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MC68HC908GP32在牵引车变速箱换档保护中的应用
发布时间:2016-12-04 阅读：次 [打印文章] [关闭窗口]0 引言
本公司生产的某车型飞机牵引车行走系统采用了静液压驱动方式：发动机直接驱动液压柱塞泵，柱塞泵输出的高压油并联驱动2个液压柱塞马达，马达通过变速箱和万向节与前、后桥连接，实现四轮驱动。该方案中采用的变速箱对换档时齿轮转速要求严格，驾驶员如果没有严格按照使用说明操作，经常出现换档打齿塑封电感器情况出现，可能导致变速箱报废。因此本设计中我们利用单片机设计该变速箱换档保护模块，成功解决了由于误操作而打齿的现象。
1 MC68HC908GP32简介
MC68HC08系列微控制器是Motorola公司推出的欲全面取代MC68HC05系列微控制器的升级换代产品。MC68HC08在功能和特性上作了电感生产许多优化和增强，其中三个最重要的优化是：
(1)采用了锁相环技术，使得外部晶振频率可以降到32KHz，而内部时钟可达32MHz，大大降低了系统噪声；
(2)应用了Flash技术(MC68HC908系列)，使得在线编程成为可能。
(3)在MC68HC05的基础上扩充了78条指令，并大大优化了指令集。堆栈指针由固定的8位变为浮动的16位，使得应用C语言成为可能。
(4)MC68HC908GP32是MC68HC08家族中一种通用型产品，具有32KB内部F1ash存贮器，可对程序加密。
Motoro1a公司68HC08微控制器家族中的新品MC68HC9功率电感器08GP32，因其内部众多的功能模块，丰富的指令集、强大的控制功能和高可靠性，使得其非常适合牵引车液压系统的控制。
2 系统设计
2．1 DANA 360型2档变速箱工作原理
360型2档变速箱是美国DANA公司专门为工程机械行走车辆设计，速度和扭矩满足高性能要求。其变速原理是液压缸带动齿轮啮合位置，改变传动比，从而达到变速的目的。其动作是靠外部液压源和换档电磁阀接通来执行，如图l所示。该变速箱内部集成换档到位行程开关并可以装配转速传感器。变速箱结构简单，可靠性高，但其对换档时转动速度要求比较高，当齿轮转速高于某阈值时换档会出现打齿现象。
2．2 转速传感器选型
瞬时转速测量是通过磁电式传感器实现的，安装在变速箱输出齿轮端。转速范围在O～3500转，根据齿数可以换算最后检测频率为O～6．3KHz。
在此我们选用了北京波谱公司的s12型转速传感器。其具体技术指标如下：
检测距离：测试频率0～10KHz、测量距离GAP≥2．Omm
供电电压：Vs=24V
输出波形：矩形方波，高电平约10V，低电平小于0．7V
上电输出：高电平
输出方式：NPN输出
由于传感器输出高电平约10V，为避免外部电路的异常造成传感器内部电路的损坏，在单片机对该信号采集之前，用光耦作了隔离处电感器和电容器理．变速箱输出的脉冲频率为(0—6．3)kHz，所以所选择的隔离光耦应能通过lOkHz以上的脉冲信号．在此所选光耦为东芝的T12521—4，该型光耦可通过调整接收部分c极的上拉电阻来调整脉冲的通过能力．
2．3 电路设计
2．3．1 电源及单片机复位、时钟模块
牵引车电源为24V，单片机工作电压为5V，在此采用了L7812和L7805两个三端稳压器进行两级稳压，得到系统电源，并在24V和15V电源增加两个发光二极管做为电源指示。复位、时钟模块采用典型电路，外部晶振采用32．768KHz时钟，通过单片机内部PLL锁相环模块，可以倍频其总线时钟最高达8MHz。采用低频晶振大大降低了微控制器系统晶振电路的电磁干扰，提高了系统的可靠性，同时由于锁相环频率合成器的输出频扁平型电感率可以用软件设定修改，为用户程序设计提供了更大的灵活性。
2．3．2 输入及输出模块
输入输出设计具体10分配如表1所示：
表中信号形式DI代表开关量输入，PI代表频率输入，D0代表开关量输出。
输入采用光电耦合器TLP521-4进行了隔离处理，并在输入端增加LED作为指示灯，如图3所示。输出IO驱动光电耦合器TL2250，TLP250光耦可直接驱动小功率N通道MOSFET IRF740，进而驱动继电器和蜂鸣器。继电器触点作为控制信号直接输出给高、低档电磁铁，如图4所示。图3输入部分 图4输出部分
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