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+ u! L7 h/ F. g摘要:本文介绍了一种基于MCS-51系列单片机的发动机冷却水温自动监测系统的设计,该系统实现了对监测到的水温进! x/ s) a, d, E" w: O; Y
行及时采集和智能化处理的功能。简述了其工作原理、硬件系统及软件编程思路。
* g, o2 N ?1 D' @, A关键词:冷却水温，单片机,AD转换器
# \. d5 ]# N( q/ N4 d% K9 C/ t1引言7 ]6 T0 r; l V; N. y
发动机是现在动力的主要来源之一。发动机工作热负荷6 Z% `( ?% ?5 ]- s; r1 T# M
大,作业时周围环境灰尘多,气温- -般又较高,容易使发动机水6 ^ ]: n; _; a! s9 j8 t' j7 h
温升高。必须有良好的散热条件,因此冷却系统工作状态应予以 O9 j' X3 J- }8 ^) l( e i8 N
监控。冷却系统工作状态的主要参数是冷却水温度。并且发动.# ]. a6 w6 t$ t+ ~- z! s
机水温数据也是汽车电控系统使用的主要数据之一，也是发动$ s. O4 i+ K0 o% b
机暖机情况的主要指标。冷却水温的过高过低都会对发动机的/ v0 r8 ~& @, v9 \2 t
工作状况造成破坏。本文采用了MCS- -51系列单片机进行了发; X- q- ~- \' J% K7 g" s* o
动机水温数据的自动检测,对进--步提高发动机的性能发挥具* Q+ Z4 V6 `; z4 e9 J! V
有重要意义。& A5 e8 ?9 w! V, {
2系统的工作原理4 v5 C5 c+ n6 s I" m
本系统利用温度传感器实现对温度的采集，,然后把温度信
t& h' I% M+ j) C) `: z号转变为电压模拟信号,信号通过运算放大器、保持器和AD
' Y1 g: w: F3 [ X转换器将模拟量变为数字量送人单片机进行处理。单片机根据6 r9 f9 a0 X, f/ p0 M0 e# X
不同的输入信号分析处理,并将检测到的水温通过数字显示电) z- k) m2 Y4 J
路显示出来,进而与设定参数进行比较,如果超出设定值,立即
) l+ I: b& x) w1 \& {启动报警系统,告知工作人员采取相应的措施;如果正常，循环
+ p% K2 a1 S/ {" ~采集数据,即可实现发动机水温的自动检测。
7 j% E G c( Y; c4 I3硬件电路的设计; T! H2 }# X' ]% V
本系统以8031单片机为核心，组成-个集发动机水温的+ ]5 L0 K; F) i( r
采集、数据处理、显示、报警为一体的自动监测系统,其原理框! x' @; r: `, e! k1 S% e7 u
图见图1。图中硬件电路主要由以下几部分组成:单片机控制! L9 l$ `) w B8 ?4 j0 S0 t/ B
器、显示系统、水温监控电路、报警器。
! ^* [" }$ R, u" ]- Q. s+ ~3.1单片机
; J; Q" ]' R- w7 d( z4 ]6 q; c从本系统的功能精度及工作环境出发,并且系统中需处4 ?1 s6 r o! t5 d4 ^$ t5 Y1 ?
理的信息量不是很大,故根据实际应用要求,所选用的是MCS-3 _9 f* j" J6 ~: E- H& h
51系列的8031单片机作为中央处理器。使系统具有良好的性
7 K& p0 t( N% {能/价格比和较高的可靠性,充分发挥了单片机的功能多、抗干0 A/ F3 Y4 m) R+ |( B
0 u n: g# N- W6 f5 O扰、性能好的特点。
; ~0 O+ _! i% f1 P0 ^2 N图1硬件框图
5 h1 l S+ B6 ^6 X0 e% Z8 \3.2水温传感器/ e4 {3 L( C5 M: ~4 A+ E, \5 \% v
发动机水温传感器一般采用负温度系数的热敏电阻式传
$ W8 C: X( \4 \. e% V感器。常用的温度传感器有热电阻和热敏电阻传感器两种,前
% N3 [' [# Z" v/ ^6 ~% M者适用于低温测量,需要辅助电源且不能应用动态测量;后者
# b- x) K, }; X电阻温度系数大、灵敏度高、响应速度快。NTC热敏电阻具有很7 N; m. G9 P; B ^5 l! u
高的负温度系数,适宜于+ d: v- J0 n y: {; T7 T
-100C一300C之间的温度测量,广泛应用于点温度、表面, Z/ A$ a; k3 E9 |; T
温度和温度场的测量。温度数值的变化反映为电阻值的变化,/ D ]. O0 {9 e: C' _; v! N
再通过电桥变换电路转换为电压信号输出,放大后再由V /F
! u) ?5 V5 p3 P& z* ]! W- i# u4 }转换电路转换为频率信号。9 [" G$ x; C$ H
3.3信号处理电路
; R7 `3 {& j" y8 m$ N7 J; ^3 H- [信号处理电路的设计必须考虑许多实际因素。由于水温传
8 Z/ h8 E; @, Q$ {% l感器的输出是幅度为0-12伏、脉冲持续时间和周期均可变。因
9 I# ]9 J3 j \+ i5 \% c此，此类信号必须经过转换才能送人A/D转换器。本设计给出
6 y1 M& G0 W' J/ d X的电路如图2所示,可以很好实现脉冲信号的处理。, {/ m) f) z" o6 S L5 m
9 {/ l2 N# p2 w' f" d. ]! f& Y/ ?2 ]# L2 h- Q; _3 k0 l0 s3 H
8 o& o; U4 s0 N6 s附件下载：
- V, y6 u; |. o4 F G* C# ^7 M. O- s" Y/ A' T
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发表于 2020-4-24 10:00
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