微型涡轮喷气发动机控制系统的设计与开发(4)
图2.2轴式磁性测量原理图
2.3 硬件设计总体方案
硬件设计的任务是根据总体设计要求，在选择的机型的基础上，具体确定系统中所要使用的元器件，设计出系统的原理框图、电路原理图。
ATMEGA16单片机的脉冲信号，PB口5～7位和PC口接LCD1602液晶显示。PD5端口接出用于脉宽调制，PB4端口用于接出产生脉冲信号，反馈控制油泵电压，PA口两路模数转换模块。另由于ATMEGA16单片机工作电压在4.5～5.5V内，所以需要经行电压转换这里采用变压器进行12V电压供电，然后通过LM7805CT三端稳压芯片对单片机经行5V电压供电，由于单片机正常工作还需要其他两个要素，所以还需要搭建复位电路模块和时钟电路模块[18,19]。
温度与转速测量部分的硬件设计思路：温度采用热电偶测量，转速采用磁敏式传感器测试，测试信号通过调理电路进行放大、线性化等处理，然后输入单片机内经行数据转换。经过一定算法处理后的数据再由单片机发送至LCD中，显示所测数据值。此外，系统还搭配了一个反馈控制电路和发动机初始工作稳定电路。本次设计单片机部分的硬件框图如图2-4所示。
图2.3单片机部分硬件框图
2.4 软件设计思路
软件需要解决的是在发动机刚开始工作时产生一个PWM信号，使油泵电压逐步升高以确保开始运行稳定。由于测量的温度以及转速范围较大，所以低温和高温，低速和高速都要考虑在内。显示部分需要有正确的算法转换程序，以及调用1602规定的程序规范将自带的所需字符送到显示屏特定位置显示[20]。
转速部分软件设计思路： ATMEGA16单片机的PA.0～ PA.3端口接收传感器的信号。温度测试利用温度变送器产生稳定的电压或电流信号，而磁阻传感器所产生信号为准正弦信号三端输出经过智能转速仪表调理后也可产生稳定的电压或电流信号。首先涡轮喷气发动机开始启动，单片机产生一路PWM信号，使燃料油泵的电压在一定时间内逐渐从0V上升到5V，以控制涡轮喷气发动机的供油量，并使其缓步进入工作状态。热电偶传感器利用热电效应，磁敏传感器利用磁电效应产生各自的周期性的传向单片机模数转换端口的脉冲。通过一定的算法转换程序，以及编写符合1602规范的程序将所测温度数值以及转速数值送到显示屏特定位置显示。期间还需编写一段程序用于控制涡轮喷气发动机温度与转速，当尾气温度高于600K或者转子转速超过6万转每分钟时，产生一路脉冲信号，控制涡轮喷气发动机的供油油泵电压，使其降低，从而调节了发动机供油量，进一步的也就调节的工作温度以及工作转速，从而使发动机在较为安全可靠的情况下稳定工作。
图2.4软件主程序流程图
2.5 系统开发所需平台及软件技术支持
以下所列举平台软件为较常用的，在用AVR相应平台软件时可以对比参照8051和PIC平台软件使用。
表2.1系统开发软件列表
单片机系列 8051系列 AVR系列 PIC系列
主板集成驱动程序 USB-232，芯片PL2303驱动程序（或其他） USB asp驱动包 FT232usbdriver 2.0驱动包
编程开发调试软件 Keilu Vision 软件 AVR Studio软件 MPLAB IDE软件
C语言编译器 其他 Win Hex C语言编译器 PICCC语言编译器
其他编程开发调试软件 其他 ICCV7 for AVR编程开发软件 其他
程序下载软件 STC_ISP程序下载软件（或其他） AVR fighter程序下载软件 MICRObrn.exe程序下载软件
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