80C196KC 单片机 T 2 快速增量功能使得系 统可以方便地采用脉 宽计时的方法 测量瞬时转 速。传感器的脉冲信号经施密特电路整形以后, 送至 80C196 的 H S10 口, 采用 T 2 快速增量方式
计时。当晶振频率为 16MHz 时, T 2 的计时频率 可达 8MH z。设每转脉冲数为 Z , 第 i 个脉冲上 升沿的时刻为 t i , 周期为 T i , 且用 T i 计算第 i 个 脉冲周期的平均转速并作为此时柴油机的瞬时转 速 N i, 则:
为了提高数据采集的速度, 同时实现多路信号
回前次转换的结果。系统采 用 ROM 转换方式, 单片机 RD下降沿作为触发信号启动 A/ D 转换, 其上 升 沿将 上一 次 转换 结 果直 接 存储 在 外部
的同步采集, 系统扩展了 MAX151 作为外部 A/ D RAM 中。显然应使 A/ D 转换控制与单片机对外
多多前
路 传 感
路 开
置 MAX
处
RAM 1 51
器 关 理 采样控制
从
主 ROM RAM
单 片
公 共
单 片
机 RAM 机 键盘显示
通信接口
图 1 故障诊断仪结构 原理图
不同的方向和角度观察这个由人和车所组成的三 维实体。这种虚拟现实的效果用传统的技术是很 难实现的。
参考文献
1 汪成为, 高文, 王行仁 灵境( 虚拟 现实) 技术 的理论、 实现及应用 北京: 清华大学出版社, 1996
图 1 为以 Int el 公司的 80C196KC 单片机为 核心的故障诊断仪结构原理图。单片机系统采用
主从式总线结构, 并采用公用 RAM 作为数据邮 箱, 并且可以扩展多个 CPU 并行协同工作; 系统 的外部数 据总 线为 16 位, 晶振频 率为 16MHz。 80C196KC 内部集成有 8 通道 10 位 A/ D 转换器。 系统可以同时采集多个不同参数传感器的信号, 而且数据处理和分析诊断的速度大大提高。为了 提高数据采集的速度和实现某些信号同步采样功 能, 系统还在外部扩展了 MAX151 A/ D 转换器并 且采用外触发的方式控制 A/ D 转换。
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交通与计算机 2000 年第 5 期 第 18 卷( 总第 95 期)
图 3 A/ D 转换器控制原理图
直接控 制 RAM 的读 写; 当 P1 0 为 低电 平 时, 个 32KB 空间, 0000H ~ 7FFFH 作为 ROM 及 I/ O
CS A/ D= CSRAM, RD A/ D= RD 、WR RAM = RD A/ D
0FH
1C000~ 1FF FFH 1C000~ 1FF FFH
( b)
图 4 存储器扩展方式和页面控制图
参考文献
1 孙涵芳 Intel 16 位单片机 北京航空航天大学出版社
随着柴油机故障诊断理论和技术的发展, 综 合诊断技术、多传感器系统与信息融合理论和技 术、新的信号分析与处理的理论和方法的应用, 使 得柴油机故障诊断系统需要采集信号的种类和数 量增多, 信号采集的技术要求提高, 尤其是信息处 理量大增。因此, 对于故障诊断系统( 或诊断仪) 而言, 首先应具备多传感器信号采集和快速信息 处理能力。
收稿日期: 2000- 03- 03
2 曾建超, 俞志和编著 虚拟 现实的 技术及 其应用 北 京: 清华大学出版社, 1996
3 黄心渊编著 虚拟现 实技术与 应用 北京: 科学出 版 社, 1999
4 张翰峰 第二代 W WW 标准语 言 V RM L 技 术世界, 1999( 7)
5 Rodger Lea, Kouichi M atsuda, K en M iyashita 著 妙 用 Java 及 V RM L 开 发 三维 图形 北京: 电子 工业 出 版 社, 1999
T i = ti+ 1 - t i
N i = 60/ ( Z T i ) 显然, 系统的测量精度取决于脉冲数 Z 和周 期 ti 的计时精度。系统采用外部扩 展计数器分 频方法提高计时分辨率。当分频数为 n 时, 最高 计时分辨率 8n( MHz) 。
图 2 信号存贮转换方式图
2 A/ D 转换器扩展及其控制
关键词 单片机 故 障诊断 Abstract: T he t hesis illustrates t he st ruct ure of hardw are and soft ware of t he f ault diagnosis of marine diesel w hose core is 80C196KC Single- Chip M icrocomputer, and it also introduces in det ail the crucial problems such as measuring of inst ant aneous rotat ion、memory ex tending and high speed sampling , and so on. Keywords: single- chip microcomput er; f ault diagnosis
转换器, 且用外触发方式控制采样。MAX151 最大 部 RAM 读写控制从逻辑上分开。控制原理如图
转换时间 2 5 s, 采样速率最高可达 300kHz; 可以 由RD 脉冲 信号 的宽 度自动 选取 采用 慢存 储或 ROM 转换方式。当RD 保持为低电平的时间小于 300 ns 时, MAX151 自动进入 ROM 转换方式, 否则 进入慢存储转换方式( 如图 2 所示) 。
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交通与计算机 2000 年第 5 期 第 18 卷( 总第 95 期)
船舶柴油机故障诊断仪及其 若干技术问题的研究
喻方平 廖 慧 杨建国 严新平
( 武汉交通科技大学 武汉 430063)
摘 要 文章介绍了以 80C196 单片机为核心的船舶柴油机故 障诊断仪 的基本结构。 对瞬
时转速的测量、多传感器信号采集及同步高速采样的 实现、存储器的分页等问题作了详细介绍。
口地址, 8000H ~ F FFFH 作 为 RAM 的映 象区。
WR , 所以可以利用单片机RD 信号下降沿启动 A/ D 转换, 上升沿将上一次转换结果直接存储在
由于单片机系统采 用 16 位数据总 线, 故每两片 628128 为一组, 分别作为奇字节与偶字节数据存
外部 RAM 中。
3 存储器扩展与分页控制
储器。628128 地址线 MA 1~ MA 13直接接到系统 的地址总线上, 高位地址线 MA14 ~ MA 17 由 P1 1 ~ P1 4提供。从而将 512K B 的数据存储空间划分
80C196KC 的寻址 空间只有 64KB。为了扩 为 16 个存储页面 OOH ~ OFH , 内存及其映象区
慢存储方式下, 系统应使 MAX151 的 RD 保 持为低电平直到转换结束。B US Y 信号变为低电 平表示转换完成, 单片机可以读取转换结果。而 在 ROM 方式下, 可用RD 信号启动一次转换并读
3 所示。 图中: CS A/ D = CSRAM+ P 1. 0;
RDA/D= RD; WR RAM = ( P1. 0+ RD ) WR ; RD RAM = P 1. 0+ RD ) ; 这 里 P 1 为 80C196KC 的 准 双 向 口。 当 P 1 0 为 高 电 平 时, CS A/ D 为 高, A / D 不 启 动, WR RAM= WR 、RD RAM = RD , 即单片机读写信号
展 RAM, 系统利用 4 片 628128 由 P1 口低四位控 制分页, 把 RAM 空间扩展到 512KB。如图 4( a)
如图 4( b) 。要改变页面地址可执行指令: 1OPORT 1= ( 1OPORT 1 AND 0XXH ) 。
所示, 由 A15将 64K B 的基本寻址空间分为高低两
07 H
1C000~ 1FF FFH 1C000~ 1FF FFH
628128( # 3)
628128( # 2)
08 H
00000~ 03F FFH 00000~ 03F FFH
09 H
04000~ 07F FFH 04000~ 07F FFH
0 EH
18000~ 1BFFFH 18000~ 1BFF FH
页面地址
00 H 01 H
映 象内存
8000H~ F FFFH ( 偶)
8000H~ F FFFH ( 奇)
物 理地址128( # 2)
00000~ 03F FFH 04000~ 07F FFH
00000~ 03F FFH 04000~ 07F FFH
06 H
18000~ 1BFFFH 18000~ 1BFF FH
船舶柴油机故障诊断 仪及其若干技术问题的研究 喻方平 廖慧 杨建国 严新平
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1 瞬时转速的测量
利用瞬时转速实现对柴油机某些故障的诊断 是一种简单且方便的途径。但必须以较高精度采 集瞬时转速信号。除要求传感器及其装置能不失 真地拾取瞬时转速信号外, 同时对单片机测量系 统的硬件与软件都提出了较高的要求。