通過先進的載體設備和技術手段，檢測、診斷、維修電子噴射的現代化汽車。本文的汽車發動機檢測裝置就是一款具突破性的裝置。
汽車發動機檢測裝置
本文以LPC2134微處理器為核心，其他還包括高壓線圈感應電路，低壓線圈感應電路、電源電路、LCD點陣顯示電路以及鍵盤電路等。硬件框圖如圖1所示。
圖1 汽車速度檢測系統硬件框圖
這里，LPC2134微控制器基于一個支持實時仿真和嵌入式跟蹤的32位ARM7TDMI-S CPU，并帶有128kB嵌入的高速Flash存儲器。?較小的封裝和很低的功耗，以及8位ADC和10位DAC，使其特別適用于工業控制應用以及各種測量系統。
本系統主要檢測高壓低壓線圈的波形信號，并將其顯示在LCD顯示器上，還可通過高壓信號的兩次脈沖間隔計算發動機的轉速。
本裝置直接連接220V交流市電就可以工作。
汽車發動機檢測系統硬件環境
電源電路
本裝置電源電路如圖2、圖3所示。
圖2 220V交流電變壓直流12V
圖3 直流12V變壓直流3.3V
圖2中，從接口S2接入的220V左右的交流電壓，經變壓器T2變壓，經全波整流電橋D2整流后，得到為0~12V左右的波動直流。這一波動的直流經C5、C6、L4組成的∏型濾波后，得到一較平穩的直流，再通過C7、C8、C12濾掉雜波，再經圖3中HT7533穩壓為+3.3V，經C13、C18、C19、C20再次濾波后，得到穩定的+3.3V直流電流，為系統微處理器和顯示電路供電。
點陣模塊OCM12864-5
OCM12864液晶顯示模塊是128×64點陣型液晶顯示模塊，可顯示各種字符及圖形，可與CPU直接接口，具有8位標準數據總線、6條控制線及電源線。這里采用KS0108控制IC。
線圈感應及顯示硬件電路
汽車發動機檢測原理主要是通過感應線圈感應高壓與低壓線圈的信號，并將感應信號通過開關管輸入到LPC2134微處理器的GPIO端口。通過微處理器的定時器測量脈沖信號的周期，再將信號顯示在LCD點陣顯示器上。由于發動機旋轉兩周就會出現連次高壓線圈信號，因此通過測量兩次高壓脈沖的時間間隔，就可以計算出發動機的轉速。轉速數值經軟件轉換成顯示碼由顯示電路處理后顯示出來。 LPC2134與OCM12864接口電路如圖4所示。
圖4 LPC2134與OCM12864接口電路圖
軟件設計中，主程序對鍵盤子程序進行掃描，如有鍵被按下，LPC2134微處理器相應的端口電壓就會被拉低，單片機的功能就對端口進行定位，判斷是哪個端口被拉低，并計算建值，從而轉向執行不同功能的子程序，并刷新顯示器的顯示內容。鍵盤電路
硬件電路中，按鍵一端接上拉4.7kΩ電阻接ARM輸入，另一端接地，如圖5所示。
圖5 鍵盤電路
利用鍵盤掃描法，首先判斷有無鍵按下。為此，設置微處理器端口由高電平變成低電平，表明有鍵按下;若微處理器端口為高電平，則表明無鍵按下。圖中，KEY1按下顯示高壓線圈波形信號，KEY2按下顯示低壓線圈波形信號，KEY3按下顯示發動機速度，KEY4按下則打開背光。
汽車發動機檢測裝置軟件程序
本系統軟件主要的任務是：主程序掃描鍵盤，當有鍵按下，判斷鍵值轉向，執行不同的功能程序模塊，同時進行相應測量，并通過LCD點陣顯示器顯示相應的測量信息。
主程序由脈沖檢測子程序、鍵盤子程序、定時中斷子程序、速度計算子程序和顯示子程序等組成。如圖6所示。
圖6 程序方框圖速度脈沖計算的子程序及解釋如下：
uint32 speed(void)
{
uint32 Time;
uint32 SpeedValue;
PINSEL0 = 0x00050005;
PINSEL1 = 0x14000000;
IO0DIR = 0x02000000;
IO1DIR = 0x003f0000;
// 硬件輸入輸出接口初始化
T0TC = 0;
//定時器設置為0
T0PR = 0;
//時鐘不分頻
while((IOPIN&0x00000004) != 0); //等待p0.4低電平脈沖信號
T0TCR = 0x01;
//啟動定時器0
while((IOPIN&0x00000004) == 0)
while((IOPIN&0x00000004) != 0);
//等待p0.4下一個低電平脈沖信號
T0TCR = 0x00;
Time = T0TC;
Time = Time/Fpclk;
//記錄脈沖寬度
SpeedValue = 1/Time*60;
//計算速度每分鐘多少轉
return SpeedValue;
}
顯示部分子程序及解釋如下：
/*-顯示器初始化-*/
void init_lcd (void)
{
IO1CLR = rst;//rst=0;
delay(50);
IO1SET = rst;//rst=1;
IO1SET = cs1;//cs1=1;
IO1SET = cs2;//cs2=1;
wr_lcd (comm,disp_off); //#define comm 0 關顯示
//#define disp_off 0x3e
wr_lcd (comm,disp_on);
//#define disp_on 0x3f 開顯示
}
/*-寫數據或命令到LCD-*/
void wr_lcd (uint8dat_comm, uint8 content)
{
chk_busy ();
if(dat_comm){ IO1SET = di; }
else{ IO1CLR = di; } //di=dat_comm;
IO1CLR = rw;//rw=0;
IO0DIR = IO0DIR | IO16_23;
// 設置P0.0-P0.7為GPIO輸出模式
data_ora=( ( data_ora & !(IO16_23) ) | content<<16 );
IO1SET = e;//e=1;
IO1CLR = e;//e=0;
IO0DIR=IO0DIR & !(IO16_23);// 設置P0.16-P0.23為GPIO輸入模式
}
/*-讀LCD數據-*/
uint8 rd_lcd (void)
{
uint8 rddata;
chk_busy ();
IO1SET = di;//di=1;
IO1SET = rw;//rw=1;
IO1SET = e;//e=1;
rddata= data_ora>>16;
IO1CLR = e;//e=0;
return rddata;
}
/*-寫點陣-*/
void lat_disp (uint8 data1,uint8 data2)
{
uint8 i,j;
IO1SET = cs1;//cs1=1; //兩屏同時寫數據
IO1SET = cs2;
//cs2=1;
wr_lcd (comm,disp_on);
for(j=0;j<8;j++) //共8頁
{
wr_lcd (comm,disp_x+j);
wr_lcd (comm,disp_z);
wr_lcd (comm,disp_y);
for(i=0;i<32;i++)
{
wr_lcd (dat,data1);
wr_lcd (dat,data2); //每頁64個數
}
}
}
/*---指定位置(x,y)顯示row_xl行(每行row_yl個)漢字(大小8xl*yl)---*/
void chn_disp (uint8 x,uint8 y,uint8 xl,uint8 yl,uint8 row_xl,uint8 row_yl,const uint8 *chn)
{
uint8 i,j,k,l,a;
//row_xl：顯示row_xl行
wr_lcd (comm,disp_on);
//每行row_yl個漢字
for(l=0;l
//xl：頁大小，一頁八個點
{
//yl: 列大小，一列一個點
for(k=0;k
//x,y:起始位置
{
for(j=0;j
{
wr_lcd (comm,disp_x+x+l *xl+j);
wr_lcd (comm,disp_z);
wr_lcd (comm,disp_y+y+k*yl);
a=l*xl*yl*row_yl+k*xl*yl+j*yl; //a:數組chn[]中第a個字符
for(i=0;i
wr_lcd (dat,chn[a+i]);
}
}
}
}
結語
本系統以目前廣泛應用的LPC2134 ARM為控制處理核心，以感應高壓線圈和低壓線圈作為ARM的輸入信號，用OCM12864的點陣作為儀器的顯示，使該裝置可以有效完成對汽車發動機的的精確測量。它可以將發動機動態運行的各種參數和故障檢測診斷出來，然后通過維修、調整以達到修復發動機的目的。