线方便地写入和读取。的存贮器部分是的位串行，它在内部按来组织，而且可以进行块锁存。块锁存可以保护，或所有阵列，锁存后只可读不可写。的特点是具有允许简单的三线总线工作的串行外设接口，和软件协议。利用了公司专有的晶片，提供最小为,周期字节的使用期限和最小为年的数据保存期。图.是与单片机的接口电路。的管脚排列及功能如表.所示。表.的管脚排列及功能引脚号引脚名称引脚功能电路选择端,低电平有效串行数据输出端串行数据输人端串行时钟输入端写保护输人端,低电平有效复位输出端电源端接地端通讯接口的选择串行通讯通道主要是传输数据和指令的通道，不允许有传输错误。因此，在串行通道的各个环节上都要保证有高可靠性的传输。其中包括满足传输环境要求的接口标准选择，因为不同的接口标准只有满足特定的环境条件，才能可靠地工作芯片的可靠性保证措施，如通讯状态测试，误码校验等。通常标准串行接口的电气特性都有满足可靠传输时的最大通讯速度和传输距离指标。般这两个指标具有相关性，适当地降低通讯速度，可提高通讯距离，反之亦然。通常选择的标准接口，在保证不超过其使用范围时，都有定的抗干扰能力，以保证可靠的信号传输。但在些工业测控系统中，通讯信道的环境往往十分恶劣，因此在通讯介质选择接口标准选择时，要充分考虑其抗干扰能力，以采用合适的抗干扰措施。由于基于容积法的油耗仪的数据采集系统的通讯数据流传输量不太大，而且通讯距离短，在实验室通讯信道的环境比较好，选择串行标准接口即可。图.芯片与的连接串行接口标准计算机与计算机或计算机与终端之间的数据传送可以采用串行通讯和并行通讯二种方式。由于串行通讯方式具有使用线路少成本低，特别是在远程传输时，避免了多条线路特性的不致而被广泛采用。在串行通讯时，要求通讯双方都采用个标准接口，使不同的设备可以方便地连接起来进行通讯。接口又称是目前最常用的种串行通讯接口。它是在年由美国电子工业协会联合贝尔系统调制解调器厂家及计算机终端生产厂家共同制定的用于串行通讯的标准。它的全名是“数据终端设备和数据通讯设备之间串行二进制数据交换接口技术标准”该标准规定采用个个脚的连接器，对连接器的每个引脚的信号内容加以规定，还对各种信号的电平加以规定。实际上的条引线中有许多是很少使用的，在计算机与终端通讯中般只使用条引线。最常用的针串口插头的信号内容如表.所示。表.常用的针插头的信号内容引脚序号信号名称符号流向功能发送数据发送串行数据接收数据←接收串行数据请求发送请求线路切换到发送方式清除发送←告诉线路接通，发送数据数据设备准备好←准备好信号地信号共地载波检测←表示接收到远程载波数据终端准备好准备好振铃指示←表示与线路接通，出现振铃在中任何条信号线的电压均为负逻辑关系。即逻辑逻辑。噪声容限为。即要求接收器能识别低至的信号作为逻辑，高到的信号作为逻辑。接口连接器般使用型号为的芯插头座，通常插头在端，插座在端，本设计电路中的单片机与机连接的接口，因为不使用对方的传送控制信号，只需三条接口线，即“发送数据”“接收数据”和“信号地”。所以采用的针插头座。如图.所示。图.型针插头串口通信接线方法串口传输数据只要有接收数据针脚和发送针脚就能实现。同个串口的接收脚和发送脚可直接用线相连，两个串口相连或个串口和多个串口相连。接收数据针脚或线与发送数据针脚或线相连，彼此交叉，信号地对应相接即可。由于检测仪器中的单片机通常均包含串行通讯部件，但其使用的电平与标准的电气特性不兼容，系列单片机采用的是电平的正逻辑，必须通过接口芯片进行电平转换和逻辑变换。芯片是公司生产的，包含两路接收器和驱动器的芯片，适用于各种和的通信接口。芯片内部有个电源电压变换器，可以把电源电压变换成输出电平所需的电压。所以，采用此芯片接口的串行通信系统只需单的电源就可以了。对于没有电源的场合，其适应性更强。加之其价格适中，硬件接口简单，所以被广泛采用。基于以上的特点，选择芯片作为电压转换芯片。其引脚如图.所示。图.引脚图日历时钟电路的选择和匹配为了能使显示器可以显示日历时钟，也使数据拥有者能查询数据的日期，为该系统设计了个日历时钟电路。在单片机应用系统中，常需要个实时时钟供定时测控之用。单片机都集成有定时器，配合软件可以作为系统的时间基准，构成个实时时钟。般情况下，单片机的定时器工作在中断方式，因此它将频繁地中断的工作。而且，每次开机都要重新设定标准时间，使用上不方便，还占用了单片机的定时器资源。实时日历时钟芯片的出现，不仅克服了上述缺点，而且使单片机系统中的时钟日历功能更加完善。包含个实时时钟日历和字节的静态，它和单片机通信经有个简单的串行接口.实时时钟日历提供秒分时日周月年信息，月末日期自动调整，包括闰年的修正时钟可工作在小时格式或小时,格式，单片机与接口使用同步串行通信，仅需三根线连接复位，串行数据串行时钟.数据传送从单片机到实时时钟或实时时钟到单片机,可以每次字节或每次字节.它可以工作在很低的耗电状态以保存时钟信息和数据,功耗小于微瓦.具有个可编程的涓流充电器，主电源和备份电源的双电源引脚，个附加字节的暂存寄存器，包括移位寄存器控制逻辑振荡器实时时钟和.引脚图描述如下电源地在单电源供电系统中的电源引脚，在双电源系统中接备份电源在双电源供电系统中的主电源引脚，由和两者中较大者供电.当小于时，给供电串行接口的同步时钟双向数据线引脚复位信号，在个读写期间必须保持高电平,连接个标准的石英晶体.也可用外部振荡器驱动，这时引脚连接外部振荡器信号，悬浮。与单片机接口的电路如.图图.芯片与的连接电源的选择和匹配为了保证系统正常工作，在电子线路和自动控制装置中，需要电压稳定的直流电源，所以要求电源具有良好的输出质量，还要在性能上做到效率高噪声低高次谐波低既节能又不干扰环境。这里就需要电源变换芯片，这种芯片是将非稳定直流电压转换成稳定直流电压的集成稳压器。目前广泛采用各种半导体直流电源。市场上有许多可输出电压的可调整电源供选用。在本系统中对电压高低输出质量电流大小以及动态指标有着特殊的要求。流量传感器和单片机供电都需要电压，单独设计制作每个电源，不仅成本高，而且用起来比较麻烦，随着稳压电源的集成化发展，即将多个电源集中制作在块绝缘基片上，结构上比较紧凑，减化了电路的结构，同时也减少了电路板的体积质量引出线和焊接点的数目，为制板提供了方便。在本系统的电源设计中，为了防止交流电源电压的波动和负载变化对直流电源的影响，采用具有体积小可靠性高使用灵活价格低廉的集成稳压器。目前集成稳压器的种类繁多，功能也各不相同。初选端稳压芯片。端稳压芯片端稳压器仅有输入端输出端和公共端个引脚。芯片内部设有防止过流过热保护及调整安全保护电路，其所需的外接元件少，使用方便可靠，作为稳压电源广泛应用于各种电子设备中。按输出电压是否可调，端稳压器分为固定输出电压稳压器和输出电压可调式稳压器两种。端固定电压稳压器又可分为端基于容积法的汽车油耗检测仪器设计摘要的检测数据。打印机用于打印汽车油耗的检测结果。控制面板用于系统功能设定，实现人机交互。通过控制面板还可实现系统标定。测量系统的监控程序固化在程序存贮器中，被测参量通过传感器将非电量变换成电量，然后经过信号处理和模数转换后变为微处理器能直接识别的数字信号所采集的数据或从键盘上输入的数据以及经过定的算法运算后的数据均暂存于数据存储器中。油耗测量系统采用流量传感器的流量信号，并将信号送给单片机进行处理，单片机根据存储器中存储的数据和相应的控制程序得到不同要求和条件下的油耗量，通过显示器或打印机进行数据传输，通过控制面板实现人机对话功能，还可以通过通讯接口实现数据传输，扩展系统功能,。油耗测量系统采用流量传感器检测燃油流量信号，并将信号送给单片机处理，单片机根据存储器中存储的数据和相应的控制程序得到不同要求和条件下的油耗量，通过显示器或打印机进行数据输出，通过控制面板实现人机交互功能，还可通过通讯接口实现数据传输，扩展系统功能。对于回油量较小或没有回油的车辆，通常采用个流量传感器，并将传感器安装在发动机进油管路中，以检测进油管路的燃油流量，流量信号传给单片机，进行相关处理后，把数据输出到显示器显示。传感器连接方式如图.所示。图.回油量较小的车辆传感器连接方式由于燃油供给系统也存在回油，但回油不经过流量传感器，汽油机通过压力调节器直接流回油箱，柴油机回油也不经过流量传感器，通过三通阀继续通过喷油器对气缸供油。流量传感器的连接方式如图.所示。图.油箱回油管传感器信号线供油管流量传感器电动汽油泵燃油滤清器出油口进油口燃油压力调节器燃油分配总管气缸单流量传感器的安装方式汽油车对于回油量较大的车辆，回油管路中需要安装个流量传感器，用来提高测试精度，也为了满足燃油供给系统正常工作的要求。采用两个流量传感器应分别安装在发动机进油管路和回油管路中。通过计算进回油管道的流量差值得到油耗量，即“测出供油量测出回油量当前油耗量”。流量传感器的连接方式如图.所示。图.回油量较大的车辆传感器连接方式.本章小结介绍了基于容积法的汽车油耗检测仪采用传感器检测燃油流量信号，通过单片机在相应软件的支持下进行处理，在通过显示器或打印机对外输出。同时，要采用监视器对成个系统进行监控，采用通讯接口与计算机实时通讯，实现汽油车和柴油车的百公里油耗等速油耗加速油耗的测试。同时能实现定容积测试定质量测试定时间测试的功能。在此基础上确定了基于容积法的汽车油耗检测仪的总体设计方案。第章基于容积法的汽车油耗仪中硬件的设计与选择.流量传感器的选择主要功能流量传感器安装在发动机的进油和回油管路中，用来检测燃油流量，检测到的脉冲信号被送到微处理器中处理。考虑到连接到汽车发动机油路中，传感器工作时受到的影响因素比较多，流量传感器的反应速度要快，动作时间要短。即能实现静态测量又能实现动态测量，同时又能在恶劣条件下工作。流量传感器安装在发动机的进油和回油管路中，用来检测燃油流量，检测到的脉冲信号被送到单片机进行处理。考虑连接到汽车发动机油路中，传感器工作时受到的影响因素比较多，流量传感器的反应速度要快，动作时间要短。即能实现静态测量又能实现动态测量，测量精度不受汽车运动状态影响。与单片机等电子元件相匹配，使系统达到理想的测量精度，有定的抗干扰能力。类型及检测方法容积式油耗传感器有容量式和定容式两种，容量式油耗传感器通过累计发动机工作中所消耗的燃料总容量，用时间和里程来计算油耗量。它可以连续测量，其结构有行星活塞式往复活塞式膜片式油泡式等，现以行星活塞式油耗传感器为例予以说明，其流量检测装置是由流量变换机构及信号转换机构组成。流量变换机构是将定容积的燃油流量变为曲轴的旋转运动，它是由十字形配置的四个活塞和旋转曲轴构成。容积式传感器检测方法容积式传感器采用行星活塞式流量传感器在底盘测功机试验台或道路上进行油耗检测，测定定体积燃油的消耗时间。它主要由活塞曲轴连杆和信号转换机构组成。容积式油耗传感器通过累计发动机工作中所消耗的燃油总量，用时间或里程来计算油耗量。流量变换机构是将定容积的燃油量变为曲轴的旋转运动，它由十字形配置的四个活塞和旋转曲轴构成，其工作原理如图.所示。燃油在泵油压力作用下推动活塞运动，再由活塞运动推动曲轴旋转，曲轴旋转周即四个活塞各往复运动次，完成个进排油循环。如此反复，在燃油泵泵油压力的作用下，就可完成实现定容量连续泵油的作用。曲轴旋转周，各缸分别排油次，其排油量可用下公式确定.式中，四缸排油量，代表四个油缸代表活塞截面积，倍的曲轴偏心距，即活塞行程，。活塞曲轴连杆油道排油口图.传感器工作原理容积式流量传感器在经过长期使用后，其活塞曲轴连杆会产生不同程度的磨损，对其测量精度产生较大影响，且脉冲信号的产生和发送需要定的时间，在测量上出现滞后性。传感器的选择原则流量传感器的选择应遵循以下原则选择