微机数据采集系统在发动机台架试验中的应用

　　1　前言

　　随着国民经济的发展和人民生活水平的不断提高,摩托车作为人们从事各项经济和社会活动的重要交通工具得到越来越广泛的使用。因此,对交通工具的可靠性、快速性、机动性的要求越来越高,即对摩托车的要求亦日益提高。虽然我国摩托车工业具有一定的生产规模和水平,但总体来说仍处于发展时期。影响摩托车质量的关键是发动机,所以在现代摩托车发动机产品的开发和研究中,需要对发动机的功率、油耗、转速、扭矩等性能参数进行测量和分析,并利用测试所得的数据进行计算。过去常规的发动机台架试验需要人工手记,耗人费时。随着微型计算机技术的不断普及,迫切需要研制开发适合我国国情的摩托车发动机台架试验用的微机数据采集系统。

　　新开发研制的微机数据采集系统可监测跟踪试验过程中发动机各性能参数的变化,并能自动存盘及打印输出试验数据和性能曲线,同时可将试验数据自动修正到标准状况下。

　　2　系统结构和工作原理

　　2.1　系统结构

　　系统主要由传感器、主控电路、信号整形电路、A/D转换器、仪表显示单元、微机及接口电路、打印机等几部分组成。(见图1)测取发动机各个参数时需通过相应的传感器产生信号,信号经过整形或A/D(模/数)转换之后,一路送入数字显示单元,监测显示;另一路送入三态门锁存器,经过并行接口电路送入微机,由微机对数据进行采集、跟踪显示、计算处理及打印存盘。

　　2.2　工作原理

　　目前,将模拟信号转换成数字信号并通过仪表显示的方法很多,且技术也较成熟,本文不多作介绍。利用微机对上述信号进行采集处理主要应解决两个问题,一是微机与被测参数之间的接口通讯问题,二是对于涉及多点参数的测量(如图1所示),如何解决微机与仪表以及传感器之间的互相干扰问题。所以本文重点介绍接口技术及软件编程。

　　2.2.1　接口技术

　　在微机数据采集系统中,除微机以外的设备均为外围设备,如图1中的转速表、油耗仪、温度表等。微机与外围设备之间的数据传输信息分类两类:控制信息和数据信息,通讯传送方式为串行传送与并行传送,不同的传送方式有不同的I/O(输入/输出)接口电路。并行通讯由并行数据端口进行,它把数据的各位同时传送,而串行通讯是把数据一位一位按顺序传送。串行通讯要求外设与微机之间有严格的应答关系,而并行通讯不影响仪表独立工作,且接口电路简单、直观,地址较易扩展,适合多参数测量,我们在设计电路时采用了并行通讯方式。

　　如图2所示的接口电路主要由数据锁存器、缓冲器及接口地址译码选通电路组成。图1所示的被测参数经过数字化处理后,送入微机时不能同时占用数据总线,均先经过74LS374(或74LS373)三态八D锁存器锁存,并一直稳定地保存,直至微机按照口地址依次打开对应的锁存器选通端()取走数据。