3.1控制系統的硬件設計

　　控制系統的主要功能是通過兩個轉速傳感器
傳感器

　　凡是利用一定的物性（物理、化學、生物）法則、定理、定律、效應等把物理量或化學量轉變成便于利用的電信號的器件。傳感器是測量系統中的一種前置部件，它將輸入變量轉換成可供測量的信號”。按照Gopel等的說法是：“傳感器是包括承載體和電路連接的敏感元件”，而“傳感器系統則是組合有某種信息處理(模擬或數字)能力的系統”。傳感器是傳感系統的一個組成部分，它是被測量信號輸入的第一道關口。 [全文]

和一個溫度傳感器，一個轉速傳感器測得信號來控制各缸的點火時間，另一個轉速傳感器測得信號來計算轉速，溫度傳感器是測量排放尾氣的溫度，通過測得的轉速和尾氣溫度來判斷發動機的運行情況，再根據一些控制規則來調節電磁閥來控制天然氣和空氣的進氣量，從而使發動機的轉速恒定，以提高天然氣發動機的動力性能。

　　控制系統采用TMS320LF2407的DSP芯片，系統的外圍元件很少，電路結構很簡單，系統結構簡圖如圖1所示：

圖1系統結構簡圖

　　1）人機接口部分的設計：

　　主要設計8位LED顯示和20鍵鍵盤，一是為了轉速和排氣溫度的顯示，一是點火角度的輸入和調整。采用了一種鍵盤和數碼管
數碼管

　　數碼管是一種以發光二極管為基本單元的半導體發光器件。在我們日常生活中，比如電子秤、電子數碼鐘等的顯示都是利用數碼管實現，數碼管現今已得到廣泛的應用。 [全文]

的智能控制芯片HD7279A和DSP芯片相連，只需用DSP的4個I/O口，能夠有效的減少硬件電路，提高系統可靠性。由于TMS320LF2407的I/O口輸出都是3.3V，和HD7279A引腳相連時可以加鉗位電路。

　　HD7279A是一片具有串行接口的智能顯示驅動芯片，可同時驅動8位共陰式數碼管和連接64鍵的鍵盤矩陣，無需外圍元件可直接驅動LED，單片即可完成LED顯示和鍵盤接口的全部功能。電路如圖2所示：

　　HD7279A應連接共陰式數碼管，應用中無需用到的鍵盤和數碼管可以不連接。若不用鍵盤，則圖2中的連接到鍵盤的8只10K電阻
電阻

　　電阻，物質對電流的阻礙作用就叫該物質的電阻。電阻小的物質稱為電導體，簡稱導體。電阻大的物質稱為電絕緣體，簡稱絕緣體。 [全文]

和8只100K下拉電阻均可以省去。若使用了鍵盤，則電路中的8只100K下拉電阻均不得省略。若不用數碼管，則圖2中串入DP及SA-SG連線的8只0.2K電阻可省去，否則不能省略。實際應用中8只下拉電阻和8只鍵盤連接位選線DIG0-DIG7的8只位選電阻應遵從一定的比例關系，下拉電阻應大于位選電阻的5倍而小于其50倍，典型值為10倍。

　　HD7279A需要外接RC振蕩電路以供系統工作，其典型值分別為R=1.5K,C=15pF，若芯片無法正常工作，要首先檢查此振蕩電路。

圖2 鍵盤和LED顯示