基于89C51單片機的噴油校泵臺調速系統設計
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燃油噴射系統的性能直接影響柴油機的工作過程和性能指標，是柴油機改善排放、降低油耗和提高性能的關鍵部分。傳統的內燃機車柴油噴油校泵臺主要用于噴油泵的磨合及性能試驗，其驅動部分采用晶閘管電磁轉差離合器無級調速系統，控制和顯示噴油泵的主軸轉速。由于采用分離元件，測試靈敏度低，設定調整不方便且故障率高。目前，國外噴油校泵臺采用微機控制及數顯系統。為此，按國際標準采用89C51單片機設計了一種新型的校泵臺調速系統，能夠實時控制主軸轉速測試和調節，并將相關測量數據傳輸給上位PC機進行顯示，從而提高測試靈敏度。
2 系統結構設計
該系統設計采用轉速單閉環凋速系統，如圖1所示。驅動電路由晶閘管和電機構成，而控制電路則由轉速給定、轉速反饋、比例一積分一微分(PID)調節器以及晶閘管脈沖觸發電路構成。
圖1中實線框為硬件設計部分，主要完成調速功能。虛線框為軟件設計部分，主要完成轉速給定、轉速反饋、偏差信號的形成和PID運算。
3 系統硬件電路設計
系統硬件設計是以89C51單片機為核心，并配以必要的外圍設備，如數據采集、電氣接口、執行機構、通信接口等電路，如圖2所示。選用3CT20/500型晶閘管，由于晶閘管工作于交流電路，不宜與微機直接相接，采用光電耦合器4N25隔離單片機與輸出部分(晶閘管一電動機電路)。輸出部分的地線接地，而單片機系統的電源地線懸空，不能與交流電源的地線相接，以避免輸出部分電源變化對單片機電源的影響。
使用反相驅動器7406作為4N25輸入端的驅動。電磁轉差離合器中的勵磁線圈采用帶續流二極管的晶閘管半波整流電路供電。勵磁線圈是電感性負載，線圈兩端并聯一只續流二極管VD6使電流平滑。調節觸發裝置采用單結管VBG7。為了實現操作機構的速度閉環控制，需要檢測主軸轉速。測速傳感器采用磁電式轉速傳感器。測速輪有120個齒，每轉過1個齒就在測速傳感器上感應一個脈沖信號。這樣，主軸每轉一周，產生120個脈沖，其表達式為：
式中：P為測速傳感器每轉輸出的脈沖數；T為規定時間；m1為轉速脈沖數。
取8155的定時器／計數器工作于定時方式，定時時間為lO ms，其輸入端接1 MHz時鐘信號為計數頻率，輸出端接89C51的中斷INT0申請端。89C51的定時器／計數器T1工作于計數方式，測速傳感器經整形后的脈沖輸入T1，當輸入信號發生負跳變，計數器加1。每當10 ms到，通過INT0申請中斷，在中斷處理程序中得到Tl計數值。計數值再乘以50，測出電機當前轉速。
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