高压共轨喷射系统可实现每次喷射循环的喷油量、喷射次数的较准确控制,对降低柴油机系统的耗油量和排放指标非常有效,是目前柴油机市场较为先进的柴油喷射系统。本次设计的单次喷射测量仪,即可靠地控制了每喷射循环中多次喷射,同时又精确的测量了单次喷油量,实现了对喷油规律的良好把握。在进行单次喷射测量仪的控制系统研究前,笔者对单次喷射测量仪器的发展现状、研究背景及整体功能等进行了简要介绍,指出了本设计研究的目的和主要内容,主要的研究工作如下：对单次喷射测量仪的测量原理从结构上进行了详细的分析,并指出了测量与控制的方法,从测量精度和测量效率两方面对选用的测量方案的优点进行详细的说明,并从单次喷射测量仪的结构方面指出了影响精度的三大关键器件：活塞测量缸、排油电磁阀和位移传感器。为更好的实现研究内容,本设计在控制系统的硬件方面进行了分解,将硬件按性能分为了中央处理单元、位移信号采集单元、电磁阀驱动电路和通信接口电路四大部分,并对每一部分进行了器件的选择和性能的介绍,制作了包括供电电源、复位电路、时钟电路以及高精度的位移信号采集电路,详细说明了位移传感器的原理,也对位移传感器的标定结果与实验结果进行了比较,针对实验室较大的噪声干扰设计了详细的防噪声电路。在电磁阀驱动电路部分,因燃油喷射时间段,同时需要大电流实现高速电磁阀的开启,大电流容易造成线圈发热,增大损耗,在高速电磁阀开启后,迅速将电流降低到维持电磁阀开启的状态,实现了流经电磁阀线圈的电流先高后低,保证了喷油系统的可靠动作,降低了电磁阀的功率损耗。在通信接口部分,本设计根据传统的RS232接口特点和CAN总线特点,将两者有机结合,采用了RS232-CAN总线协议。此喷射测量仪的通信转换器以STM32F103C单片机为核心,通过硬件电路和软件程序来保证通信协议的转换可靠。RS232总线接口是目前PC机的主要接口,但其传输距离短,硬件容易破坏,CAN总线具有传输距离远、纠错能力强、可实现多点通信和组网方便等特点,可更好的匹配其他控制系统,因此将两者总线有效的结合在一起,保证了整个系统的可靠运行。文章最后对整个系统的硬件抗干扰性,尤其是元器件的布置和印刷电路板的走线规则进行了针对性的说明；并对产品的可靠性进行了预计分析,按照五年的最低寿命及最坏的串联模型分析计算,可靠性预计为0.9878,完全满足工业级的设计需求。