人们对汽车的可靠性、安全性和绿色性等方面的要求不断提高,而发动机作为汽车的心脏部件,发生故障的频率最高,因此发动机性能测试越来越受到人们的重视。传统的发动机性能测试仪已不能满足要求,因此,需要研究开发一套先进、实用、经济的发动机综合性能测试系统,以满足发动机研究、开发和故障检测等方面的需求。课题的目标是研制一套基于嵌入式系统的汽车发动机综合性能测试系统,完成对汽油发动机的次级点火波形、点火提前角、闭合角、发动机油耗、发动机功率、转速和气缸压力等信号的实时采集,处理和数据显示,并能完成与PC机的串行通信和测试数据的存储等功能。根据系统设计的总体需求,提出并采用了基于嵌入式系统的设计方案。该嵌入式系统的核心是C8051F120微处理器。C8051F120微处理器是8位高性能,低功耗的,完全集成的混合信号系统级MCU芯片(SOC),能够很好的完成对各种测试信号的处理。充分利用了C8051F120微处理器能满足算法结构复杂,运算速度快,需要处理的数据量大,处理速度高的场合的优点。在软硬件设计上,采用了模块化设计。从测试发动机性能上分为次级点火波形测试模块、功率转速测试模块、油耗测试模块和气缸压力测试模块等。在硬件方面,对各个测试模块重点给出了各信号的调理电路(包括整形电路、分压电路和放大电路等)以及数据显示、通信和数据存储等功能的接口电路;在软件方面,对各个测试模块分别从A/D转换、数据处理和显示、数据存储以及串行通信方面进行介绍,并给出了程序流程图和部分软件代码。采用模块化设计大大的缩短开发周期,降低了研发成本,取得了良好的经济效益。课题在分析研究发动机性能测试要求及传统测试手段的基础上,利用现代微处理器技术、传感器技术、电子技术以及软件技术,经过系统设计、硬件选型、原理图绘制、PCB图绘制、电路板制作和软件测试等工作后,开发了一套能对发动机性能进行测试的样机。用该样机对发动机的次级点火波形、点火提前角等性能进行测试,将测试结果与先进、高性能的现有发动机性能测试仪的测试结果进行对比分析,该样机具有测试结果准确、精度高、性能稳定等优点,且界面友好、数据显示直观、使用方便,具有一定的实用价值。