摘要
STM32F407包含Cortex-M4內(nèi)核，共有14路TIM資源，其中TIM2和TIM5具有32位計數(shù)功能，其他為16位計數(shù)功能。本文將以TIM2實現(xiàn)發(fā)動機轉(zhuǎn)速/相位發(fā)生器的設(shè)計，并通過串口屏幕顯示。文章給出了具體的電路的硬件設(shè)計及軟件設(shè)計流程，并給出設(shè)計說明。經(jīng)實踐證明，該發(fā)生器據(jù)有可靠、穩(wěn)定、精確的特性。

發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器是一種感應(yīng)式傳感器，獲取發(fā)動機轉(zhuǎn)速和曲軸準(zhǔn)確角度位置(輸入系統(tǒng))。在飛輪上安裝有一個單獨用于發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器的信號輪。

信號輪被設(shè)計成一個帶有很多齒段的輪，共分成60個齒段.每當(dāng)信號輪轉(zhuǎn)過傳感器，就會產(chǎn)生一個交流電壓，其頻率隨看轉(zhuǎn)速而變化。頻率即是轉(zhuǎn)速的高低.為了識別曲軸位置，信輪在兩個齒段之間有一段空隙.發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器用于識別發(fā)動機轉(zhuǎn)速.它與霍爾傳感器一起識別發(fā)動機1缸點火上止點，從而確定噴油時間和點火正時。

相位傳感器是凸輪軸位置傳感器和曲軸位置傳感器的統(tǒng)稱，是發(fā)動機點火時刻的判斷重要依據(jù)。凸輪軸相位傳感器是用于檢測凸輪軸轉(zhuǎn)動位置的一種傳感器，也是一個一個氣缸判別定位裝置，向ECU輸入凸輪軸位置信號，是點火控制的主控信號。曲軸位置傳感器是電噴發(fā)動機特別是集中控制系統(tǒng)中最重要的傳感器，也是點火系統(tǒng)和燃油噴射系統(tǒng)共用的傳感器。其功能是檢測發(fā)動機曲軸轉(zhuǎn)角和活塞上止點，并將檢測信號及時送至發(fā)動機電腦，用以控制點火時刻（點火提前角）和噴油正時。同時，曲軸位置傳感器亦是測量發(fā)動機轉(zhuǎn)速的信號源。

發(fā)動機轉(zhuǎn)速與相位傳感器的波形關(guān)系大約如下：

圖1：轉(zhuǎn)速與相位關(guān)系圖

1 系統(tǒng)介紹

系統(tǒng)將旋變解碼器處理的旋變編碼器的信號通過RS485送入STM32主控制器，主控制器根據(jù)不同的信號做出判斷，從而控制驅(qū)動輸出不同的轉(zhuǎn)速和相位信號，并通過RS232控制串口屏幕顯示。如下圖2系統(tǒng)圖、圖3轉(zhuǎn)速發(fā)生電路原理圖、圖4相位發(fā)生電路原理圖、圖5顯示屏幕電路原理圖：

圖2：系統(tǒng)圖

圖3：轉(zhuǎn)速發(fā)生電路原理圖

圖4：相位發(fā)生電路原理圖

圖5：顯示屏幕電路原理圖

1.1 旋變編碼器

選擇市面常用的KY-040旋變編碼器（如圖2），有5個功能針腳，分別位CLK(時鐘)、DT(數(shù)據(jù))、SW(開關(guān))、+（電源）和GND.其中+,GND分別外接電源5V和GND即可。SW一般按下電壓為低電平，CLK與DT實現(xiàn)旋變編碼功能。

圖6：KY-040旋變編碼器

1.2 旋變解碼器

本文選擇深圳市俞霖科技的YL69-485(8通道解碼器)來實現(xiàn)，如圖6:

圖7：YL69-485

YL69-485初始設(shè)定如下

1）獲取廠家的上位機軟件【TEST安裝文件setup.exe】，點擊【確定】

2）點擊【開始安裝】，點擊【確定】、【繼續(xù)】

3）跳出的對話框全部選擇【是】，最后點擊【確定】

4）硬件設(shè)置，開關(guān)打到【初始化init】后下斷電后再上電。

注：每次重新設(shè)地址都需重新上下電

5）打開【Test.exe]程序

6）選擇設(shè)備所在的端口， 波特率設(shè)置為9600點擊【打開串口/Open】

7）模塊地址/ID】更改為目標(biāo)地址,【波特率】設(shè)置位115200，點擊【設(shè)置/Set]

注：打開串口后燈由灰色變成綠色，表示連接成功

8）如Response有值反饋，表示設(shè)置成功。如Response無反饋，表示不成功，可重新上下電重復(fù)⑥⑦

9）地址設(shè)置成功后，開關(guān)撥到【正常】，重新上下電

10）設(shè)置編碼器工作模式為0（具體說明參照YL69說明書）

依次選擇【串口選擇】、【波特率選擇】設(shè)置為1152000，【打開串口】、【在這里輸入字符命令】填入 $41300000000(cr)，然后單擊【發(fā)送命令】

Response有應(yīng)答表示設(shè)置成功，重新上下電

11）依次選擇【串口選擇】、【打開串口】、【在這里輸入字符命令】填入 $414 (cr)，然后單擊【發(fā)送命令】

Response反饋！00000000表示工作模式0設(shè)置成功

審核編輯：陳陳