基于AT89C52单片机的飞机发动机转速在线检测系统.doc

飞机发动机转速智能检测控制系统的设计胡清阳,王庸贵,任德均(四川大学制造科学与工程学院,四川成都610065)摘要:文章介绍了以AT89C52单片机为核心的飞机发动机智能检测控制系统,通过对转速信号的采集、运算、分析及对步进电机的驱动控制,带动仪表指针转动相应的刻度来检测速度变化,从而实现了速度在线智能检测;给出了系统电路和系统软件的设计方案及采样信号频率的算法。系统具有硬件体积小、成本低、检测精度高、操作方便、智能化较高等特点,应用前景十分广阔。关键词:单片机;飞机发动机;转速;步进电机1引言随着飞机性能的不断发展,飞机发动机愈来愈复杂,需监控参数由几个增加到几十。因此,以前靠分离仪表已不能适应现代飞机发动机性能监控的要求,现代飞机发动机装备有发动机参数采集器,而发动机参数采集器是计算机化的全自动设备,它实时采集飞机发动机的工作状态,并适时将数据传送给其他机载设备使用,其性能的地面维护和检测比较困难,为提高校测设备的自动化水平和检测精度,设计了飞机发动机实时在线检测控制系统,该系统采用先进的计算机数据采集与控制技术。解决了在地面模拟飞机发动机工作状态与数据实时采集与传送的矛盾,大大提高了检测精度,缩短了检测时间,为提高发动机参数采集器的维修效率具有十分重要的意义。2系统工作原理系统实现对飞机发动机转速的在线检测控制,其工作原理是通过硬件设计对外部转速信号转换、采集,并经过AT89C52单片机芯片进行运算处理分析,然后对步进电机进行控制,带动仪表指针转动到相应的刻度来反映速度变化,并通过串行通讯接口RS232将数据传输到上位机的软件接口,来显示速度变化,从而达到速度在线检测控制,主要包括三个过程:信号转换、采集过程;信号运算处理、分析过程;步进电机驱动控制过程。(1)信号转换、采集过程主要是将飞机发动机转速信号转换成单片机可以处理的信号,首先将飞机发动机转速信号通过转速传感器转换成正弦电压信号,转速与正弦电压信号成一定比例转换,即正弦电压信号变化反映速度的变化,正弦电压信号经过放大整流、电压比较,转换成的方波脉冲信号送入单片机的外部中断口(INT0),对信号进行采集。(2)信号运算处理过程主要是经过转换的信号进入单片机系统通过软件和算法进行运算处理和分析。图1系统原理框图(3)步进电机控制过程主要是单片机向驱动器发送一定的控制信号,来驱动步进电机转动相应的角度,从而带动仪表指针转动到相应的刻度,这样实现对飞机发动机转速的在线检测。其原理图如图1所示。图2硬件设计电路图3单片机系统硬件设计根据其工作原理设计出硬件电路图,如图2所示,主要包括信号检测部分、信号通讯部分、信号抗干扰部分。(1)单片机:本系统选用ATMEL公司生产的MCS-51系列AT89C52单片机,内置8K字节电擦除可编程EEPROM片内程序存储器和256字节RAM,片内程序存储器空间能满足本系统程序存储之需要,可省去片外EPROM程序存储器和地址锁存器,使电路结构简捷,误差可达1/100000。AT89C52单片机而且还具有性能价格比高,控制方式可靠,保密性强,功耗低,应用灵活、方便等特点。(2)整流电路:整流电路主要是将交流正弦电压变换成直流电压,它是靠二极管的单相导通作用。系统所采用的是单向桥式整流电路。正弦波电压信号经过整流处理后得到直流电压信号。桥式整流电路的