李保安，施國梁

（蘇州大學(xué) 電子信息學(xué)院，江蘇 蘇州 215006）

0 引言

電動(dòng)車行駛控制器是整個(gè)電動(dòng)車的核心控制 部分，它要處理各種用戶輸入信息，根據(jù)輸入信息內(nèi)容的不同，來控制車輛的前進(jìn)，后退，停車狀態(tài)；由于電動(dòng)車行駛控制器的重要性，所以要對(duì)其各項(xiàng)功能模塊進(jìn)行測(cè)試；傳統(tǒng)電動(dòng)車行駛控制器測(cè)試方法主要是車載測(cè)試，測(cè)試人員要手動(dòng)對(duì)行駛控制器進(jìn)行各項(xiàng)功能模塊測(cè)試；但受到人為因素的影響，導(dǎo)致測(cè)試數(shù)據(jù)不夠準(zhǔn)確，測(cè)試效率低，測(cè)試數(shù)據(jù)不能有效保存等問題。鑒于此，提出一種新的基于PIC81F65J10單片機(jī)的測(cè)試終端和PC軟件的電動(dòng)車行駛控制器智能測(cè)試系統(tǒng)[1-3]，通過對(duì)行駛控制器各模塊進(jìn)行仿真模擬，從而實(shí)現(xiàn)電動(dòng)車行駛控制器的高效、準(zhǔn)確、智能化測(cè)試。

1 行駛控制器智能測(cè)試系統(tǒng)概述

行駛控制器需要測(cè)試的模塊有:大燈、指示燈、油門輸入及用戶輸入按鍵面板等。行駛控制器智能測(cè)試系統(tǒng)仿真行駛控制器所有輸入模塊，對(duì)行駛控制器反饋來的信息采集加以判斷實(shí)現(xiàn)對(duì)其測(cè)試。模塊仿真模擬采用 TS5A3359，TS5A22362模擬選通芯片和相應(yīng)外圍電路組合完成。

為了實(shí)現(xiàn)測(cè)試的高效、準(zhǔn)確、智能化，系統(tǒng)采用測(cè)試終端和PC軟件組合的結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)框圖如圖1所示。測(cè)試終端[4]要完成所有行駛控制器外圍模塊仿真，并且要根據(jù) PC軟件的測(cè)試指令完成對(duì)行駛控制器的測(cè)試。 PC軟件是一個(gè)人機(jī)交互界面[5-6]，它的作用是給測(cè)試終端發(fā)送測(cè)試指令，并對(duì)返回來的數(shù)據(jù)進(jìn)行保存。

圖1 系統(tǒng)框

2 測(cè)試系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)介紹

行駛控制器智能測(cè)試系統(tǒng)由終端和 PC軟件兩部分組成，接下來將對(duì)各模塊詳細(xì)介紹。

2.1 系統(tǒng)仿真模塊電路設(shè)計(jì)

2.1.1 微處理器設(shè)計(jì)

主控芯片采用 Microchip公司的PIC18F65J10單片機(jī)，該單片機(jī)將大量的外圍模塊整合到單片機(jī)內(nèi)，包括看門狗、兩個(gè)串行通訊口、11個(gè)10位A/D轉(zhuǎn)換器、4個(gè)定時(shí)器等，同時(shí)具有128KB的ROM和3936B的RAM，足夠滿足系統(tǒng)要求，且該單片機(jī)具有簡(jiǎn)單實(shí)用、成本低、抗干擾能力強(qiáng)、功耗低等特點(diǎn)。單片機(jī)外圍電路如圖2所示。

圖2 CPU外圍電路

2.1.2 大燈、指示燈模擬電路

測(cè)試終端和行駛控制器間是通過圖3中的14腳接口連接，實(shí)現(xiàn)供電、通信、電壓采集。因?yàn)槊總€(gè)指示燈開關(guān)有3個(gè)狀態(tài):斷開、左指示燈開、右指示燈開，所以選擇圖4中的TS5A3359單刀三擲模擬開關(guān)實(shí)現(xiàn)，MCU控制 IN2,IN1引腳電平實(shí)現(xiàn)NO0,NO1中一路和COM導(dǎo)通，即實(shí)現(xiàn)了左右指示燈中的一個(gè)打開，圖5是指示燈開關(guān)接口電路，將開關(guān)信號(hào)傳遞給行駛控制器。MCU采集圖3中AN0,AN1，AN2點(diǎn)的分壓電壓可以判斷行駛控制器中的指示燈大燈電路好壞。

圖3 測(cè)試接口

圖4 指示燈模擬電路

圖5 指示燈開關(guān)接口電路

2.1.3 按鍵面板模擬電路

按鍵面板上的按鍵有∶ 喇叭鍵、故障指示鍵、緊急停車鍵、LED顯示切換鍵、大燈鍵等。這些按鍵只有通斷兩個(gè)狀態(tài)，所以選擇圖6中TS5A22362單刀單擲雙路模擬開關(guān)實(shí)現(xiàn)，MCU控制IN引腳的電平使NO和COM腳通斷，實(shí)現(xiàn)按鍵的模擬。每個(gè)芯片上可以實(shí)現(xiàn)兩路按鍵的模擬。

圖6 按鍵模擬電路

當(dāng)測(cè)試某個(gè)按鍵時(shí)，行駛控制器會(huì)返回一個(gè)狀態(tài)信號(hào)給測(cè)試終端，由此可以判斷按鍵的電路的好壞。

2.1.4 油門輸入模擬電路

油門輸入相當(dāng)于一個(gè)5 k?的電位計(jì)對(duì)5 V進(jìn)行分壓，當(dāng)油門處于中間位置時(shí)即電位計(jì)處于中間值2.5 k?（2.5 V）處時(shí)，電動(dòng)車處于停車狀態(tài)；當(dāng)手動(dòng)油門器的電阻值大于2.5 k?（2.5 V）時(shí)車輛處于后退狀態(tài)，偏離2.5 k?（2.5 V）越多，車輛后退的速度越快，當(dāng)?shù)竭_(dá)最大值時(shí)，車輛的后退速度最快；當(dāng)手動(dòng)油門器的電阻值小2.5 k?（2.5 V）時(shí)車輛處于前進(jìn)狀態(tài)，偏離2.5 k?（2.5 V）越多，則車輛前進(jìn)的速度越快，當(dāng)?shù)竭_(dá)最小值時(shí)，車輛的前進(jìn)的速度最快。

圖7中4個(gè)10 k?電阻（R622,R615,R616,R617)對(duì)5 V進(jìn)行分壓，NO0、N01、NO2分別代表后退、停止、前進(jìn)3個(gè)狀態(tài)；圖8中CON4接口和行駛控制器上的加速器接口相連；MCU控制IN1,IN2電平輸入，實(shí)現(xiàn)對(duì)行駛控制器的加速器3個(gè)狀態(tài)的模擬輸入；測(cè)試終端通過行駛控制器返回來的狀態(tài)信息來判斷加速器電路的好壞。

圖7 油門模擬電路

圖8 油門接口電路

2.1.5 RS485通信

此系統(tǒng)中采用的串口通信方式是RS485總線[7]，因 RS485具有良好的抗噪聲干擾性，長(zhǎng)的傳輸距離和多站能力等，上述優(yōu)點(diǎn)就使其成為首選的串行通信方式。利用RS485電平轉(zhuǎn)換芯片（SN65 HVD11），將很容易組成RS485總線，其電路如圖9所示。

該芯片的兩個(gè)收發(fā)允許位（RE，DE），讓主單片機(jī)很好的控制半雙工的工作節(jié)奏，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收。測(cè)試終端和 PC測(cè)試軟件之間采用的通信方式是7個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)幀，如圖10所示。為了保證通信過程中的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性，數(shù)據(jù)幀采用7個(gè)字節(jié)，1個(gè)同步字Syn（0XBB），提供數(shù)據(jù)幀的起始位置，1個(gè)指令字節(jié)CM0，3個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)DA0,DA1,DA2，兩個(gè)校驗(yàn)位CRL,CRH。通過Syn和CRH,CRL可以使通信數(shù)據(jù)正確率有很大提高，保證測(cè)試數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

圖9 RS485通信電路

圖10 通信協(xié)議

2.1.6 系統(tǒng)流程圖

該系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)，以便提高程序執(zhí)行效率，便于調(diào)試和擴(kuò)展，流程圖如圖11所示。

圖11 系統(tǒng)流程

2.2 PC測(cè)試軟件

PC測(cè)試軟件是基于C#窗體應(yīng)用[8]開發(fā)的測(cè)試界面，內(nèi)部關(guān)聯(lián)了ACCESS數(shù)據(jù)庫，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的保存。為了保證測(cè)試系統(tǒng)的易操作性，測(cè)試界面采用按鈕加圖標(biāo)的方式，用戶只需點(diǎn)擊界面上的測(cè)試按鈕就能完成測(cè)試，并且通過旁邊的圖標(biāo)變化來更直觀判斷測(cè)試是否通過。PC軟件和測(cè)試終端之間通信采用半雙工方式，終端只有在接收到 PC軟件測(cè)試指令后才執(zhí)行測(cè)試并返回?cái)?shù)據(jù)給 PC軟件，保證了測(cè)試的準(zhǔn)確性，且每一測(cè)試項(xiàng)都能在200 ms內(nèi)完成，測(cè)試效率有很大提高。PC軟件如圖12所示。下面對(duì)軟件界面進(jìn)行詳細(xì)描述:

①測(cè)試界面

測(cè)試界面上包含要測(cè)試的所有項(xiàng)，每個(gè)測(cè)試按鈕旁邊有一個(gè)圖標(biāo)，沒測(cè)試前圖標(biāo)是，當(dāng)點(diǎn)擊測(cè)試按鈕通過測(cè)試后，圖標(biāo)會(huì)變成，否則保持。

②數(shù)據(jù)保存

當(dāng)所有項(xiàng)都測(cè)試通過后輸入產(chǎn)品序列號(hào)（Serial Number）測(cè)試人員姓名（Tester Enginner），點(diǎn)擊Save按鈕保存數(shù)據(jù)Access數(shù)據(jù)庫中。如果測(cè)試過程中遇到測(cè)試未通過產(chǎn)品，點(diǎn)擊Reset按鈕恢復(fù)初始測(cè)試界面，繼續(xù)下一個(gè)產(chǎn)品的測(cè)試。

圖12 PC測(cè)試軟件

3 試驗(yàn)結(jié)果

測(cè)試場(chǎng)景:車間生產(chǎn)線，測(cè)試產(chǎn)品樣本數(shù)為2000。

用電動(dòng)車行駛控制器對(duì)2000個(gè)行駛控制器樣本進(jìn)行測(cè)試，檢測(cè)出10個(gè)不合格產(chǎn)品。

對(duì)這2000個(gè)樣本產(chǎn)品進(jìn)行實(shí)際車載測(cè)試，測(cè)試結(jié)果和用電動(dòng)車行駛控制器智能測(cè)試系統(tǒng)測(cè)試的結(jié)果一致，由此驗(yàn)證電動(dòng)車行駛控制器智能測(cè)試系統(tǒng)測(cè)試正確率100%。

4 結(jié)語

通過對(duì)測(cè)試系統(tǒng)的實(shí)際測(cè)試實(shí)驗(yàn)結(jié)果的研究，驗(yàn)證了此測(cè)試系統(tǒng)[9]在電動(dòng)車行駛控制器產(chǎn)品測(cè)試過程中具有很好的準(zhǔn)確性，對(duì)進(jìn)一步將此測(cè)試系統(tǒng)應(yīng)用到大規(guī)模產(chǎn)品測(cè)試中具有重要指導(dǎo)意義。

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