内燃机稀燃快燃点火控制电路研究

摘要

本课题主要针对内燃机稀燃点火系统，开发可以控制稀燃发动机实现以能量叠加方式点火的控制电路，为进一步研究稀燃发动机的点火控制提供实验依据。 点火控制电路的硬件部分是以Atmel公司生产的AT89S52单片机作为控制单元，针对稀燃发动机点火系统的控制要求，设计了单片机的电源电路、晶振和复位电路、I/O接口扩展电路、键盘电路、信号发生器电路、抗干扰电路、转速显示电路以及相关的驱动电路等。设计中严格按照电路板的设计要求，选择合适的元器件以及电路布线规则，提高点火控制电路板的可靠性。 点火控制电路的软件部分包括对按键和信号发生器触发点火信号两种方式的程序设计，通过正确的软件设计实现对点火电路精确的时间控制。软件设计中多采用模块设计方法，提高了程序的可读性。主要包括芯片初始化模块、时间延时模块、按键识别模块、转速显示模块、单片机外部中断模块和单片机定时器中断模块等，软件设计能够对外部信号触发做出识别，根据稀燃发动机的点火特性，确定程序中重要参数的数值。按照相应的触发方式输出准确的点火信号波形、点火频率以及相应的电压值，实现稀燃发动机的能量叠加点火。对内燃机稀燃点火控制电路的硬件和软件在数字示波器上进行实验测试。分别在按键触发和信号发生器两种外部控制信号的输入下，在不同的输入转速和频率下，对示波器的输出信号进行分析和总结。实验结果表明，本课题中的稀燃点火控制电路板设计和控制多个点火信号输出的软件设计都很好的实现了点火信号和频率输出，输出的波形可以满足发动机能量叠加点火要求。 本点火控制系统不仅可以准确的实现对点火电路的时间控制，而且可以适应很宽的转速范围，使得该点火系统不仅可以可靠的应用于通用点燃式发动机，也可以对超高速发动机实现点火控制。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1课题背景

1.2内燃机点火控制系统的发展及其应用

1.2.1传统内燃机点火系统

1.2.2电子点火系统

1.2.3电控点火装置(ESA)

1.3内燃机稀燃快燃点火控制技术的发展及趋势

1.4本课题的研究意义和主要研究内容

1.5本章小结

第二章稀燃快燃点火控制理论和整体控制方案

2.1稀燃快燃点火电路的组成

2.1.1 CDI点火系统

2.1.2内燃机稀燃快燃点火电路

2.2点火控制电路的整体方案

2.3与已有点火控制电路的区别

2.4本章小结

第三章点火控制电路的硬件设计

3.1单片机的设计

3.1.1点火主控芯片

3.1.2单片机电源电路设计

3.1.3单片机复位电路设计

3.1.4单片机晶振电路设计

3.1.5单片机与扩展设计

3.2 I/O扩展口的设计

3.2.1可编程并行接口8255的设计

3.2.2数码显示管设计

3.2.3输出光耦隔离电路设计

3.3 555定时器的设计

3.3.1 555定时器模拟方波与实测方波信号输出对比

3.4硬件系统的抗干扰设计及硬件实物

3.5本章小结

第四章点火控制电路的软件设计

4.1软件设计环境介绍

4.2按键触发控制程序设计

4.2.1主程序设计

4.2.2按键判别程序设计

4.2.3转速显示子程序设计

4.2.4定时器中断设计

4.3 555定时器方波控制设计

4.3.1主程序设计

4.3.2外部中断程序设计

4.3.3定时器中断设计

4.4本章小结

第五章点火控制系统的实验测试

5.1示波器介绍及实验准备

5.2按键触发控制波形测试

5.3定时器触发控制波形测试

5.4充电和放电时间分析

5.4.1基于按键触发控制的充放电时间对比

5.4.2基于555定时器触发控制的充放电时间对比

5.5本章小结

第六章全文总结及展望

6.1论文的主要工作及总结

6.2课题展望

参考文献

致谢

攻读学位期间发表的学术论文