Y003-0012光電式轉(zhuǎn)角位置傳感器工作電路(第一遍)電子版本

1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。Y003-0012光電式轉(zhuǎn)角位置傳感器工作電路(第一遍)-光電式轉(zhuǎn)角位置傳感器工作電路一、可以滿足的教學(xué)功能本電路板主要模擬曲軸轉(zhuǎn)角位置傳感器的信號(hào)產(chǎn)生過(guò)程，以及傳感器信號(hào)輸入控制模塊后，當(dāng)信號(hào)發(fā)生變化時(shí)，對(duì)噴油器、點(diǎn)火線圈以及汽油泵工作狀況的影響。通過(guò)該電路板的學(xué)習(xí)，可以：1、掌握光電式轉(zhuǎn)角位置傳感器工作電路的組成和工作原理；2、理解光電式轉(zhuǎn)角位置傳感器的作用和控制過(guò)程；3、掌握電路構(gòu)成主要部件的作用和工作原理；4、學(xué)會(huì)電路板工作性能的檢測(cè)方法；5、學(xué)會(huì)電路板常見(jiàn)故障的診斷和維修方法；6、掌握萬(wàn)用表、

2、數(shù)字存儲(chǔ)示波器的使用方法。二、電路板工作原理曲軸轉(zhuǎn)角位置傳感器在基本車型中有三種基本傳感器電路，分別為：電磁式轉(zhuǎn)角位置傳感器；光電式轉(zhuǎn)角位置傳感器；霍爾式轉(zhuǎn)角位置傳感器。本電路主要講解光電式轉(zhuǎn)角位置傳感器的電路原理。本電路由兩部分組成，一部分為光電式傳感器的驅(qū)動(dòng)電路，一部分為模擬噴油器、點(diǎn)火線圈、燃油泵的驅(qū)動(dòng)電路，兩部分電路之間通過(guò)控制模塊（U2）聯(lián)系在一起，依據(jù)傳感器驅(qū)動(dòng)電路輸出的信號(hào)去控制噴油器、點(diǎn)火線圈、燃油泵的運(yùn)行。工作原理：接通電源后，傳感器信號(hào)盤驅(qū)動(dòng)電機(jī)開始工作，通過(guò)調(diào)節(jié)電位器RT1可以控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)的運(yùn)行速度，此時(shí)光電式轉(zhuǎn)角位置傳感器輸出的信號(hào)頻率隨驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)速快慢而改變。傳感器輸

3、出的信號(hào)輸入到單片機(jī)（U2）進(jìn)行處理后，單片機(jī)（U2）根據(jù)輸入信號(hào)的變化去控制噴油器、點(diǎn)火線圈和油泵的搭鐵電路。電路原理圖如下：光電式傳感器驅(qū)動(dòng)電路模擬噴油器工作電路元件參數(shù)表：元件編號(hào)元件名稱參數(shù)R2、R5電阻10KR1、R3、R4、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12電阻1KRT1電位器10KCT2、CT3電解電容22uFCT1電解電容10uFC1瓷片電容0.01ufC2瓷片電容0.1nfC3、C4瓷片電容0.1ufD1、D2、D3二極管IN4007D4、D5、D6、D7、D8、D9、D10、D11LED發(fā)光二極管Q1場(chǎng)效應(yīng)晶體管IRF540Q2集成穩(wěn)壓電路7805Q3三極管90

4、13U1芯片NE555U2芯片STC12C5204ADS3不自鎖按鍵Y1晶振8MHzC5、C6電容10pf在本電路中，使用風(fēng)扇模擬油泵的運(yùn)行，使用LED燈模擬噴油器和點(diǎn)火線圈的運(yùn)行。電路工作時(shí)，風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)（模擬油泵開始工作），同一行的LED按照點(diǎn)火順序以次點(diǎn)亮，模擬點(diǎn)火和噴油的時(shí)序。當(dāng)調(diào)節(jié)RT1時(shí)，LED的亮滅頻率會(huì)根據(jù)傳感器產(chǎn)生信號(hào)的頻率改變而改變，以模擬當(dāng)曲軸轉(zhuǎn)速發(fā)生變化時(shí)，噴油器和點(diǎn)火線圈工作頻率的變化。在J2端可測(cè)量信號(hào)輸出。主要組成元件的作用和工作原理1、STC12C5204AD單片機(jī)STC12C5204AD單片機(jī)是宏晶科技生產(chǎn)的單時(shí)鐘/機(jī)器周期（1T）、高速/超強(qiáng)抗干擾的新一代增強(qiáng)型

5、8051單片機(jī)，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051，但速度快8-12倍。內(nèi)部集成MAX810專用復(fù)位電路，2路PWM，8路高速8位A/D轉(zhuǎn)換，針對(duì)電機(jī)控制，強(qiáng)干擾場(chǎng)合。STC12C5204AD單片機(jī)幾乎包含了數(shù)據(jù)采集和控制中所需的所有單元模塊，可稱得上一個(gè)片上系統(tǒng)。由于集成8路高速8位A/D轉(zhuǎn)換，使用STC12C5204AD單片機(jī)比使用AT89C51和ADC芯片的實(shí)際電路簡(jiǎn)單。STC12C5204AD單片機(jī)引腳圖STC12C5204AD單片機(jī)引腳說(shuō)明P1.0/ADC0：復(fù)用端口，標(biāo)準(zhǔn)I/O口，PORT10/ADC輸入通道-0，模擬量通過(guò)該端口進(jìn)入即可進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，無(wú)需另接A/D轉(zhuǎn)換電路。P1.1/

6、ADC1：同P1.0/ADC0。P1.2/ADC2/EX_LVD/RST2：標(biāo)準(zhǔn)I/O口，PORT12/ADC輸入通道-2，EX_LVD是外部低壓檢測(cè)中斷/比較器端口，RST2是第二復(fù)位功能腳。P2.0P2.7：Port2口，即可作為輸入/輸出口，也可作為高8位地址總線使用（A8A15）。P3.2/INT0：Port3口，標(biāo)準(zhǔn)IO口，第二功能是外部中斷0的輸入端，下降沿或低電平中斷。P3.3/INT1：功能同P3.2/INT0。P3.5/T1/CCP1：標(biāo)準(zhǔn)IO口，定時(shí)器計(jì)數(shù)器的外部輸入，也可為外部信號(hào)捕獲（可做為頻率測(cè)量），高速脈沖輸出及脈寬調(diào)制輸出。P3.7/CCP0：標(biāo)準(zhǔn)IO口，也可為外

7、部信號(hào)捕獲（可做為頻率測(cè)量），高速脈沖輸出及脈寬調(diào)制輸出。XTAL1：內(nèi)部時(shí)鐘電路反相放大器輸入端，接外部晶振的一個(gè)引腳。當(dāng)直接使用外部時(shí)鐘源時(shí)，此引腳是外部時(shí)鐘源的輸入端。XTAL2：內(nèi)部時(shí)鐘電路反相放大器輸出端，接外部晶振的另一個(gè)端。2、7805引腳介紹及常用電路7805引腳圖及常用電路7805三端穩(wěn)壓集成電路，最大輸出電流為1.5A。電子產(chǎn)品中，常見(jiàn)的三端穩(wěn)壓集成電路有正電壓輸出的78系列和負(fù)電壓輸出的79系列。顧名思義，三端IC是指這種穩(wěn)壓用的集成電路，只有三條引腳輸出，分別是輸入端、接地端和輸出端。它的樣子象是普通的三極管、TO-220的標(biāo)準(zhǔn)封裝。用78/79系列三端穩(wěn)壓IC來(lái)組成穩(wěn)

8、壓電源所需的外圍元件極少，電路內(nèi)部還有過(guò)流、過(guò)熱及調(diào)整管的保護(hù)電路，使用起來(lái)可靠、方便，而且價(jià)格便宜。該系列集成穩(wěn)壓IC型號(hào)中的78或79后面的數(shù)字代表該三端集成穩(wěn)壓電路的輸出電壓，如7806表示輸出電壓為正6V，7909表示輸出電壓為負(fù)9V。3、IRF540引腳功能及常用電路IRF540引腳及常用電路IRF540是一種溝渠工藝封裝的N通道增強(qiáng)型場(chǎng)效應(yīng)功率晶體管。其主要應(yīng)用于：DC到DC轉(zhuǎn)換器、開關(guān)電源、電視及電腦顯示器電源等。上圖電路中，控制信號(hào)如果接TTL信號(hào)，可以控制電磁閥等負(fù)載；控制信號(hào)如果接PWM占空比信號(hào)，可以調(diào)節(jié)電機(jī)的轉(zhuǎn)速或者燈泡的亮度。4、NE555的引腳圖及功能：1腳：為地。

9、2腳：為觸發(fā)輸入端。3腳：為輸出端，輸出的電平狀態(tài)受觸發(fā)器控制，而觸發(fā)器受上比較器6腳和下比較器2腳的控制。當(dāng)觸發(fā)器接受上比較器A1從復(fù)位腳輸入的高電平時(shí)，觸發(fā)器被置于復(fù)位狀態(tài)，3腳輸出低電平；2腳和6腳是互補(bǔ)的，2腳只對(duì)低電平起作用，高電平對(duì)它不起作用，即電壓小于1Ucc/3，此時(shí)3腳輸出高電平。6腳為閾值端，只對(duì)高電平起作用，低電平對(duì)它不起作用，即輸入電壓大于2Ucc/3，稱高觸發(fā)端，3腳輸出低電平，但有一個(gè)先決條件，即2腳電位必須大于1Ucc/3時(shí)才有效。3腳在高電位接近電源電壓Ucc，輸出電流最大可達(dá)200mA。4腳：是復(fù)位端，當(dāng)4腳電位小于0.4V時(shí)，不管2、6腳狀態(tài)如何，輸出端3腳

10、都輸出低電平。5腳：是控制端。7腳：稱放電端，與3腳輸出同步，輸出電平一致，但7腳并不輸出電流，所以3腳稱為實(shí)高（或低）、7腳稱為虛高。8腳：工作電壓輸入端，電壓為518V。555集成電路開始是作定時(shí)器應(yīng)用的，所以叫做555定時(shí)器或555時(shí)基電路。但后來(lái)經(jīng)過(guò)開發(fā)，它除了作定時(shí)延時(shí)控制外，還可用于調(diào)光、調(diào)溫、調(diào)壓、調(diào)速等多種控制及計(jì)量檢測(cè)。此外，還可以組成脈沖振蕩、單穩(wěn)、雙穩(wěn)和脈沖調(diào)制電路，用于交流信號(hào)源、電源變換、頻率變換、脈沖調(diào)制等。由于它工作可靠、使用方便、價(jià)格低廉，目前被廣泛用于各種電子產(chǎn)品中，555集成電路內(nèi)部有幾十個(gè)元器件，有分壓器、比較器、基本R-S觸發(fā)器、放電管以及緩沖器等，電路

11、比較復(fù)雜，是模擬電路和數(shù)字電路的混合體。5、石英晶體振蕩器石英晶體振蕩器結(jié)構(gòu)及外觀石英晶體振蕩器簡(jiǎn)稱晶振，它是利用石英晶體（二氧化硅的結(jié)晶體）的壓電效應(yīng)制成的一種諧振器件，它的基本構(gòu)成大致是：從一塊石英晶體上按一定方位角切下薄片（簡(jiǎn)稱為晶片，它可以是正方形、矩形或圓形等），在它的兩個(gè)對(duì)應(yīng)面上涂敷銀層作為電極，在每個(gè)電極上各焊一根引線接到管腳上，再加上封裝外殼就構(gòu)成了石英晶體振蕩器，簡(jiǎn)稱為石英晶體或晶體、晶振；而在封裝內(nèi)部添加IC組成振蕩電路的晶體元件稱為晶體振蕩器。其產(chǎn)品一般用金屬外殼封裝，也有用玻璃殼、陶瓷或塑料封裝的。石英晶體振蕩器是一種高精度和高穩(wěn)定度的振蕩器，被廣泛應(yīng)用于彩電、計(jì)算機(jī)、

12、遙控器等各類振蕩電路中，以及通信系統(tǒng)中用于頻率發(fā)生器、為數(shù)據(jù)處理設(shè)備產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào)和為特定系統(tǒng)提供基準(zhǔn)信號(hào)。6、電阻電阻（通常用“R”表示），在物理學(xué)中表示導(dǎo)體對(duì)電流阻礙作用的大小。導(dǎo)體的電阻越大，表示導(dǎo)體對(duì)電流的阻礙作用越大。不同的導(dǎo)體，電阻一般不同，電阻是導(dǎo)體本身的一種特性。電阻將會(huì)導(dǎo)致電子流通量的變化，電阻越小，電子流通量越大，反之亦然。電阻元件的電阻值大小一般與溫度、材料、長(zhǎng)度、還有橫截面積有關(guān)，衡量電阻受溫度影響大小的物理量是溫度系數(shù)，其定義為溫度每升高1時(shí)電阻值發(fā)生變化的百分?jǐn)?shù)。電阻的主要物理特征是變電能為熱能，也可說(shuō)它是一個(gè)耗能元件，電流經(jīng)過(guò)它就產(chǎn)生內(nèi)能。電阻在電路中通常起分壓、分

13、流的作用。對(duì)信號(hào)來(lái)說(shuō)，交流與直流信號(hào)都可以通過(guò)電阻。7、電位器電位器是具有三個(gè)引出端，阻值可按某種變化規(guī)律調(diào)節(jié)的電阻元件。電位器通常由電阻體和可移動(dòng)的電刷組成。當(dāng)電刷沿電阻體移動(dòng)時(shí)，通過(guò)改變接入電路部分電阻線的長(zhǎng)度來(lái)改變電阻的大小，從而逐漸改變電路中的電流大小，在輸出端即獲得與位移量成一定關(guān)系的電阻值或電壓。電位器既可作三端元件使用也可作二端元件使用。后者可視作一可變電阻器。8、三極管半導(dǎo)體三極管又稱“晶體三極管”或“晶體管”。在半導(dǎo)體鍺或硅的單晶上制備兩個(gè)能相互影響的PN結(jié)，組成一個(gè)PNP（或NPN）結(jié)構(gòu)。中間的N區(qū)（或P區(qū)）叫基區(qū)，兩邊的區(qū)域叫發(fā)射區(qū)和集電區(qū)，這三部分各有一條電極引線，分別

14、叫基極B、發(fā)射極E和集電極C，是能起放大、振蕩或開關(guān)等作用的半導(dǎo)體電子器件。在正常工作時(shí)，B-E之間壓降為0.7V，三極管若正常工作，必須在基極提供大于0.7V電壓。當(dāng)在B極產(chǎn)生小電流Ib時(shí)，在C極會(huì)產(chǎn)生倍的電流，即Ic=*Ib，Ib、Ic均流入Ie，則Ie=(1+)*Ib。本電路中為NPN型三極管9013，9013為晶體小功率三極管，把顯示文字平面朝自己，從左向右依次為e發(fā)射極b基極c集電極，其放大倍數(shù)在40-110倍。9、電容電容器是一種能儲(chǔ)存電能的元件，在電路中，當(dāng)有電壓加到電容器兩端的時(shí)候，便對(duì)電容器充電，把電能儲(chǔ)存在電容器中；當(dāng)外加電壓失去（或降低）之后，電容器將把儲(chǔ)存的電能再放出來(lái)

15、。10、發(fā)光二極管發(fā)光二級(jí)管是一種能發(fā)光的半導(dǎo)體電子元件。不同材料的發(fā)光二極管可以發(fā)出不同顏色的光，林砷化鎵二極管發(fā)紅光，磷化鎵二極管發(fā)綠光，碳化硅二極管發(fā)黃光。LED只能往一個(gè)方向?qū)ǎㄍ姡?，叫作正向偏置（正向偏壓），LED正向偏壓的大小根據(jù)顏色不同而不同，一般為2V左右。發(fā)光二極管的反向擊穿電壓約5伏。它的正向工作電流一般為20mA，使用時(shí)必須串聯(lián)限流電阻以控制通過(guò)發(fā)光二極管的電流。限流電阻R可以通過(guò)計(jì)算求得。11、二極管二極管又稱晶體二極管,簡(jiǎn)稱二極管(diode)，它是一種具有單向傳導(dǎo)電流的電子器件。整流二極管主要用于整流電路，即把交流電變換成脈動(dòng)的直流電。二極管在正向電壓作用下電阻

16、很小，處于導(dǎo)通狀態(tài)，相當(dāng)于一只接通的開關(guān)；在反向電壓作用下，電阻很大，處于截止?fàn)顟B(tài)，如同一只斷開的開關(guān)。外加反向電壓超過(guò)某一數(shù)值時(shí)，反向電流會(huì)突然增大，這種現(xiàn)象稱為電擊穿。12、不自鎖按鍵不自鎖按鍵：是一種常見(jiàn)的按鈕開關(guān)，開關(guān)每按動(dòng)一次，使電路導(dǎo)通一次，隨即斷開，常用來(lái)產(chǎn)生脈沖信號(hào)，或者發(fā)送一次命令。在電路中每按一次，提供單片機(jī)復(fù)位的信號(hào)。13、光電式轉(zhuǎn)角位置傳感器光電式轉(zhuǎn)角位置傳感器可以用來(lái)檢測(cè)旋轉(zhuǎn)物體轉(zhuǎn)動(dòng)的速率和轉(zhuǎn)角位置，并將速率和轉(zhuǎn)角位置信號(hào)轉(zhuǎn)變成電信號(hào)輸入控制模塊，在發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)內(nèi)，控制模塊利用該信號(hào)控制噴油脈沖寬度、噴油正時(shí)、點(diǎn)火時(shí)刻、點(diǎn)火線圈充電閉合角、電動(dòng)汽油泵、怠速轉(zhuǎn)速等。信號(hào)盤安裝在發(fā)光二極管(LED)與光敏晶體管(或光敏二極管)之間。當(dāng)信號(hào)盤上的透光孔旋轉(zhuǎn)到LED與光敏晶體管之間時(shí)，LED發(fā)出的光線就會(huì)照射到光敏晶體管上，此時(shí)光敏晶體管導(dǎo)通，其集電極輸出低電平(01-O3V)；當(dāng)信號(hào)盤上的遮光部分旋轉(zhuǎn)到LED與光敏晶體管之間時(shí)，LED發(fā)出的光線就不能照射到光敏晶體管上，此時(shí)光敏晶體管截止，其集電極輸出高電平(4852V)。如果信號(hào)盤連續(xù)旋轉(zhuǎn)，透光孔和遮光部分就會(huì)交替地轉(zhuǎn)過(guò)LED而透光或遮光，光敏晶體管集電極就會(huì)交替地輸出高電平和低電平。當(dāng)傳感器軸隨曲軸或配氣凸輪軸轉(zhuǎn)