汽车基础电路-电磁式转角位置传感器工作电路第一遍

1、电磁式转角位置传感器工作电路一、可以满足的教学功能本电路板主要模拟曲轴转角位置传感器的信号产生过程，以及传感器信号发生变化时，对喷油器、点火线圈以及汽油泵工作状况的影 响。通过该电路板的学习，可以：1、掌握电磁式转角位置传感器工作电路的组成和工作原理；2、理解电磁式转角位置传感器的作用和控制过程；3、掌握电路构成主要部件的作用和工作原理；4、学会电路板工作性能的检测方法；5、学会电路板常见故障的诊断和维修方法；6、掌握万用表、数字存储示波器的使用方法。二、电路板工作原理曲轴转角位置传感器在基本车型中有三种基本传感器电路，分别为：电磁式转角位置传感器；光电式转角位置传感器；霍尔式转角位 置传感器

2、。本电路主要讲解电磁式转角位置传感器的电路原理。本电路由两部分组成，一部分为电磁式传感器的驱动电路， 一部 分为模拟喷油器、点火线圈、燃油泵的驱动电路，两部分电路之间通 过控制模块（U2）联系在一起，依据传感器驱动电路输出的信号去 控制喷油器、点火线圈、燃油泵的运行。工作原理：接通电源后，传感器信号盘驱动电机开始工作，通过 调节电位器RT1可以控制驱动电机的运行速度，此时电磁式转角位 置传感器输出的信号频率和电压随驱动电机转速快慢而改变。传感器输出的信号输入到单片机（U2）进行处理后，单片机（U2）根据输 入信号的变化去控制喷油器、点火线圈和油泵的搭铁电路电路原理图如下：电磁式传感器驱动电路模

3、拟喷油器工作电路元件参数表:元件编号元件名称参数R2、R5电阻10KR3电阻470 QR1、R4 R6、R7、R& R9> R1R R11、R12 R13> R14电阻1KRT1电位器10KCT2、CT3电解电容22uFCT1电解电容10uFC1瓷片电容0.01ufC2瓷片电容0.1nfC3、C4瓷片电容0.1ufD1、D2、D3二极管IN4007D4 D5> D6、D7、D& D9 D1R D11LED发光二极管Q1场效应晶体管IRF540Q2集成稳压电源7805Q3三极管9013U1555定时器NE555U2单片机STC12C5204ADU3光耦TLP52

4、1-1S3不自锁按键Y1晶振8MHzC5、C6瓷片电容10PF在本电路中，使用风扇模拟油泵的运行，使用LED灯模拟喷油器和点火线圈的运行。电路工作时，风扇转动（模拟油泵开始工作） 同一行的LED按照点火顺序以次点亮，模拟点火和喷油的时序。当 调节RT1时，LED的亮灭频率会根据传感器产生信号的频率改变而 改变，以模拟当曲轴转速发生变化时，喷油器和点火线圈工作频率的 变化。在J2端可测量信号输出。三、主要组成元件的作用和工作原理1、STC12C5204AD 单片机STC12C5204AD单片机是宏晶科技生厂的单时钟/机器周期(1T)、高速/超强抗干扰的新一代增强型8051单片机，指令代码完 全兼

5、容传统8051,但速度快8-12倍。内部集成MAX810专用复位电 路，2路PWM, 8路高速8位A/D转换，针对电机控制，强干扰场 合。STC12C5204AD单片机几乎包含了数据采集和控制中所需的所 有单元模块，可称得上一个片上系统。由于集成8路高速8位A/D转换，使用STC12C5204AD单片机比使用 AT89C51和ADC芯片的 实际电路简单。STC12C5204ADP2.2VccP2.3P2.1RSTP2.0RXD/P3.0P1.7TX0/P3JP1.6XTAL2P1,5XTAL2P1.4P3.2P1.3P3.3P1.2TO/P3dP1J/ADCT1PX5)PWM1 P1+0P2.

6、4P3+7/PWM0P2.5P2.7GndP2.6STC12C5204AD单片机引脚图8-7 6 5-4-3-2-1 O 9-8 7-6 5STC12C5204AD单片机引脚说明P1.0/ADC0:复用端口，标准I/O 口，PORT10/ADC输入通道-0,模拟量通过 该端口进入即可进行A/D转换，无需另接A/D转换电路。P1.1/ADC1:同 P1.0/ADC0OP1.2/ADC2/EX_LVD/RST2 标准 I/O 口，PORT12/ADC 输入通道-2 , EX_LV此 外部低压检测中断/比较器端口，RST怨第二复位功能脚。P2.0P2.7: Port2 口，即可作为输入/输出口，也可

7、作为高 8位地址总线使用(A8A15P3.2/INT0 : Port3 口，标准IO 口，第二功能是外部中断0的输入端，下降沿或 低电平中断。P3.3/INT1 :功能同 P3.2/INT0。P3.5 /T1/CCP1 :标准IO 口，定时器计数器的外部输入，也可为外部信号捕获 （可做为频率测量），高速脉冲输出及脉宽调制输出。P3.7 /CCP0 :标准IO 口，也可为外部信号捕获（可做为频率测量），高速脉冲 输出及脉宽调制输出。XTAL1:内部时钟电路反相放大器输入端，接外部晶振的一个引脚。当直接使用外部时钟源时，此引脚是外部时钟源的输入端。XTAL2内部时钟电路反相放大器输出端，接外部晶振

8、的另一个端。2、7805引脚介绍及常用电路7805引脚图及常用电路7805三端稳压集成电路，最大输出电流为1.5A。电子产品中，常 见的三端稳压集成电路有正电压输出的 78X X系列和负电压输出的 79XX系列。顾名思义，三端IC是指这种稳压用的集成电路，只有 三条引脚输出，分别是输入端、接地端和输出端。它的样子象是普通 的三极管、TO-220的标准封装。用78/79系列三端稳压IC来组成稳压电源所需的外围元件极少， 电路内部还有过流、过热及调整管的保护电路，使用起来可靠、方便, 而且价格便宜。该系列集成稳压IC型号中的78或79后面的数字代表该三端集成稳压电路的输出电压，如7806表示输出电

9、压为正6V, 7909表示输出电压为负9V。3、IRF540引脚功能及常用电路IRF540引脚及常用电路IRF54傀一种沟渠工艺封装的 N通道增强型场效应 功率晶体管。其主要应用于：DC到DC转换器、开关电 源、电视及电脑显示器电源等。上图电路中，控制信号 如果接TTL信号，可以控制电磁阀等负载；控制信号如 果接PWMf空比信号，可以调节电机的转速或者灯泡的兑度。4、 NE555勺弓I脚图及功能:E-D1T封装B-50F封装1脚：为地2脚：为触发输入端3脚：为输出端，输出的电平状态受触发器控制，而触发器受上 比较器6脚和下比较器2脚的控制。当触发器接受上比较器 A1从复 位脚输入的高电平时，触

10、发器被置于复位状态，3脚输出低电平；2脚和6脚是互补的，2脚只对低电平起作用，高电平对它不起作用， 即电压小于1Ucc/3,此时3脚输出高电平。6脚为阈值端，只对高电 平起作用，低电平对它不起作用，即输入电压大于2 Ucc/3 ,称高触发端，3脚输出低电平，但有一个先决条件，即 2脚电位必须大于 1Ucc/3时才有效。3脚在高电位接近电源电压 Ucc,输出电流最大可 达 200mA4脚：是复位端，当4脚电位小于0.4V时，不管2、6脚状态如 何，输出端3脚都输出低电平。5脚：是控制端。7脚：称放电端，与3脚输出同步，输出电平一致，但 7脚并不 输出电流，所以3脚称为实高（或低）、7脚称为虚高。

11、8脚：工作电压输入端，电压为 518V。555集成电路开始是作定时器应用的，所以叫做555定时器或555 时基电路。但后来经过开发，它除了作定时延时控制外，还可用于调 光、调温、调压、调速等多种控制及计量检测。止匕外，还可以组成脉 冲振荡、单稳、双稳和脉冲调制电路，用于交流信号源、电源变换、 频率变换、脉冲调制等。由于它工作可靠、使用方便、价格低廉，目 前被广泛用于各种电子产品中，555集成电路内部有几十个元器件，有分压器、比较器、基本R-S触发器、放电管以及缓冲器等，电路比 较复杂，是模拟电路和数字电路的混合体。5、光耦光耦器（opticalcoupler ,英文缩写为 OC亦称光电隔离器或

12、 光电耦合器，简称光耦。它是以光为媒介来传输电信号的器件，通常 把发光器（红外线发光二级管LED与受光器（光敏半导体管）封装 在同一管壳内。耦合器以光为媒介传输电信号。光耦合器一般由三部分组成：光 的发射、光的接收及信号放大。输入的电信号驱动发光二级管（LED, 使之发出一定波长的光，被光探测器接收而产生光电流，再经过进一 步放大后输出，这就完成了电一光一电的转换，从而起到输入、输出 隔离的作用。由于光耦合器输入输出间互相隔离， 电信号传输具有单 向性等特点，因而具有良好的电绝缘能力和抗干扰能力。 又由于光耦 合器的输入端属于电流型工作的低阻元件，因而具有很强的共模抑制 能力。所以，它在长线传

13、输信息中作为终端隔离元件可以大大提高信 噪比。在计算机数字通信及实时控制中作为信号隔离的接口器件，可以大大提高计算机工作的可靠性。本电路使用一位光电耦合器，即 U3,引脚定义如下：引脚及内部结构其中，1脚：输入信号正极；2脚：输入信号搭铁；3脚：发射极,即信号输出；4脚：集电极，接电源正极6、石英晶体振荡器石英晶体振荡器结构及外观石英晶体振荡器简称晶振，它是利用石英晶体（二氧化硅的结晶 体）的压电效应制成的一种谐振器件，它的基本构成大致是：从一块 石英晶体上按一定方位角切下薄片（简称为晶片，它可以是正方形、 矩形或圆形等），在它的两个对应面上涂敷银层作为电极，在每个电 极上各焊一根引线接到管脚

14、上，再加上封装外壳就构成了石英晶体振 荡器，简称为石英晶体或晶体、晶振；而在封装内部添加IC组成振荡电路的晶体元件称为晶体振荡器。 其产品一般用金属外壳封装，也 有用玻璃壳、陶瓷或塑料封装的。石英晶体振荡器是一种高精度和高稳定度的振荡器，被广泛应用于彩电、计算机、遥控器等各类振荡电路中，以及通信系统中用于频率发 生器、为数据处理设备产生时钟信号和为特定系统提供基准信号。7、电阻电阻（通常用“ R”表示），在物理学中表示导体对电流阻碍作用 的大小。导体的电阻越大，表示导体对电流的阻碍作用越大。不同的 导体，电阻一般不同，电阻是导体本身的一种特性。电阻将会导致电 子流通量的变化，电阻越小，电子流通

15、量越大，反之亦然。电阻元件的电阻值大小一般与温度、 材料、长度、还有横截面积有关， 衡量电阻受温度影响大小的物理量是温度系数， 其定义为温度每升高 1 c时电阻值发生变化的百分数。电阻的主要物理特征是变电能为热能，也可说它是一个耗能元 件，电流经过它就产生内能。电阻在电路中通常起分压、分流的作用。 对信号来说，交流与直流信号都可以通过电阻。8、电位器电位器是具有三个引出端，阻值可按某种变化规律调节的电阻元 件。电位器通常由电阻体和可移动的电刷组成。当电刷沿电阻体移动时，通过改变接入电路部分电阻线的长度来改变电阻的大小，从而逐渐改变电路中的电流大小，在输出端即获得与位移量成一定关系的电 阻值或电

16、压。电位器既可作三端元件使用也可作二端元件使用。后者可视作一可变电阻器。9、三极管半导体三极管又称“晶体三极管”或“晶体管”。在半导体错或 硅的单晶上制备两个能相互影响的 PN结，组成一个PNP（或NPN结 构。中间的N区（或P区）叫基区，两边的区域叫发射区和集电区， 这三部分各有一条电极引线，分别叫基极 B、发射极E和集电极C, 是能起放大、振荡或开关等作用的半导体电子器件。在正常工作时， B-E之间压降为0.7V,三极管若正常工作，必须在基极提供大于0.7V 电压。当在B极产生小电流Ib时，在C极会产生（3倍的电流，即Ic二 B *Ib , Ib、Ic 均流入 Ie,则 Ie=（1+ 3

17、）*Ib 。本电路中为NPNffi三极管9013, 9013为晶体小功率三极管，把显示文字平面朝自己，从左向右依次为 e发射极b基极c集电极,其放大倍数在40-110倍。10、电容电容器是一种能储存电能的元件， 在电路中，当有电压加到电容 器两端的时候，便对电容器充电，把电能储存在电容器中；当外加电 压失去（或降低）之后，电容器将把储存的电能再放出来。11、发光二极管发光二级管是一种能发光的半导体电子元件。不同材料的发光二极管可以发出不同颜色的光，林碑化钱二极管发红光，磷化钱二极管 发绿光，碳化硅二极管发黄光。LED只能往一个方向导通（通电）， 叫作正向偏置（正向偏压），LED正向偏压的大小根

18、据颜色不同而不 同，一般为2V左右。发光二极管的反向击穿电压约 5伏。它的正向 工作电流一般为20mA使用时必须串联限流电阻以控制通过发光二 极管的电流。限流电阻R可以通过计算求得。12、二极管二极管又称晶体二极管，简称二极管（diode）,它是一种具有单向 传导电流的电子器件。整流二极管主要用于整流电路，即把交流电变 换成脉动的直流电。二极管在正向电压作用下电阻很小， 处于导通状 态，相当于一只接通的开关；在反向电压作用下，电阻很大，处于截 止状态，如同一只断开的开关。外加反向电压超过某一数值时，反向 电流会突然增大，这种现象称为电击穿。13 、不自锁按键不自锁按键：是一种常见的按钮开关，开

19、关每按动一次，使电 路导通一次，随即断开，常用来产生脉冲信号，或者发送一次命令。 在电路中每按一次，提供单片机复位的信号。14、电磁式转角位置传感器工作原理：磁力线穿过的路径为永久磁铁N极一定子与转子间的气隙一转子凸齿一转子凸齿与定子磁头间的气隙-磁头-导磁板一 永久磁铁S极。当信号转子旋转时，磁路中的气隙就会周期性地发生 变化，磁路的磁阻和穿过信号线圈磁头的磁通量随之发生周期性变 化。根据电磁感应原理，传感线圈中就会感应产生交变电动势。当信号转子按顺时针方向旋转时，转子凸齿与磁头间的气隙减小， 磁路磁阻减小，磁通量。增多，磁通变化率增大(d 0/dt>0),感应电 动势E为正(E>0)。当转子凸齿接近磁头边缘时，磁通量0急剧增多， 磁通变化率最大d 0 /dt=(d 0 /dt)max,感应电动势 E最高 (E=Emax)。转子转过边缘位置后，虽然磁通量。仍在增多，但磁通变 化率减小，因此感应电动势 E降低。当转子旋转到凸齿的中心线与磁头的中心线对齐时，虽然转子凸齿与磁头间的气隙最小，磁路的磁阻最小，磁通量 。最大，但是由于磁