多功能发动机转速模拟器设计

3 系统软件设计
本系统的软件流程如图7所示。它包括频率／转速测量、串行A／D转换值读取、数值显示及相关处理部分。

3．1 频率／转速测量软件设计
当电路一上电，MAX813L产生复位信号，促使单片机复位，程序跳至起始地址0000h，首先对内部寄存器和MAX7219初始化，如TO、T1、TMOD，接着对TO、T1、EXl开中断。喂狗语句放在循环查询处，给MAX813L喂狗的时间间隔应小于1．6 s，否则它将再次产生复位信号，扰乱程序的正常运行。接着检测P1．3脚，若为低电平，则执行串行A／D转换值的读取程序；若为高电平，则单片机在信号下降沿被触发中断，开通T1定时、TO计数。当T1定时1 s到，关闭TO、T1，读取TO值后，再对TO、T1开中断，重新计时计脉冲数。接着计算(T0值乘以2)、判断(当不超过9999或等于O时，定为合法，并置FLAG标志)，然后送MAX7219，经其译码后在LED上显示，并有频率指示灯亮，告知使用者显示的是频率值，以便根据所需调整旋扭W1(见图2)，使发生器发出想要的频率值信号，这就是测量信号频率的原理；若数值不合法，LED将不显示或显示O，此时应调整W1直到合法。外来信号的频率测量和显示程序同前(需将扭转开关旋到输入档)。若P2．7脚为低电平，则测量的是发动机的转速，需将前面的频率值代入转速公式(2)：

n=(f・60)/k (2)
式中：n为柴油机转速(r／min)，f为所测到的频率值(Hz)，k为发动机测速齿轮的齿数。
可见单片机需要读取齿数值，然后计算并判断(n不大于9999)，并送LED显示。需注意的是：上面所讲的是先通过在1 s时间内对转速脉冲信号的个数进行累加计数，再代入公式(2)计算转速。这种测量方法称为测频法。当发动机在低速下运转时，则要使用测周期法：先测出脉冲平均周期，然后使用除法算出频率值，代入转速公式计算，显示后跳至循环查询处，然后使用除法算出频率值，代入转速公式计算，显示后跳至循环查询处，并继续查询定时中断。
3．2 串行A／D转换值的读取软件设计
由于MAXl44与单片机的接口十分简单，只需3根I／O线即可，故本系统使用单片机的P1．O、P1．1、P1．2。该电路采用内部时钟模式，单片机通过编程产生串行时钟，并按时序读出数据，其A／D转换后的数据(16位)可以存于MAXl44内部的存储单元R2、R3中，通过标志位CHID可以区分CHO和CHl通道，然后将高4位屏蔽即可得到实际的A／D转换数据，利用ANL R3，OFH将高4位屏蔽。该程序结束后，R3内为A／D转换的12位数据的高4位，R2中为低8位，然后利用单片机内设定的程序转换(OFFFH对应为2．048V，即20．48 mA；0000H对应为OV，即O mA)，即可显示电流值的大小。

结 语
本多功能发动机转速模拟器使用器件少，成本低，调节方便，易于实现。通过调试发现，只要阻容元件的温度系数低，则输出频率、电流是相当稳定的，因此性价比高。该多功能转速模拟器的使用情况表明，其可靠性好、输出稳定、携带方便。