來源：《電子技術(shù)應(yīng)用》

摘要：針對汽油機轉(zhuǎn)速變化范圍大及點火電壓、電流變化極快的特點，采用cpld作為高速采集器，有效地實現(xiàn)了超高速數(shù)據(jù)采集，完成了對點火電壓、電流波形的采樣；并通過對接口電路垢真分析，有效地解決了高速數(shù)據(jù)采集塊和低速控制之間的數(shù)據(jù)通訊。 關(guān)鍵詞：點火參數(shù) 復(fù)雜可編程邏輯器件 靜態(tài)存儲器 高速數(shù)據(jù)采集 液晶顯示 點火參數(shù)是影響汽油機性能的最重要因素之一。汽油機的點火參數(shù)主要有：點火提前角、點火能量、點火電壓和點電流。通過對這些參數(shù)的測量、研究與優(yōu)化，能提高發(fā)動機的性能，降低油耗，減少有害氣體的排放量，改善環(huán)境空氣質(zhì)量等。就國內(nèi)外目前的點火參數(shù)測量設(shè)備來說，普遍存在著體積龐大、價格昂貴、抗干擾能力差等缺點，甚至有些是采用示波器來觀察，人機對話界面不夠友好。由于火花塞放電時間大約在200～500μs之間，點火電壓的上升時間卻只有幾到十幾μs，為了保證測量精度，采樣頻率要求在10mhz以上，這個速率就是目前最快的單片機也難以勝任。因此如何有效地實現(xiàn)超高速的數(shù)據(jù)采集便成了解決問題的技術(shù)關(guān)鍵。同時，使高速的數(shù)據(jù)采集器與低速的控制電路實現(xiàn)可靠地信息交換是又一難題。本測量儀采用cpld作為高速采集器，用at89c52作為控制器，巧妙地解決了這一問題。

1 汽油機點火參數(shù)的測量原理和方法 汽油機點火參數(shù)測量電路的原理框圖如圖1的慰。觸發(fā)信號是磁電機位置傳感器（電磁感應(yīng)線圈）發(fā)出的信號，點火信號是套在點火線上的傳感線圈的輸出信號，這兩個信號經(jīng)調(diào)理電路的整形，控制cpld計數(shù)器的起停，根據(jù)計數(shù)值可計算出轉(zhuǎn)速和點火提前角。點火線圈次級電壓、電流信號經(jīng)過分壓器、分流器以及功放等調(diào)整到高速a/d的輸入范圍。高速a/d對其進行轉(zhuǎn)換，結(jié)果由cpld鎖存，并通過cpld存儲到高速靜態(tài)存儲器sram中。整個測量電路在cpu的控制下工作。上電后，cpu首先對cpld進行配置，待cpld完成初始化后，整個電路就進入工作狀態(tài)。電路的采樣頻率由時鐘合成芯片輸出，測量結(jié)果通過cpld取得，經(jīng)cpu處理后在lcd上顯示出來。 1.1 高速數(shù)據(jù)采集電路的設(shè)計

高速數(shù)據(jù)采集電路由高速a/d轉(zhuǎn)換器ad9051、復(fù)雜可編程邏輯器件（cpld）epf10k10、高速靜態(tài)存儲器（sram）cy7c1021組成，如果2所示。ad9051將經(jīng)過調(diào)理的電壓、電流信號轉(zhuǎn)化成十位數(shù)字量輸出，orv、ori分別為電壓、電流幅值超過輸入范圍信號。當(dāng)fout有脈沖輸出時，ad9051進行轉(zhuǎn)換，否則停止工作。在信號采集電路中，cpld的作用：（1）在smen信號使能的情況下，smst（點火信號）信號到來后，輸出fout起動a/d轉(zhuǎn)換器；（2）鎖存ad9051的輸出結(jié)果；（3）通過地址發(fā)生器輸出數(shù)據(jù)存儲地址，并產(chǎn)生寫信號（wr），將鎖存數(shù)據(jù)寫入sram。 1.2 控制電路的設(shè)計 控制電路的核心為at89c52，如圖3所示�？刂齐娐芬瓿傻娜蝿�(wù)是：（1）上電后，完成cpld的配置加載。flex10k系列共有4種加載方式，這里采用主動串行方式，由at89c52的引腳p1.5控制cpld和已寫入配置數(shù)據(jù)的串行eprom（27e512）完成配置。（2）完成采樣頻率的控制，由at89c52控制時間合成芯片mc12429來實現(xiàn)，其輸出頻率為25～400mhz。每次采樣前，用戶可手動輸入采樣頻率，由at89c52的p0.0～p0.7腳輸出m[8..1]的值，p1.0腳輸出由低到高的信號，將此值鎖存。（3）控制a/d轉(zhuǎn)換的使能。當(dāng)頻率設(shè)定好后，用戶按下采樣鍵，at89c52的p1.1輸出采樣使能信號smen，當(dāng)采樣開始信號smst到