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摘要 飞利浦公司研制的51LPC系列单片机是采用两倍速80C51内核，具有低成本、低功耗、低电磁干扰（EMI）、高抗干扰性及内置电源Brownout侦测、模拟功能、UART、I2C和片内RC震荡器的新一代单片机。本文介绍51LPC系列单片机用于摩托车点火器的原理及实现。 关键词 P87LPC764；MCU；BTDC(点火提前角) 一 概述 PHILIPS 51LPC系列单片机目前已包括P87LPC759/760/1/2/4/7/8/9共8个型号。51LPC提供高速和低速的晶振和RC振荡方式，可编程选择；具有较宽的电压选择范围2.7‐6.0V，可编程I/O口线输出模式选择，可选择施密特触发输入，LED驱动输出；有内部看门狗定时器及提供掉电检测模拟功能，最大限度的减少了外部元件的使用。这些特性和改进的C51结构结合在一起，使得在设计高集成度、低成本和低功耗控制电路时具有更多的选择。该系列主要用于对系统成本有严格要求，且系统具有高抗干扰性能的低功耗应用领域，已广泛用于摩托车电子点火器、电子电能表、IC卡水表、煤气表、电子秤、消毒碗、LED显示屏等工业控制领域。 本文介绍在火花塞放电的情况下使用LPC系列为控制器控制摩托车发动机点火提前角的方法。LPC的高抗干扰性能，使用较少外部辅助电路即能完成该系统，使系统在强电磁干扰和电源波动的情况下能够完成其控制功能。该控制系统可以广泛的的用于125cc-250cc的发动机点火控制。表1是P87LPC764的引脚功能。表2是P87LPC764引脚I/O功能选择。通过设置端口控制寄存器可以将端口设置为四种模式中的任意一种。 表1 P87LPC764引脚功能 引脚号 符号 功能 引脚号 符号 功能 1 P0.0/CMP2 比较器2输出 11 RxD/P1.1 2 P1.7 12 TxD/P1.0 3 P1.6 13 T1/P0.7 4 RST/P1.5 14 CMP1/P0.6 5 Vss 15 Vdd 6 X1/P2.1 16 CMPREF/P0.5 7 X2/P2.0 17 CIN1A/P0.4 8 INT1/P1.4 18 CIN1B/P0.3 9 SDA/INT0/P1.3 19 CIN2A/P0.2 10 SCL/T0/P1.2 20 CIN2B/P0.1 表2 P87LPC764引脚I/O功能选择 PxM1.y PxM2.y 端口输出模式 0 0 标准输入输出口 0 1 上拉输出模式 1 0 输入模式 1 1 开漏输出模式 二 基本工作原理 随着国内摩托车市场的不断发展，摩托车整机特别是发动机的性能不断提升，发动机的排污、功率等问题成为摩托车行业发展的阻力。通过控制点火器的点火时刻是提升发动机性能最经济有效的手段，点火时刻的运算通过MCU来完成，使得汽缸在运行过程中的最佳时刻点火，使气体的燃烧和发动机的功率得到最有效的利用。同时，随着MCU的引入，点火器的其它控制功能的实现也变的简单，使数字点火器中的MCU成为摩托车的中心控制单元。 本文针对铃木系列AN150高档发动机，介绍以飞利浦公司P87LPC764 MCU为控制核心的高性能价格比摩托车用数字点火器。 2.1 系统的构成 P87LPC764 具有很丰富硬件功能，两个外部中断，两个16位定时器，两个模拟比较器(可扩展AD功能)，最多可利用18个IO口,与80C51系列兼容，硬件功能可以通过系统的USER CONFIGURE寄存器进行功能选择，具有更强的灵活性。系统的构成如图1。 图1 系统构成 2.2 控制逻辑 1. 计算点火时刻：发动机每运转一个循环便产生一对触发信号，MCU对图2触发信号进行捕捉，根据触发脉冲信号的时间间隔计算出当前转速和点火提前角，来确定发动机曲轴运转到什么位置进行点火，点火提前角的设定如图2。 2. 侧梯控制：为了驾驶员安全，本系统设定当侧梯打开时，点火器不输出点火信号，发动机不启动。即当侧梯监控回路输入高电平时，触发回路不输出点火脉冲； 梯监控回路输入低电平时，点火器正常工作。该端口为输入口。 3. 电源监控回路：该回路监控蓄电池电压，当低于6V时点火器不工作，以利于用户及时发现蓄电池故障。该回路利用P87LPC764上的模拟电压比较器1功能实现。 4. PTC（启动加浓）控制:AN150发动机在国内属于高档产品,在发动机中加入了PTC功能即启动加浓功能。通过启动加浓，使机车的启动时燃油通过加浓通道与空气混合，使机车启动更容易。该端口设定为输出口。 三 软件结构 系统工作时序和控制流程图如图3所示。 四 抗干扰措施 由于点火器易受火花塞高压放电，发动机震动，喇叭噪声等产生的各种干扰，严重时系统不能正常工作，造成点火器不能正常点火，甚至在机车运行过程熄火，威胁到行车安全。因此，数字点火器的抗干扰性能是其一个非常重要的检测项目。 本系统从以下几个方面入手来增强其抗干扰性能： 1．在程序循环的地方加入Watchdog，以便在程序“飞车”时能正常复位。 2．在没有使用的其他ROM区域，加入LJMP MAIN指令，以便飞车后能及时复位正常运行。 3．对系统的PCB板的EMI设计提出更高的要求，从系统的地线布局，高压元件与低压元件的分布入手，进行可靠性论证，使系统的抗干扰性能达到要求。 五 总结 在该点火器的设计开发过程中，主要解决了点火提前角的计算和系统的抗干扰性能，经过了大量的试验，目前已经通过多家摩托车制造企业的认可并以投入大批量生产。 李建义 华北航天工业学院计算机科学与工程系[upload=htm]uploadImages/200262715213113627.htm[/upload][upload=htm]uploadImages/200262715214152036.htm[/upload][upload=htm]uploadImages/200262715215158656.htm[/upload][em27]