Микропроцессорная система коррекции режимов работы двигателя внутреннего сгорания (Проектная часть дипломного проекта), страница 10

Для анализа входных сигналов управления зажиганием и впрыском топлива, управляемых относительно сигналов с датчиков (НО или УИ), для использования заданных пользователем характеристик этих корректируемых сигналов система должна иметь в своем составе микроЭВМ (ОЭВМ), для корректировки значений длительностей импульсов в реальном масштабе времени, и ППЗУ, для хранения констант коррекции и значений интервалов коррекции.

Из большого выбора микроконтроллеров, способных справиться с такой задачей ярко выделяется семейство 8-битных микроконтроллеров PIC16/17, выпускаемых фирмой  Microchip. Семейство включает в себя 3 типа 8-битных КМОП микроконтроллеров, известных как PIC16C5x, PIC16Cxx и PIC17Cxx.

Все  микроконтроллеры  выполнены по RISC технологии, имеют схему запуска по включению  питания, программируемый сторожевой таймер, бит защиты от считывания,  допустимый ток по каждому выходу до 20ма и низкое энергопотребление - 2 ма при питании 5 В на тактовой частоте 4 мгц; 15 мка при питании 3 В на тактовой частоте 32 кгц и < 3 мка в режиме ожидания.

Для построения системы был выбран микроконтроллер PIC16C84 P 10 (PIC 16F84 P10) со следующей характеристикой:

8 -ми разрядный КМОП электрически перепрограммируемый микроконтроллер, высокопроизводительный RISC процессор:  35 команд. Все команды выполняются за 1 цикл (4 такта OSC 400 нс), кроме команд перехода, выполняющихся за 2 цикла. Тактовая частота 0-10 мгц, цикл команды 400 нс на 10 Мгц. 14ти разрядные команды.  8ми разрядные данные, встроенная электрически перепрограммируемая память программ 1024 14-pазpядных слова, встроенное ОЗУ 36 байт,. встроенная память данных NVRAM 64 байта.

Аппаратные прерывания от 4 источников: Внешний вход INT, таймер TMR0, конец записи в NVRAM, изменение состояния разрядов [4..7] порта B.

15 аппаратных регистров специального назначения;  8ми уровневый аппаратный стек. Прямой, косвенный и относительный режимы адресации. Более 1.000.000 циклов стирания записи; время сохранения данных более 40 лет.

Периферия: 13 индивидуально программируемых разрядов ввода/вывода. Большой допустимый ток по каждому разряду: 25 ма втекающий ток, 20 ма вытекающий ток. TMR0: 8ми разрядный таймер/счетчик с 8ми разрядным предварительным  делителем.

Специальные функции:  Схема запуска по включению питания; таймер запуска генератора. Сторожевой таймер с отдельным встроенным RC генератором. Бит защиты считывания программ. Режим пониженного энергопотребления (SLEEP).

Программируемый выбор типа генератора: дешевый RC генератор (RC), стандартный кварцевый резонатор (XT), высокочастотный кварцевый резонатор (HS), микpопотpебляющий низкочастотный резонатор (LP).

КМОП технология: Полностью статическое устройство. Широкий диапазон питающего напряжения 2.0… 6.0 В. Hизкое энергопотребление: менее 2 ма при питании 5 В на частоте 4 мгц; 15 мка при питании 3 В на частоте 32 кгц; менее 1 мка в SLEEP режиме при питании 3 В. Корпус DIP18, SOIC18.

Технические характеристики данного типа микроконтроллера удовлетворяют решению поставленной задачи. Выбор этого микроконтроллера оптимален как по его возможностям управления и корректировки заданных сигналов, так по энергетическим и габаритным параметрам.  

Для обработки сигнала с датчика высокого напряжения используется одновибратор КР1008ВИ1. Сигнал с датчика, проходя через резистивный делитель, управляет электронным ключом, собранном на транзисторе КТ315А, и запускает одновибратор, длительность выходного импульса которого не более 1мс.

Ñèñòåìà анализирует сигнал с датчика детонации, который усиливается при помощи ОУ С1251С ôèðìû NEC, со следующими характеристиками:

Iвх=50 нА, Iпот= 5 мА, Uпит.ном.=5 В, f1=0.5 МГц, Rн min=1 кОм.    

Для управления электромагнитными форсунками впрыска топлива в цилиндры ДВС применяются транзисторные сборки 2SD852 со следующими характеристиками:

Pк max=100Вт;        Iк max=15 А;           h21>1000.

Выходной каскад сигнала “зажигание” выполнен на транзисторе pnp структуры D605 со следующими характеристиками:

Iк max= 0.75 А;       h21>90,        Uэбmax=5B,   Pк max=1Вт.