氧传感器的性能测试系统.doc

摘要:随着人们生活水平的不断提升和交通工具的进步，汽车已经逐渐成为了大众代步工具，汽车市场规模的发展，汽车电子配件产业也随之而发展，其中就有用于控制汽车尾气污染的氧传感器。现在汽车处理尾气的设备主要是尾气排放系统中的三元催化器加上氧传感器，三元催化器可以通过氧化还原作用将尾气主要成分一氧化碳、氮氧化物以及碳化氢等污染物换成二氧化碳、氮气和水等无害气体。氧传感器主要工作原理是将锆管内外两侧的氧浓度差转换为电势差并反馈给ECU，进而控制喷油量以使混合气达到最佳燃烧比例。自氧传感器发明并应用于汽车排气系统之后，其产品类型也越来越多样化，朝着更高准确性，更高性能化方向发展，所以对于新研制产品性能的测试就显得尤为重要。[2]

由上可知研制出一套切实可行的氧传感器性能测试系统对于尾气处理特别重要，氧传感器的测试系统由上位机和下位机两部分组成，本次基于STM32芯片设计的氧传感器性能测试板为下位机部分，下位机主要由数据采集电路、通信电路，电源模块，温度监测以及进气阀门切换电路和被测产品组成，可以对氧传感器输出的电压值进行实时采集并传输给上位机。

它的主要工作过程：电源部分给单片机供电并且给氧传感器加热，由温度监测模块对氧传感器的温度进行测量，当氧传感器进入正常工作温度时，数据采集部分对氧传感器输出的电压进行采集并通过串口发送到上位机进行分析和处理。同时STM32通过USB转串口对空燃比仪进行实时读取，通过I/O端口进行一些低端的驱动。

关键词：氧传感器，STM32，性能测试

目录

中文摘要

Abstract

第1章 绪论-4

1.1研究背景和意义-4

1.2国内外研究现状-4

1.3课题内容和目标-5

1.4论文结构安排-6

第2章 基本概念介绍-7

2.1 氧传感器的工作原理-7

2.2 氧传感器在尾气处理中的作用-7

2.3 空燃比仪-8

2.4 系统工作过程-8

2.5 本章小结-8

第3章 系统硬件电路的设计-10

3.1 系统总体设计方案-10

3.2 主控制器模块-10

3.3 -I/O端口驱动部分-11

3.4 数据采集模块-11

3.5 电源电路模块-12

3.6 通信电路设计-14

3.6.1  USB通信电路的设计-15

3.6.2  RS-232串口通信电路-15

3.7 电压测量电路-16

3.8 本章小结-17

第4章 软件设计-18

4.1  软件编程流程图-18

4.2 串口通信编程与实现-18

4.3 温度采集模块-21

4.4  PWM程序设计-24

4.5 本章小结-27

第5章 测试结果分析-28

5.1 串口的测试与结果-28

5.2 PWM脉宽调制模块-28

5.3 温度采集模块-30

第6章 总结-31

参考文献-32

致谢-33

附录-34