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基于单片机AT89C51和CAN控制器实现柴油发动机测试

1. 小序

许多现在正在应用的柴油发念头测试平台都是经由过程仪表读数来阐发、判断一台柴油发念头测试时的事情状态,不仅效率低、精度差,而且综合阐发判断能力有限。为了能够加倍周全、直不雅地懂得柴油发念头测试历程,迅速发明并扫除故障隐患,使测试操作职员前进阐发判断能力,结合企业技巧改造,我们开拓了基于CAN现场总线的柴油发念头测试系统,实现了同时对多台柴油发念头测试历程的监控与测试。

2. 测试系统布局组成

根据柴油发念头的测试要求,本系统主要完成对柴油发念头测试历程中各类传感旌旗灯号的处置惩罚以及柴油机工况数据的采集,并将数据经由过程CAN总线送上位机,要求处置惩罚16路模拟旌旗灯号、16路I/O旌旗灯号。采集的参数主要有:机油压力和温度、冷却水温度、进排气温度、燃油液位、启动蓄电池电压、转速等。

柴油发念头测试系统的关键是引入了CAN总线技巧,形成基于CAN总线的散播式测控体系模型,因为CAN总线作为现场总线的类型之一,属于开放式底层节制收集,是利用于临盆现场、在微机化丈量节制设备之间实现双向串行多节点数字通信的系统,是以基于CAN总线的散播式测控系统是开放式的,而不是封闭和专用的。这种测试系统将监控功能分散到每个试车台,每个试车台均由一个CAN智能节点完成监控义务。每个CAN总线节点的组成是相同的,都包括:主控单元、CAN总线通信治理单元、数据采集与处置惩罚单元等。各节点经由过程CAN总线与上位机相连,经由过程总线完成彼此间的通信。

3. 测试系统硬件设计

柴油发念头测试系统采纳两级散播式布局。上位机采纳PC机,在上位机的PCI总线插槽中安装了PC-CAN总线适配卡,这样就可以经由过程CAN总线将上、下位机联系在一路构成节制收集。下位机节制器采纳单片机AT89C51和CAN总线节制器SJA1000合营组成的智能节点,它们直接对各现场设备(如:传感器继电器、电机等进行节制,采集现场数据,并根据接管到的敕令或者主动将数据发送到CAN总线。

经由过程事先设置验收码和验收樊篱码可以节制智能节点从总线上接管哪些数据或敕令。假如某些数据必要进一步繁杂的处置惩罚(如动态显示),则上位谋略机可以从总线上接管数据。当上位机必要对某个节点施加节制动作时,可以采纳点对点要领与该节点通讯,而当它要同时对所有节点施加节制动作时,可以采纳广播要领将敕令发送到总线。这样当系统正常运行时完全可以没有上位机的介入,大年夜大年夜削减了数据的传输量,同时前进了系统的实时性和靠得住性。

柴油发念头测试系统的硬件设计主要涉及上位机中的PC-CAN适配卡以及下位机CAN智能节点。这里重点阐发CAN智能节点的布局组成。

在图2CAN智能节点中,核心器件是CAN总线节制器SJA1000、CAN总线驱动器82C250以及单片机AT89C51。AT89C51主要有两方面的义务:一是认真对CAN节制器SJA1000的初始化,并经由过程节制SJA1000实现数据的接管和发送等通信义务;二是认真对现场旌旗灯号的采集以及对现场设备的节制。

SJA1000是Philips公司的CAN节制器,它实现了CAN总线收集中的数据链路层和物理层功能,经由过程对其编程,微处置惩罚器可以设置它的事情要领,节制它的事情状态,进行数据的发送和接管,把利用层建立在它的根基之上。在本设计中,为了增强CAN总线节点的抗滋扰能力,采纳SJA1000的具有光电隔离的CAN总线接口。SJA1000的发送输出端TX0与接管输入端RX0、RX1分手经高速集成光电耦合器6N137隔离后与CAN总线接口驱动芯片82C250的TXD和RXD相连,82C250则直接与CAN物理总线相连。

上位机监控软件采纳组态软件进行开拓。组态软件作为用户可定制功能的软件平台对象,是跟着散播式节制系统及谋略机节制技巧的日趋成熟而成长起来的

当前,跟着现场总线技巧的慢慢推广,现场总线和开放系统已成为组态软件生长所依附的外部情况,这使得组态软件更易于与浩繁的输入/输出设备连接,从而匆匆进了组态软件在现场总线节制系统中的利用。经由过程对现有组态软件机能及价格的对照,同时结合本技改项目的实际必要,选择国产“世纪星”组态软件来开拓CAN总线系统的监控法度榜样。为了将上位机人机界面法度榜样与下位机数据采集与互换法度榜样有机地结合起来,我们把临控法度榜样分成两部分,即:将办事器-客户机布局利用到CAN总线节制系统的组态软件设计中,实现以人机界面法度榜样作为客户机端法度榜样,以与硬件进行数据互换的法度榜样作为办事器端法度榜样。

(2) 下位机软件:

每个柴油发念头试车台作为CAN总线的一个智能节点,经由过程CAN通信接口将各试车台的检测状态和节制结果等信息向上位机传送,并随时筹备接管上位机的节制指令。下位机节制法度榜样采纳模块化编程,包括CAN总线通信治理模块、柴油发念头运行状态监控模块、A/D巡检采样及数据转存模块、I/O开关量旌旗灯号处置惩罚模块等。此中,CAN节点通信模块部分至关紧张,它关系到全部散播式节制收集能否正常事情。CAN节点通信模块由CAN初始化子法度榜样、CAN中断法度榜样和CAN数据收发子法度榜样组成,如图4所示。

4. 停止语

本论文的钻研内容在围产135系列柴油发念头的试车台上已颠末试验并运行优越,实践注解:基于CAN总线的散播式测试系统稳定靠得住,具有设置设置设备摆设摆设机动简单、资源低、靠得住性高、抗滋扰能力强和可扩充性好等优点,可以对柴油机的测试历程进行周全监控,大年夜大年夜削减了测试光阴,改良了监控事情前提,前进了对设备的科学化治理,对某些故障还能够赶早发明,防止滞后处置惩罚所造成的丧掉。

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