单片机教案28 课题11 典型汽车控制系统（1）

教案课..题课题11典型汽车控制系统

（1）课—程单片机授课教师专业汽车课..型新授教案序号28授课时间第十六周教学方法讲授教学

1.了解模拟量的含义及PWM技术；

2.掌握硬件电路的接线；目标

3.掌握程序的含义掌握实现目标功能的办法教学重点难点及通过PPT以及视频演示的方法展示每条命令的具体含义，以及命令呈现的效解决办法果作业抄写软件程序以及各个命令的含义布置学生听课教情况学学生掌握情况后记存在的问题审查签字年月日教学过程教师活动教学内容学生活动组织教学清点人数记录询问上节课掌握情回答上节课掌握询问上节课掌握情况况情况复习提问学生回答超声波传感器的接线方法是什么？影响汽车喷油量大小的因素有很多，其中最为重要的是油门踏板讲授本节内容深度本实验通过4个LED的亮灭来模拟油门踏板开度对喷油量的影响，具体为LED亮的时间代表喷油，灭的时间代表不喷油

一、实验听讲用器件Arduino UNO板及配套USB数据线1套LED灯4个220欧的电阻4个滑动变阻器1个面包板1个跳线若干

二、硬件连接取出本实验所用到的元件，进行连接连接方法如图所示本实验的硬件连接涉及到以前学习过的LED连接，及滑动变阻器连接，连接方式都已学过，这里不再赘述完成连接后，给Arduino接上USB数据线，供电，准备下载程序二OO酶i.，srtxMArduino

三、输入代码〃汽车喷油系统控制int ledl=10;//定义数字接口10int led2=11;〃定义数字接口11int led3=12;〃定义数字接口12int led4=13;〃定义数字接口13int value=0;void setup{forint i=10;i=13;i++{pinModei,OUTPUT;〃设置数字10-13口为输出接口}void loopO{value=analogReadO;〃读取油门电压模拟值01023对应〜0~5Vint PWMtime=100*value/1024;//将电压模拟值换算到0100〜digitalWrite LED1,HIGH;delay100+PWMtime;digitalWriteLED1,LOW;delay100-PWMtime;digitalWriteLED2,HIGH;delay100+PWMtime;digitalWriteLED2,LOW;delay100-PWMtime;digitalWriteLED3,HIGH;delay100+PWMtime;digitalWriteLED3,LOW;delay100-PWMtime;digitalWriteLED4,HIGH;delay100+PWMtime;digitalWriteLED4,LOW;delay100-PWMtime;输入完毕后，点击IDE的“校验Verify”，查看输入代码是否通过编译如果显示没有错误，单击“下载UpLoad”,给Arduino下载代码之后我们便可以看到面包板上的LED会因为滑动变阻器处在不同位置而影响LED的点亮时间喷油时间

四、代码讲解上面程序用到的大部分代码我们已经很熟悉了，比如初始化变量声明、引脚设置、for循环等现代车辆油门踏板可近似理解为滑动变阻器，只是踏板内部结构会生成两个成比例的电压信号，ECU对电压信号进行对比确认，保证得到的是正确的油门信号因此此项任务使用滑动变阻器来代替油门踏板滑动变阻器采用典型分压电路接入到单片机模拟输入口A0中当滑动变阻器滑动时，单片机A0口会得到5V电压信号，通过单片机内部的模数转换器将其转换为对应的0~1023本实验单缸默认怠速的喷油时长为100ms,关闭100ms,四个缸依次工作，以此类推为简化模型，4缸喷油顺序为从1至4100*value/1024的作用是将电压模拟量转换为0~100的数字,以此用作改变占空比的参数喷油时间增加PWMtime,关闭时间减小PWMtime,保证整体时间不变，但占空比发生改变

五、硬件讲解

1.汽车油门踏板一般而言，增减油门就是指通过油门踏板改变发动机节气门开度，从而控制可燃混合气的流量，改变发动机的转速和功率，以适应汽车行驶的需要传统的节气门操纵机构是通过拉索或者拉杆，一端联接油门踏板，另一端联接节气门连动板而工作但这种传统油门应用范畴受到限制并缺乏精确性，随着汽车电子技术的发展，电子油门（EGAS）应运而生在目前的电子燃油喷射发动机上，电子油门除了发挥上述功能外，它还可以进一步改善发动机的节油和排放性能，因为它控制着发动机动力调节的大门电子油门的主要功能是把驾驶员踩下油门踏板的角度转换成与其成正比的电压信号，同时把油门踏板的各种特殊位置制成接触开关，把怠速、高负荷、加减速等发动机工况变成电脉冲信号输送给电控发动机的控制器ECU,以达到供油、喷油与变速等的优化自动控制电子油门控制系统主要由油门踏板、踏板位移传感器、ECU（电控单元）、数据总线、伺服电动机和节气门执行机构组成位置传感器安装在油门踏板内部，随时监测油门踏板的位置当监测到油门踏板高度位置有变化，会瞬间将此信息送往ECU,ECU对该信息和其它系统传来的数据信息进行运算处理，计算出一个控制信号，通过线路送到伺服电动机继电器，伺服电动机驱动节气门执行机构，数据总线则是负责系统ECU与其它ECU之间的通讯速踏板位置传感器以分压电路原理工作，ECU供给传感器电路5V电压电子油门踏板通过转轴与传感器内部的滑动变阻器的电刷连接，加速踏板位置传感器的位置改变时，电刷与接地端的电压发生改变，ECU将该电压转变成加速踏板的位置信号，ECU监测油门踏板内部2套滑动电阻，保证输出信号的可靠性按照下图测量传感器与ECU之间线路的通断通电状态下，线束插头1#、2#、4#、6#插片处应有5V电压，3#、5#插片电压为0V具体在实际过程中的数据如下通电状态下，不踩动踏板，“油门踏板1原始值-电压”为

0.7V左右，“油门踏板2原始值-电压”为

0.35V左右，油门踏板开度应为0%；踩下踏板观察随着踏板开度的增大2套电阻的电压也随之增大，但要始终保持电阻1的电压为电阻2电压的2倍关系

2.汽车燃油喷射系统汽车燃油喷射系统按照喷射位置的不同分为缸内直喷和进气道喷射，区别在于喷油嘴的安装位置缸内直喷喷射系统直接把然后喷入工作缸内，而进气道喷射系统是把燃油喷入到进气歧管中，很明显，缸内直喷系统对喷油嘴的要求更高下图为典型的进气道燃油喷射系统回油油路汽油泵

②汽油箱3）汽油渔清器

④蓄电池ECU®燃油分配管1）汽油压力调节器・油n J废气空气

④布置作业本节课主要讲授通过单片机模拟汽车喷油系统的工作画出控制的硬件电路，抄写软件程序以及命令含义。