводить результат на індикатор. При цьому перевіряється через пристрій вводу / виводу (роль якого виконує логічний елемент І) стан перемикача режиму роботи, і відповідно до цього на індикаторі відображається або кут, або частота обертання колінчастого вала. Дані про сегменти надходять на індикатор через регістр, а вибір розряду здійснюється за допомогою регістра і дешифратора. Виберемо частоту генератора лічильних імпульсів. Діапазон обертання колінчастого вала лежить в межах від 600 до 6000 об / хв. тобто від 10 до 100Гц. Нехай максимальне значення лічильника буде дорівнює 60000. Звідси випливає, що при мінімальне частоті (тобто при максимальному періоді) 10Гц і значення лічильника 60000, частота рахункових імпульсів буде дорівнює 600 000Гц. Приймаються частоту рахункових імпульсів рівної 500 КГц, тому що її легше отримати за допомогою простого дільника частоти. Оцінимо похибку дискретності, яка виникає внаслідок того, що періодична послідовність рахункових імпульсів і заповнюється ними стробирующий імпульс у загальному випадку - сигнали несинхронні. Максимальне значення абсолютної похибки дискретності вимірювання періоду DТ = ± Тобр = ± 2мкс, тобто становить ± 1 молодшого розряду рахунку. Найбільша відносна похибка дискретності становить DТ = ± (Тобр / Тс). Приймаючи Тс рівним 360 °, можна отримати максимальну відносну похибку вимірювання кута рівної Dj = ± 0,06 °. Принципова схема зображена сторінці 7. З кварцового генератора прямокутних імпульсів, виконаному на мікросхемі ЛН1 сигнал надходить на дільник частоти D8 (555ІЕ7). З дільника знімається дві частоти: 4МГц - тактова частота мікропроцесора, яка подається на вхід СLC, і лічильні імпульси з частотою 500 КГц, які, у свою чергу, подаються на вхід СLC таймера. Дозвіл рахунку і заборона сигналами з датчиків здійснюється за допомогою Т-тригерів виконаних на мікросхемі D11. Сигнал з Датчіка1 подається прямо на вхід маскуються переривань INT мікропроцесора Z-80. До мікропроцесорної шині підключена мікросхема ПЗУ D4, осередки якої розташовані починаючи з адреси 0000 по 4096 (в десятковій системі), і мікросхема ОЗУ D3, осередки якої розташовані відповідно за адресою 4096 - 5120. У даній схемі використовується мікросхема ОЗУ статичного типу. Звернення до неї здійснюється двома сигналами MREQ і A13, об'їдені логічним елементом D10.1 Інформація на індикатор надходить наступним чином. Вибирається розряд індикатора, а потім по восьми каналах подається інформація про сегменти. Сегменти індикатора підключені через регістр D5 прямо до шини даних, а інформація на них надходить по команді OUT за адресою 16Н. Вибір розряду відбувається за допомогою дешифратора D7, на вхід якого подається номер розряду в двійковій системі, а з виходу подається "1" тільки на розряд під цим номером. Для того, що б розряд світився протягом деякого часу ставиться регістр D6, який запам'ятовує стан шини даних поки мікропроцесор до нього знову не звернеться до нових значень сегментів. Звернення до регістру проводиться за командою OUT за адресою 8Н. Висновок на індикатор проводиться з частотою 200 Гц, так щоб кожен сегмент засвічувався 50 разів на секунду. Контроль часу проводиться за допомогою таймера вихід якого підключений на вхід немаскируемого переривань NMI. Програмне забезпечення На рис. 3. зображена блок-схема-програми, яка знаходиться в ПЗУ. Всі "вільне" час мікропроцесор виводить на індикатор результат. При приході на вхід маскуються переривань сигналу від Датчіка1, процесор перериває висновок на індикатор і викликає процедуру обслуговування переривань. Вимірювання кута випередження запалюванняВимірювання кута випередження запалювання Рис.3. Ця процедура зчитує з виходу таймера значення Счетчіка1. Потім перевіряє наявність сигналу з перемикача роду роботи, і якщо такий є, то програма вираховує кількість оборотів в хвилину колінчатого валу, і передає результат основної програми, яка виводить його на індикатор. Кількість оборотів можна обчислити за такою формулою, знаючи частоту рахункових імпульсів і значення Счетчіка1: Вимірювання кута випередження запалювання У разі якщо перемикач не натиснуто, то мікропроцесор зчитує з виходу таймера значення Счетчіка2. Потім, користуючись значеннями лічильників 1 і 2, обчислює кут випередження запалювання, і після цього так само як і в попередньому випадку процесор передає результат основної програми, яка виводить його на індикатор. Слід зазначити, що перед тим як результат буде виведений на індикатор він розбивається на десятки, для того, щоб потім можна було перевести кожну цифру окремо з двійкової системи в код сегментного індикатора. Нижче наводиться програма на асемблері для мікропроцесора Z-80. Основний блок:; початковий блок, що програмує таймер. LD A, 00111010; запис керуючого слова в лічильник 0: Режим роботи 5; завантаження спочатку молодшого, потім старшого байта; код - двійковий. OUT 3, A LD A, FFH OUT 3, A LD A, FFH OUT 3, A LD A, 01111010; запис керуючого слова в лічильник 1. OUT 3, A LD A, FFH OUT 3, A LD A, FFH OUT 3, A LD A, 10111010; запис керуючого слова в лічильник 3. OUT 3, A LD A, C4 OUT 3, A; запис числа 2500. LD A, 9 OUT 3, A; основний блок - висновок інформації на індикатор. N: LD D, 0 LD B, (R4); завантаження кількості десятків. L: LD A, B OUT 8, A; вибір розряду. LD HL, (R5) LD E, B ADD HL, DE LD E, (HL); вибір цифри. LD HL, (R6) ADD HL, DE LD A, (HL); вибір коду сегментного індикатора. LD (R8), A INC (R9) M: LD A, (R9); очікування приходу сигналу на вхід немаскируемого переривання. JR NZ, M; DJNZ L; JP N; Програма обробки переривання виведення на індикатор: LD A, (R9) OUT 16, A; висновок даних про сегменти. LD (R9), 0 RETI Програма обробки переривання з датчика: EXX; обмін з альтернативними регістрами. LD A, (R7); перевірка стану лічильника JR NZ N; на виході таймера справжнє значення лічильника LD (R7), 1; на виході таймера помилкове значення лічильника EXX RETI N: LD (R7), 0 IN A, 0; введення значення Счетчіка1 з виходу таймера. XOR FFH; інверсія, так як лічильник таймера вважає в негативному напрямку. LD L, A IN A, 0 XOR FFH LD H, A LD (R1), HL IN A, 4; введення стану перемикача. CPS 1 JP NZ A; якщо не натиснуто, то перехід до А. LD BC, (R1); обчислення кількості оборотів. LD (A1), BC LD (A2), 10 CALL DEL; виклик процедури розподілу. LD BC, (A2) LD (A2), BC LD (A1), 50000 CALL DEL LD (A2), 6 CALL YMH; виклик процедури множення. LD BC, (A1) LD (R3), BC LD (R10), 0 CALL DECT; виклик процедури розбиття на десятки. EXX RETI A: IN A, 1; введення значення Счетчіка2 з виходу таймера. XOR FFH LD L, A IN A, 1 XOR FFH LD H, A LD (R2), HL; обчислення кута випередження запалювання. LD (A1), 36 (10) LD (A2), HL CALL YMH LD HL, (A1) LD BC, (R1) LD (A1), BC LD (A2), 10 CALL DEL LD BC, (A1) LD (A2), BC LD (A1), HL CALL DEL LD BC, (A1) LD (R3), BC LD BC, (A3) LD (R10), BC CALL DECT EXX RETI Підпрограма DECT:; процедура розбиття числа на десятки (на цифри). LD BC, (R3); введення числа, яке потрібно розбити здійснюється через осередок з адресс R3. LD (A1), BC C: LD (A2), 10 CALL DEL LD B, (A3) INC (R4); кількість десятків у клітинці з адресою R4. LD A, (R4) ADD A, (R5) LD (A), B LD A, (A1) CPS 10 JP NC C; LD B, (A1) INC (R4) LD A, (R4) ADD A, R5 LD (A), B; цифри знаходяться в пам'яті один за одним, в порядку зростання починаючи з адреси R5. INC A LD (A), 128 (10); висновок точки INC A LD B, (R10) LD (A), B RET Підпрограма DEL:; процедура поділу одного числа (в комірці пам'яті за адресою А1) на інше (у клітинці пам'яті за адресою А2). PUSH BC PUSH DE PUSH HL LD HL, (A2) LD DE, (A1) LD BC, 0 M1: LD (A4), HL SBC HL, DE INC BC JR NC, M1; DEC BC LD (A1), BC; результат заноситься в комірку пам'яті з адресою А1. LD HL, (A4) LD (A3), HL; залишок від ділення знаходиться в комірці пам'яті з адресою А3. POP HL POP DE POP BC RET Підпрограма YMH:; процедура для множення одного числа (в комірці пам'яті за адресою А1) на інше (в комірці пам'яті за адресою А2). PUSH DE PUSH HL LD DE, (A2) DEC DE LD HL, (A1) M2: ADC HL, HL DINZ M2; LD (A1), HL; результат заноситься в комірку пам'яті з адресою А1. POP HL POP DE RET Опишемо детальніше кожну з процедур. DECT: процедура розбиття числа на десятки. Програма ділить число на десять, залишком від ділення буде молодший розряд, який заноситься в клітинку R5. Ця процедура повторюється кілька разів, при цьому щоразу збільшується число кількості десятків (осередок R4), поки приватне не буде менше 10, після чого процедура зупиняється, а останнє отримане нами приватне буде старшим розрядом, яке заноситься у комірку за адресою R5 + R4. DEL і YMH: процедури множення і ділення двох чисел. Найбільш раціональним методом розподілу і множення в цифрових приладах є метод двійкового множення (ділення). Але в нашій схемі з ряду причин ми будемо використовувати інший метод. Одна з причин - це те, що в асемблері для Z-80 не існує команди для зсуву вліво або вправо пари восьмибітових регістрів, а ми виробляємо обчислення над 16-бітовими числами. І друге - швидкодія досягається методом двійкового множення (ділення) нам не потрібно так, як мікропроцесор тільки обслуговує одне переривання з Датчіка1 (яке з'являється з частотою 10-100 Гц) і друге - з таймера (з'являється з частотою 200 Гц), а все інше час знаходиться в режимі очікування. Процедура множення запитує два числа А1 і А2, а результат повертає в А1. Множення проводиться звичайним складанням А1 + А1 А2 разів. Тому рекомендується, щоб А1 було більше ніж А2. Процедура розподілу запитує два числа А1 і А2, а результат і залишок повертає відповідно в А1 та А3. Розподіл здійснюється вирахуванням з А1 числа А2 поки не буде встановлено прапор переносу. На індикатор інформація виводиться наступним чином: Береться цифра відповідного розряду (розряди перебираються з кінця) і з осередку з адресою "R6 + цифра" вибирається код сегментного індикатора. Вимірювання кута випередження запалювання З приходом сигналу з таймера на вхід немаскируемого переривань мікропроцесор викликає процедуру обробки переривання, яка виводить на індикатор дані про сегменті. Весь інший час мікропроцесор знаходиться в режимі очікування. Кількість розрядів відповідає кількості десятків. Розряд індикатора показаний на рис.4, а код відповідний певної цифри в таблиці 1. Таблиця 1.
Цифра Сегменти Адреса
A B C D E F G H
0 1 1 1 1 1 1 0 0 4111
1 0 1 1 0 0 0 0 0 4112
2 1 1 0 1 1 0 1 0 4113
3 1 1 1 1 0 0 1 0 4114
4 0 1 1 0 0 1 1 0 4115
5 1 0 1 1 0 1 1 0 4116
6 1 0 1 1 1 1 1 0 4117
7 1 1 1 0 0 0 0 0 4118
8 1 1 1 1 1 1 1 0 4119
9 1 1 1 1 0 1 1 0 4120
Опишемо змінні і місце розташування їх у пам'яті, що використовуються програмою. Таблиця 2.
Мінлива Призначення Поч. Адреса Довжина
R1 Значення Счетчіка1 4096 D 2 байти
R2 Значення Счетчіка2 4098 2
R3 Змінна для процедури DECT 4100 2
R4 Число десятків 4102 1
R5 Початковий адреса масиву цифр (8 цифр) 4103 8 байт
R6 Початковий адреса масиву кодів сегментного індикатора (10) 4111 10 байт
R7 Стан лічильника таймера 4121 1
R8, R9, R10 Допоміжна 4122 1,1,1
A1 1-е число для процедур DEL і YMH 4125 2
A2 2-е число для процедур DEL і YMH 4127 2
A3 залишок від ділення 4129 2
У даній схемі сигнал переривання з Датчіка1 подається на вхід немаскируемого переривання INT мікропроцесора Z-80. У загальному випадку звичайне переривання призведе до того, що поточний лічильник команд буде поміщений в стек, а управління за допомогою програми RST буде передано на нульову сторінку ПЗУ. Тому процедура обробки переривань повинна знаходиться за адресою 0000Н (див. рис. 5). Сигнал переривання з таймера, контролюючий висновок на індикатор, надходить на вхід немаскируемого переривання NMI. Це переривання має більш високий пріоритет ніж INT. Сигнал автоматично переводить ЦП до виконання програми з адреси 0066Н. Тому дана процедура обробки переривання виведення на індикатор повинна знаходиться за цією адресою. Слідом за нею йдуть допоміжні процедури DECT, DEL, YMH, після чого розташовується основна програма. Вимірювання кута випередження запалювання Література В.І. Зубчик, В.П. Сигорський. Довідник по цифровій схемотехніці. - К: "Техніка", 1990р., 448с. Г.Я. Мирський. Мікропроцесори в вимірювальних приладах. - М: "Радіо і зв'язок", 1984р., 160с. В.І. Корнійчук, В.П. Тарасенко. Обчислювальні пристрої на мікросхемах. - К: "Техніка", 1986р, 264с. У. танто. Асемблер Z-80. - М: ВА Принт, 1993., 124с. Конспект лекцій з дисципліни "Цифрові пристрої й мікропроцесори" для студентів радіотехнічних спеціальностей. / Укл. Грабінський Ю.І, Коцержінскій Б.А., Михайленко М.В. -К.: КПІ, 1995. - 184 с. М.А. Раєвський, В.П. Обметіца, Довідник з обслуговування і ремонту автомобілів ВАЗ. - К: "Вища школа" 1989р., 176с.
Додати в блог або на сайт

Цей текст може містити помилки.

Виробництво і технології | Реферат
33.3кб. | скачати


Схожі роботи:
Системи запалювання
Система запалювання карбюраторних двигунів
Взаємозамінність автомобільних свічок запалювання
Міра кута
Система запалювання двигуна ЗМЗ-402
Пристрій робота і основні несправності безконтактної системи запалювання
Переклад заходів кута в градусній часовий системі
Залежність дальності перельоту об`єкта від кута кидання
Дослідження температурного поля зовнішнього кута методом електричного моделювання
© Усі права захищені
написати до нас