汽车发动机点火性能测试仪设计

电路中设计了键盘输入人机接口S1和S2。S1为输入功能键，S2为系统启动键。S1有两个功能：汽车汽缸数选择功能和汽缸数复位功能。按键S1与 89C52的P1.2相连，每按一次，缸数加1。选定缸数后，按下与P1.3相连的测试按键S2即开始测试，为减少按键设计，任何状态下，只要长按S1键就可立刻回到初始状态，缸数选择步骤重新选择缸数。

　　显示模块设计

　　在实际测量中，由于角度值以度为单位，不会超过百位，且精确到十分位，因此用4个数码管LED即可显示一路汽缸的点火闭合角，级联后可显示多路多缸的点火闭合角。本系统采用串行工作方式，使用4路LED数码管进行显示。

　　89C52 的数据串行输入到显示模块。移位时钟脉冲CLOCK和清零信号CLEAR均由软件控制。显示模块中采用了TTL单向8位移位寄存器，可实现串行输入并行输出，直接驱动共阴极八段LED数码管。此外，使用89C52的3个I／O引脚连接发光二极管L4～L6进行工作时的状态显示。当L4点亮时，表示当前正在显示的是闭合角角度，当L5点亮时，表示当前正在显示的是分火角角度。当测试的汽缸数大于4缸时，L6将点亮作为提示，如图4所示。

初始化时，按S1、LED数码管显示需要测试的气缸数。按S2后进入工作状态，以4缸发动机为例，在每一轮的显示中，4路LED显示模块先同时显示4缸闭合角的角度，同时L4点亮，持续3秒钟后换成L5点亮，LED板显示分火角的角度。为提高七段数码管的利用率，本设计针对缸数较多的发动机，采用了角度值翻页显示的方法。例如8缸发动机仍可以只采用4路LED显示模块，第一轮显示的只是前4缸的角度值，第二轮才显示后4缸的角度值，当显示的是后4缸角度时，L6会点亮作为提示。

　　软件设计

　　点火信号经过一定的预处理后传送给89C52单片机，完成测量、计算和相应显示。主程序的软件流程图如图5所示。软件设计主要包括缸数选择、计数器计数测量、中断服务、角度计算和显示等模块。

　缸数选择模块程序设计

　　测试仪的面板上设有缸数选择按键S1，每按一次，缸数加1。选定缸数后，按下按键S2即开始测试。此外，程序中设有多处对按键S2的查询，如果在测试仪工作过程中要重新选择缸数，可以随时按下S2不松开，时间稍长就一定会被查询到，程序会重新进入缸数选择阶段。

　　计数器计数与中断服务程序设计

　　当转速超出测试仪标定的范围时，将产生计数器0或1溢出中断，此时LED显示E，意为ERROR，只需实时调整转速就可以重新进入计数程序，开始测量。

　　角度显示程序设计

　　在计算出闭合角或分火角的角度值后，通过译码程序将二进制形式的角度值转换成BCD码暂存在累加器中，累加器将角度数据串行传输至74LS164，然后送到八段数码管以显示当前BCD编码的十进制角度值。

　　结语

　　本文在SUPERIMAGE-3000开发环境下完成基于89C52的汽车点火性能测试仪的硬件和软件开发，实验数据和装车测试结果均稳定可靠、精度达标，可有效地作为分析发动机分电器和点火器质量的指标，对于调整高效的点火正时和点火提前角具有重要意义。