車用燃油實(shí)時(shí)檢測系統(tǒng)

(西華大學(xué)西華學(xué)院 四川 成都 610039)

汽車主要是以燃燒燃油來獲取動(dòng)力的，燃油量的多少?zèng)Q定了汽車能行駛多遠(yuǎn)。在汽車行駛過程中要如何得知該汽車還有多少燃油，該何時(shí)加油以及加多少油，這都需要一套燃油檢測系統(tǒng)，實(shí)時(shí)監(jiān)測燃油量的多少，并在達(dá)到設(shè)定范圍內(nèi)進(jìn)行聲光控制，以提醒駕駛員采取相應(yīng)措施，維持汽車的正常行駛。我國對燃油測量技術(shù)的研究起步比較晚，從上世紀(jì)70年代才開始相關(guān)技術(shù)的跟蹤與研究。目前我國燃油量技術(shù)停留在電容式油量測量階段，采用電容式油位測量油位，系統(tǒng)的數(shù)字化程度還很低。

一、系統(tǒng)總體框圖

圖1 系統(tǒng)總體框圖

當(dāng)程序啟動(dòng)后，程序進(jìn)入初始化階段，對定時(shí)器和ADC0808進(jìn)行初始化。電容式傳感器采集到的模擬信號(hào)經(jīng)ADC0808芯片轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)后輸送給單片機(jī)，并且經(jīng)過顯示緩存后送入LED顯示器進(jìn)行顯示。當(dāng)燃油量小于10L時(shí)，紅燈亮，蜂鳴器報(bào)警；當(dāng)燃油量大于10L，小于20L時(shí)黃燈亮；當(dāng)燃油量大于20L時(shí)，綠燈亮。

二、燃油量的數(shù)學(xué)模型

假設(shè)油箱容積為90L，長：60cm;寬：30cm；高：50cm。 因本次設(shè)計(jì)采用電容式液位傳感器測量油箱內(nèi)燃油的高度H，則

式(1)

因?yàn)橛土扛叨菻：0～50cm,而傳感器輸出電壓為0～5V，所以燃油高度每升高1cm輸出電壓上升約為0.1V，則高度與電壓之間的關(guān)系為：

U=KH±a

(K=0.1)

但為了測試方便，設(shè)計(jì)時(shí)將0cm時(shí)的輸出電壓定為0V，所以取

a=0

所以高度與電壓的關(guān)系為：

U=0.1H

式(2)

將式(2)帶入式(1)得燃油量與輸出電壓之間的關(guān)系：

燃油量=18U

三、AD轉(zhuǎn)換設(shè)計(jì)

AD轉(zhuǎn)換過程是通過采樣保持，量化和編碼這三個(gè)步驟完成的，即首先對輸入的模擬電壓信號(hào)采樣，采樣結(jié)束后進(jìn)入保持時(shí)間，在這段時(shí)間內(nèi)將采樣的電壓量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，并按一定的編碼形式給出轉(zhuǎn)換結(jié)果，然后開始下一次采樣。

假設(shè)油箱容積為90L，參考電壓為0～5V。又根據(jù)0～5V電壓對應(yīng)的A/D轉(zhuǎn)化值為0～255，所以：0～90L對應(yīng)0～255，分辨率：90/255

則實(shí)際燃油量getdataend(L)與A/D轉(zhuǎn)換值的關(guān)系式為：

在C語言數(shù)據(jù)處理程序中，將A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果轉(zhuǎn)換為實(shí)際燃油量getdataend，保留兩位小數(shù)，將getdataend擴(kuò)大100倍，即：

再對應(yīng)依次取出千位、百位、十位、個(gè)位分別送入LED顯示。

四、定時(shí)器T0中斷設(shè)計(jì)

ADC0808的CLOCK是外部時(shí)鐘輸入端，且時(shí)鐘頻率越高，A-D轉(zhuǎn)換的速度越快。采用定時(shí)器T0中斷來產(chǎn)生周期為50us的脈沖信號(hào)。

TL0=(65536-25)%256

五、外部中斷0設(shè)計(jì)過程

ADC0808轉(zhuǎn)換結(jié)束后EOC=1，將其與非門連接，作為外部中斷0的中斷請求信號(hào)。

六、結(jié)論

1、研制了車用燃油檢測系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，滿足汽車的行駛要求。

2、實(shí)現(xiàn)了對燃油量的聲光檢測報(bào)警系統(tǒng)。

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