一種微小型高速透平機械數(shù)據(jù)采集顯示系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
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[0001]本發(fā)明涉及微小型高速透平機械運行時工況數(shù)據(jù)的讀取與處理，具體涉及一種微小型高速透平機械數(shù)據(jù)采集顯示系統(tǒng)。
【背景技術】
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[0002]微小型高速透平機械常用作各種中小型飛行器的動力，如無人機、靶機、導彈，滑翔傘等，在軍事領域有著廣泛的用途。對微小型高速透平機械的研宄過程中，試驗是一種非常重要的方法，通常是對數(shù)值模擬等其他理論方法改進后的樣機進行驗證的不可替代的手段。微小型高速透平機械在運行過程中的各種運行參數(shù)，對于研宄人員有著及其重要的作用。目前，對微小型高速透平機械實驗研宄中，采用的實驗系統(tǒng)為孤立系統(tǒng)，實驗過程中僅使用LCD1602作為簡單的實驗數(shù)據(jù)顯示器，不但無法同時對多種實驗參數(shù)進行觀測，而且無法保存實驗數(shù)據(jù)用于后續(xù)研宄，這導致單次試驗能起到的作用非常小，經常為了驗證一個結論需要多次試驗比對數(shù)據(jù)?，F(xiàn)有系統(tǒng)無法與計算機進行數(shù)據(jù)通信，在數(shù)據(jù)顯示手段上存在很多缺陷。

【發(fā)明內容】

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[0003]本發(fā)明的目的在于的目的在于針對現(xiàn)有技術的不足，提供了一種微小型高速透平機械數(shù)據(jù)采集顯示系統(tǒng)，其通過單片機對微小型高速透平機械運行過程中采集到的大量數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)讀取與處理，并實時上傳至計算機系統(tǒng)。本發(fā)明解決了微小型高速透平機械各項參數(shù)只能在運行時實時觀看，難以保存研宄的問題。
[0004]為達到上述目的，本發(fā)明采用如下的技術方案予以實現(xiàn):
[0005]一種微小型高速透平機械數(shù)據(jù)采集顯示系統(tǒng)，包括光耦隔離模塊、單片機數(shù)據(jù)處理模塊、電平轉換模塊和電腦終端四個模塊；其中，光耦隔離模塊用于將待測微小型高速透平機械的ECU數(shù)據(jù)輸出端口和單片機數(shù)據(jù)處理模塊進行電器隔離，單片機數(shù)據(jù)處理模塊用于對從光耦隔離模塊傳來的溫度和轉速信號進行處理并通過電平轉換模塊發(fā)送至電腦終端，電腦終端用于以圖表和數(shù)字型式顯示從電平轉換模塊接收到的溫度和轉速信息。
[0006]本發(fā)明進一步的改進在于，光耦隔離模塊和單片機數(shù)據(jù)處理模塊具體的連接方式如下:
[0007]光耦隔離模塊共有七路，通過其兩端將ECU數(shù)據(jù)輸出端口和單片機數(shù)據(jù)處理模塊中型號為AT89C51單片機的七個引腳連接起來，分別是將ECU數(shù)據(jù)輸出端口的RS端連接至單片機的P2.6，將E⑶數(shù)據(jù)輸出端口的R/W端連接至單片機的P2.5，將E⑶數(shù)據(jù)輸出端口的E端連接至單片機的P2.7，將E⑶數(shù)據(jù)輸出端口的DB4端連接至單片機的P0.4，將E⑶數(shù)據(jù)輸出端口的DB5端連接至單片機的P0.5，將ECU數(shù)據(jù)輸出端口的DB6端連接至單片機的P0.6，將E⑶數(shù)據(jù)輸出端口的DB7端連接至單片機的P0.7。
[0008]本發(fā)明進一步的改進在于，單片機數(shù)據(jù)處理模塊和電平轉換模塊的連接方式如下:
[0009]單片機數(shù)據(jù)處理模塊的RXD引腳連接至電平轉換模塊的TXD引腳，單片機數(shù)據(jù)處理模塊的TXD引腳連接至電平轉換模塊的RXD引腳。
[0010]本發(fā)明進一步的改進在于，利用單片機數(shù)據(jù)處理模塊的邏輯運算功能對采集到的數(shù)字信號進行處理，組裝成字節(jié)數(shù)據(jù)傳給電腦終端，單片機數(shù)據(jù)處理模塊通過電平隔離模塊得到E⑶數(shù)據(jù)輸出端口的七位二進制數(shù)據(jù)，該七位數(shù)據(jù)信息分別是:R/W、RW、E、DBlUDB12、DB13及DB14，對應到單片機數(shù)據(jù)處理模塊的引腳分別是P2.5、P2.6、P2.7、P0.4、P0.5、P0.6及P0.7，單片機數(shù)據(jù)處理模塊完成以下步驟:
[0011]I)將單片機數(shù)據(jù)處理模塊中的PO和P2的16個引腳全部置為高電位，即賦值為1，將flag標志位的值置為1，清空臨時變量temp，延時1ms ；
[0012]2)檢測P2.5，P2.6兩個引腳數(shù)據(jù)，如果P2.5 = O并且P2.6 = 1，則執(zhí)行步驟3)，否則再次執(zhí)行步驟2 ;
[0013]3)檢測P2.7數(shù)據(jù)，如果其值為0，再次執(zhí)行步驟3)，如果其值跳到1，執(zhí)行步驟4);
[0014]4)判斷標志位flag的值是否為1，如果為1，執(zhí)行步驟5)，如果為0，執(zhí)行步驟6)；
[0015]5)取得單片機數(shù)據(jù)處理模塊P0.4, P0.5, P0.6和P0.7的值，按照公式(I)進行計算，并將計算結果存儲到temp中，將flag置為0，并跳過步驟6)和7)，執(zhí)行步驟8);
[0016]temp = (P0.7)*2~7+(P0.6)*2~6+(P0.5)*2~5+(P0.4)*2~4 (I)
[0017]6)取得單片機數(shù)據(jù)處理模塊P0.4，P0.5，P0.6和P0.7的值，按照公式(2)進行計算，將計算所得的值與temp值進行相加后再次存儲到單片機數(shù)據(jù)處理模塊串行口收發(fā)緩沖器SBUF中，然后清空變量temp，將flag置為I，之后執(zhí)行步驟7)；
[0018]SBUF= (P0.7)*2~3+(P0.6)*2~2+(P0.5)*2~1+(P0.4)*2~0+temp (2)
[0019]7)判斷單片機數(shù)據(jù)處理模塊TI位值是否為0，如果其值為0，再次執(zhí)行步驟7)，以此等待SBUF中數(shù)據(jù)發(fā)送完成，如果其值為1，說明SBUF中數(shù)據(jù)發(fā)送完成，將TI值置為0，執(zhí)行步驟8)；
[0020]8)檢測當前P2.7的值，如果其值為1，再次執(zhí)行步驟8)，如果其值為0，返回執(zhí)行步驟2)，開始接收處理并發(fā)送下一個數(shù)據(jù)。
[0021]本發(fā)明進一步的改進在于，單片機數(shù)據(jù)處理模塊與待測微小型高速透平機械數(shù)據(jù)采集顯示系統(tǒng)的ECU數(shù)據(jù)輸出端口通過光耦隔離模塊進行電氣隔離，連接端口包括待測微小型高速透平機械的E⑶數(shù)據(jù)輸出端口的RS、R/W、E、DB 11、DB 12、DB 13和DB 14和單片機數(shù)據(jù)處理模塊中的P2.5，P2.6，P2.7，P0.4，P0.5，P0.6，P0.7 ;單片機數(shù)據(jù)處理模塊與電腦終端的數(shù)據(jù)傳遞通過電平轉換模塊完成，電平轉換模塊使用MAX232芯片進行電平轉換，或者使用CH340芯片將串口數(shù)據(jù)轉換并最終連接至電腦終端的USB接口。
[0022]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有如下的優(yōu)點:
[0023]本發(fā)明有效解決了微小型高速透平機械試驗系統(tǒng)試驗過程中無法對試驗數(shù)據(jù)進行保存的缺陷，并且利用本發(fā)明可以更加豐富的顯示試驗運行參數(shù)。本發(fā)明可以有效實現(xiàn)試驗系統(tǒng)與計算機的通信，幫助完成實驗數(shù)據(jù)的快速保存和記錄，并且可以再計算機上實時顯示微小型高速透平機械的運行參數(shù)變化情況，方便研宄人員進行監(jiān)控調節(jié)。
[0024]本發(fā)明相較于讀取待測微小型高速透平機械的ECU和待測微小型高速透平機械的MONITOR之間的總線數(shù)據(jù)的解決方案相比，由于ECU控制著微小型高速透平機械何時電機拖動發(fā)動機，何時電機主軸與發(fā)動機主軸分離，何時供應燃氣和航空煤油等重要啟動步驟。本發(fā)明沒有讀取微型渦噴控制系統(tǒng)和顯示設置MONITOR之間的總線數(shù)據(jù)，這避免了在該總線上添加數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)時，對原ECU系統(tǒng)控制發(fā)動機啟動與停機過程等重要控制功能可能造成的影響，需要指出的是該處提到的待測微小型高速透平機械的ECU和MONITOR之間的總線和說明書中其他部分提到的待測微小型高速透平機械的ECU的數(shù)據(jù)輸出端口是不同的數(shù)據(jù)傳輸線路。
[0025]本發(fā)明的優(yōu)點還在于，在微小型高速透平機械原有的控制系統(tǒng)之外，無需增加額外的溫度和轉速傳感器，減小了系統(tǒng)的復雜程度和成本。
【附圖說明】
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[0026]圖1為本發(fā)明一種微小型高速透平機械數(shù)據(jù)采集顯示系統(tǒng)的結構示意圖。
[0027]圖2為本發(fā)明一路光耦隔離電路原理圖。
[0028]圖3為本發(fā)明單片機數(shù)據(jù)處理模塊數(shù)據(jù)處理流程圖。
【具體實施方式】
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[0029]下面結合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步的詳細說明。
[0030]如圖1所示，本發(fā)明一種微小型高速透平機械數(shù)據(jù)采集顯示系統(tǒng)，包括光耦隔離模塊、單片機數(shù)據(jù)處理模塊、電平轉換模塊和電腦終端四個模塊；其中，光耦隔離模塊用于將待測微小型高速透平機械的ECU數(shù)據(jù)輸出端口和單片機數(shù)據(jù)處理模塊進行電器隔離，單片機數(shù)據(jù)處理模塊用于對從光耦隔離模塊傳來的溫度和轉速信號進行處理并通過電平轉換模塊發(fā)送至電腦終端，電腦終端用于以圖表和數(shù)字型式顯示從電平轉換模塊接收到的溫度和轉速信息。
[0031]上述光耦隔離模塊和單片機數(shù)據(jù)處理模塊具體的連接方式如下:
[0032]光耦隔離模塊共有七路，通過其兩端將ECU數(shù)據(jù)輸出端口和單片機數(shù)據(jù)處理模塊中型號為AT89C51單片機的七個引腳連接起來，分別是將ECU數(shù)據(jù)輸出端口的RS端連接至單片機的P2.6，將E⑶數(shù)據(jù)輸出端口的R/W端連接至單片機的P2.5，將E⑶數(shù)據(jù)輸出端口的E端連接至單片機的P2.7，將E⑶數(shù)據(jù)輸出端口的DB4端連接至單片機的P0.4，將E⑶數(shù)據(jù)輸出端口的DB5端連接至單片機的P0.5，將ECU數(shù)據(jù)輸出端口的DB6端連接至單片機的P0.6，將E⑶數(shù)據(jù)輸出端口的DB7端連接至單片機的P0.7。
[0033]上述單片機數(shù)據(jù)處理模塊和電平轉換模塊的連接方式如下:
[0034]單片機數(shù)據(jù)處理模塊的RXD引腳連接至電平轉換模塊的TXD引腳，單片機數(shù)據(jù)處理模塊的TXD引腳連接至電平轉換模塊的RXD引腳。
[0035]上述利用單片機數(shù)據(jù)處理模塊的邏輯運算功能對采集到的數(shù)字信號進行處理，組裝成字節(jié)數(shù)據(jù)傳給電腦終端，單片機數(shù)據(jù)處理模塊通過電平隔離模塊得到ECU數(shù)據(jù)輸出端口的七位二進制數(shù)據(jù)，該七位數(shù)據(jù)信息分別是:R/W、RW、E、DB 11、DB 12、DB 13及DB 14，對應到單片機數(shù)據(jù)處理模塊的引腳分別是P2.5、P2.6、P2.7、P0.4、P0.5、P0.6及P0.7，單片機數(shù)據(jù)處理模塊完成以下步驟:
[0036]I)將單片機數(shù)據(jù)處理模塊中的PO和P2的16個引腳全部置為高電位，即賦值為1，將flag標志位的值置為1，清空臨時變