一种基于单片机的汽车电子点火系统的设计

　　随着汽车工业的不断发展，能源危机以及汽车尾气对大气环境造成的污染日趋严重。而发动机点火时刻的精确控制在提高汽车整体性能的同时，有效地缓解了这一状况。与传统的机械调节式点火时刻控制系统相比，基于微控制器的电子式控制系统具有及时性好、精确度高、控制灵活等优点。为此，从发动机点火控制系统的控制策略出发，设计了一种能提高发动机点火控制精度的新型电子点火控制装置。

　　1 系统工作原理

　　发动机点火时刻是通过控制点火提前角(即点火时活塞位置到上止点曲轴转过的角度)来实现的。影响火花塞点火时刻的因素主要有发动机转速、负荷大小、发动机冷却水温度以及发动机缸体爆震等。

　　整个点火系统硬件电路主要由传感器及信号调理电路、A/D转换器、电控单元、点火电路、电源及火花塞等部分组成。系统原理框图如图1所示。

　　各传感器的输出信号经相应调理电路调理、A/D转换器转换后，送入单片机。单片机依据一定的控制策略、算法对输入信号运算处理，依据运算结果，在合适时刻给出控制信号。控制信号经驱动电路后，控制点火控制电路工作，通过火花塞最终实现发动机点火。

　　2 系统硬件设计

　　2.1 传感器

　　及其调理电路

　　主要包括转速传感器、水温传感器、爆震传感器和节气门开度传感器及其相应调理电路。

　　2.1.1 转速传感器及其调理电路

　　采用光电式转速传感器，其作用是测量发动机转速和曲轴转角位置。传感器输出信号经调理电路整形、放大后号送入单片机外部计数器T0(P3.4)引脚上，由单片机在一定时间内对其计数便可测量其转速和曲轴位置。

　　2.1.2 水温传感器及其调理电路

　　采用集成温度传感器MAX6611测量发动机冷却水温度。单片机依据水温信号对点火提前角作相应调整：当水温低时增大点火提前角，而水温高时减小点火提前角。传感器输出信号经二极管双向限幅和RC滤波电路调理后接到ADC0809的信道0上。

　　2.1.3 爆震传感器及其调理电路

　　采用安装在发动机缸体上的压电加速度传感器来测量发动机爆震信号，并依据是否发生爆震而对点火提前角作相应调整。传感器输出信号经两级滤波电路调理后接到ADC0809的信道1上。

　　2.1.4 节气门开度传感器调理电路

　　发动机的负荷的测量是通过线性输出型模拟式节气门传感器(TPS)来实现的。传感器输出信号经双向限幅滤波调理电路后接到ADC0809的信道2上。

　　2.2 电控单元及A/D转化电路设计