車(chē)輛底盤(pán)集中潤(rùn)滑系統(tǒng)智能控制器的設(shè)計(jì)

1、    車(chē)輛底盤(pán)集中潤(rùn)滑系統(tǒng)智能控制器的設(shè)計(jì)        鄭榮良，曹會(huì)新 時(shí)間:2008年04月01日     字 體: 大 中 小        關(guān)鍵詞:        摘要：關(guān)鍵詞： 智能控制器 潤(rùn)滑系統(tǒng) 汽車(chē)底盤(pán) 鐵電存儲(chǔ)器眾所周知，汽車(chē)上運(yùn)動(dòng)部件的潤(rùn)滑是決定汽車(chē)運(yùn)行工況

2、和部件使用壽命的一個(gè)極其重要的因素。如果運(yùn)動(dòng)部件得不到及時(shí)和適當(dāng)?shù)臐?rùn)滑就會(huì)被磨損壞，導(dǎo)致汽車(chē)無(wú)法正常工作；而潤(rùn)滑供油過(guò)量也會(huì)產(chǎn)生附加熱量，造成污染和浪費(fèi)。實(shí)驗(yàn)證明，周期定量供油，既可得到很好的潤(rùn)滑又不會(huì)產(chǎn)生污染和浪費(fèi)。傳統(tǒng)的手動(dòng)潤(rùn)滑無(wú)法滿足這個(gè)要求，因此設(shè)計(jì)了單片機(jī)集中潤(rùn)滑系統(tǒng)。1 智能控制器優(yōu)點(diǎn) 集中潤(rùn)滑系統(tǒng)由控制器、潤(rùn)滑泵、分油器、軟管、電源接線等組成13。本文完成的是系統(tǒng)控制器部分設(shè)計(jì)。目前市場(chǎng)上的控制器有兩種，一種是由分列元件組成的控制器，其缺點(diǎn)是：(1)潤(rùn)滑工作時(shí)間和休止時(shí)間固定，用戶不能根據(jù)車(chē)輛的工作環(huán)境和狀態(tài)調(diào)節(jié)供油量。(2)采用電容記憶，數(shù)據(jù)記憶時(shí)間短暫且容易丟失；另一種是由單

3、片機(jī)構(gòu)成的智能控制器，其優(yōu)點(diǎn)是：(1)系統(tǒng)潤(rùn)滑的工作時(shí)間和休止時(shí)間可調(diào)，用戶可根據(jù)汽車(chē)的不同潤(rùn)滑要求自主設(shè)定。(2)采用鐵電存儲(chǔ)器，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)記憶時(shí)間長(zhǎng)，且掉電后不丟失。2 硬件設(shè)計(jì)2.1單片機(jī)核心器件單片機(jī)選用PHILIPS公司的P87LPC76842C串行總線與主機(jī)通信。FM24CL04用來(lái)存儲(chǔ)鍵盤(pán)設(shè)定的潤(rùn)滑工作時(shí)間和休止時(shí)間，并且可以記憶剩余時(shí)間。(7)VDD接5V電源。該5V電源是通過(guò)電壓轉(zhuǎn)換芯片MC34063將車(chē)載12V電源進(jìn)行轉(zhuǎn)換而得來(lái)。2.2 FM24CL04鐵電存儲(chǔ)器FM24CL04是Ramtron 公司推出的的低功耗4KB新型非易失性存儲(chǔ)器，串行方式工作，8引腳SOIC封裝，工

4、作電壓范圍為2.73.3V，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的串行EEPROM兼容，但是工作電流只有75A，比EEPROM低13倍，而編程速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)比EEPROM快，極大延長(zhǎng)了電池壽命，縮短了編程時(shí)間。它的寫(xiě)入周期可高達(dá)100億次，數(shù)據(jù)可保存10年。 FM24CL04 用來(lái)存儲(chǔ)鍵盤(pán)設(shè)定的工作時(shí)間和休止時(shí)間以及當(dāng)前剩余的工作時(shí)間和休止時(shí)間，中途停機(jī)則CPU將數(shù)據(jù)自動(dòng)保存，下次啟動(dòng)時(shí)存儲(chǔ)器中數(shù)據(jù)為掉電前數(shù)據(jù)，對(duì)休止時(shí)間進(jìn)行累計(jì)，以免因休止時(shí)間過(guò)長(zhǎng)而造成潤(rùn)滑不足。鐵電存儲(chǔ)器的應(yīng)用電路如圖3所示。2.3 鍵盤(pán)和顯示電路顯示電路主要由四片74LS164D驅(qū)動(dòng)三個(gè)8段LED顯示器和四個(gè)發(fā)光二極管。74CL164D的A、B兩腳短接

5、作為串行數(shù)據(jù)輸入端，串行輸入信號(hào)來(lái)自CPU的RXD端，CPU 的TXD腳輸出時(shí)鐘脈沖，四片74LS164D以前一片并行輸出最高位Q8連至后一片的A、B腳的方式串聯(lián)連接，且共用一個(gè)時(shí)鐘。顯示電路如圖4所示。鍵盤(pán)采用獨(dú)立結(jié)構(gòu)，電路如圖5所示。鍵盤(pán)操作方法如下：(1)按下設(shè)置鍵S1，發(fā)光管D1亮，表示系統(tǒng)正處于設(shè)置狀態(tài)，同時(shí)若發(fā)光管D2亮表示設(shè)置的是休止時(shí)間，若發(fā)光管D3亮，表示設(shè)置的是工作時(shí)間。設(shè)置好休止時(shí)間（或者工作時(shí)間）后，按下運(yùn)行鍵S4表示確定。再按一次設(shè)置鍵S1，則設(shè)置工作時(shí)間（或者休止時(shí)間），然后按S4鍵確定。(2)選擇鍵S3可以選擇設(shè)置的是LED數(shù)碼管的個(gè)位、十位、百位。連續(xù)按此鍵，三

6、個(gè)數(shù)碼管逐次點(diǎn)亮。(3)選擇好數(shù)碼管的某位，連續(xù)按下增加鍵S2，數(shù)碼管循環(huán)顯示09。(4)設(shè)置好時(shí)間，按下運(yùn)行鍵S4，發(fā)光管D4點(diǎn)亮，表示系統(tǒng)開(kāi)始進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)。在系統(tǒng)運(yùn)行中，任何時(shí)間按下設(shè)置鍵，系統(tǒng)將停止運(yùn)行而進(jìn)入設(shè)置狀態(tài)。2.4 硬件抗干擾設(shè)計(jì)5抗干擾設(shè)計(jì)的基本原則是：抑制干擾源，切斷干擾傳播路徑，提高敏感器件的抗干擾性能。本系統(tǒng)采用的抗干擾措施有：(1)繼電器線圈增加續(xù)流二極管，消除斷開(kāi)線圈時(shí)產(chǎn)生的反電動(dòng)勢(shì)干擾。(2)單片機(jī)的I/O口與噪聲源間加光耦隔離。(3)把干擾源(電機(jī)、繼電器)遠(yuǎn)離敏感元件(單片機(jī))。(4)對(duì)單片機(jī)使用電源監(jiān)控及看門(mén)狗電路，可大幅提高整個(gè)電路的抗干擾性能。?3 軟件

7、設(shè)計(jì)智能控制器程序采用匯編語(yǔ)言編寫(xiě)，主程序流程圖如圖6所示。工作過(guò)程說(shuō)明：控制器設(shè)置的兩次休止時(shí)間間隔最長(zhǎng)為999分鐘，工作時(shí)間最長(zhǎng)為999秒。存儲(chǔ)器中休止時(shí)間每分鐘自動(dòng)減1，工作時(shí)間每秒鐘自動(dòng)減1。系統(tǒng)的主要功能控制是由T0中斷服務(wù)程序確定，如圖7所示。潤(rùn)滑前后都需檢測(cè)油路壓力是否正常，不正常則蜂鳴器報(bào)警，提醒駕駛員排除障礙。障礙排除后，重新上電，系統(tǒng)開(kāi)始工作。4 道路試驗(yàn)結(jié)果按照本文的設(shè)計(jì)方法已經(jīng)制造出控制器樣機(jī)，并將樣機(jī)安裝到桑塔納汽車(chē)上進(jìn)行了為期三個(gè)月的道路試驗(yàn)。通過(guò)試驗(yàn)，對(duì)不滿足要求的軟件和硬件進(jìn)行了改進(jìn)，最終樣機(jī)試驗(yàn)達(dá)到了預(yù)期的效果：在汽車(chē)連續(xù)行駛的過(guò)程中，控制器控制潤(rùn)滑準(zhǔn)確可靠，通過(guò)顯示器，系統(tǒng)休止剩余時(shí)間和工作時(shí)間一目了然。當(dāng)汽車(chē)停止后，剩余的休止時(shí)間保存在存儲(chǔ)器中，汽車(chē)再次啟動(dòng)后，顯示器中顯示的是存儲(chǔ)器中剩余休止時(shí)間，并開(kāi)始累計(jì)計(jì)時(shí)。試驗(yàn)表明，底盤(pán)集中潤(rùn)滑系統(tǒng)的智能控制器運(yùn)行準(zhǔn)確，能實(shí)現(xiàn)預(yù)期