電動車行駛控制器智能測試系統(tǒng)

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

電動車行駛控制器是整個電動車的核心控制 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，后退，停車狀態(tài)；由于電動車行駛控制器的重要性，所以要對其各項功能模塊進行測試；傳統(tǒng)電動車行駛控制器測試方法主要是車載測試，測試人員要手動對行駛控制器進行各項功能模塊測試；但受到人為因素的影響，導(dǎo)致測試數(shù)據(jù)不夠準確，測試效率低，測試數(shù)據(jù)不能有效保存等問題。鑒于此，提出一種新的基于PIC81F65J10單片機的測試終端和PC軟件的電動車行駛控制器智能測試系統(tǒng)[1-3]，通過對行駛控制器各模塊進行仿真模擬，從而實現(xiàn)電動車行駛控制器的高效、準確、智能化測試。

1 行駛控制器智能測試系統(tǒng)概述

行駛控制器需要測試的模塊有:大燈、指示燈、油門輸入及用戶輸入按鍵面板等。行駛控制器智能測試系統(tǒng)仿真行駛控制器所有輸入模塊，對行駛控制器反饋來的信息采集加以判斷實現(xiàn)對其測試。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。

為了實現(xiàn)測試的高效、準確、智能化，系統(tǒng)采用測試終端和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軟件的測試指令完成對行駛控制器的測試。 PC軟件是一個人機交互界面[5-6]，它的作用是給測試終端發(fā)送測試指令，并對返回來的數(shù)據(jù)進行保存。

圖1 系統(tǒng)框

2 測試系統(tǒng)功能實現(xiàn)介紹

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

2.1 系統(tǒng)仿真模塊電路設(shè)計

2.1.1 微處理器設(shè)計

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

圖2 CPU外圍電路

2.1.2 大燈、指示燈模擬電路

測試終端和行駛控制器間是通過圖3中的14腳接口連接，實現(xiàn)供電、通信、電壓采集。因為每個指示燈開關(guān)有3個狀態(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)實現(xiàn)，MCU控制 IN2,IN1引腳電平實現(xiàn)NO0,NO1中一路和COM導(dǎo)通，即實現(xiàn)了左右指示燈中的一個打開，圖5是指示燈開關(guān)接口電路，將開關(guān)信號傳遞給行駛控制器。MCU采集圖3中AN0,AN1，AN2點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狀態(tài)，所以選擇圖6中TS5A22362單刀單擲雙路模擬開關(guān)實現(xiàn)，MCU控制IN引腳的電平使NO和COM腳通斷，實現(xiàn)按鍵的模擬。每個芯片上可以實現(xiàn)兩路按鍵的模擬。

圖6 按鍵模擬電路

當測試某個按鍵時，行駛控制器會返回一個狀態(tài)信號給測試終端，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

油門輸入相當于一個5 k?的電位計對5 V進行分壓，當油門處于中間位置時即電位計處于中間值2.5 k?（2.5 V）處時，電動車處于停車狀態(tài)；當手動油門器的電阻值大于2.5 k?（2.5 V）時車輛處于后退狀態(tài)，偏離2.5 k?（2.5 V）越多，車輛后退的速度越快，當?shù)竭_最大值時，車輛的后退速度最快；當手動油門器的電阻值小2.5 k?（2.5 V）時車輛處于前進狀態(tài)，偏離2.5 k?（2.5 V）越多，則車輛前進的速度越快，當?shù)竭_最小值時，車輛的前進的速度最快。

圖7中4個10 k?電阻（R622,R615,R616,R617)對5 V進行分壓，NO0、N01、NO2分別代表后退、停止、前進3個狀態(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，實現(xiàn)對行駛控制器的加速器3個狀態(tài)的模擬輸入；測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，長的傳輸距離和多站能力等，上述優(yōu)點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。

該芯片的兩個收發(fā)允許位（RE，DE），讓主單片機很好的控制半雙工的工作節(jié)奏，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收。測試終端和 PC測試軟件之間采用的通信方式是7個字節(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)準確性，數(shù)據(jù)幀采用7個字節(jié)，1個同步字Syn（0XBB），提供數(shù)據(jù)幀的起始位置，1個指令字節(jié)CM0，3個數(shù)據(jù)字節(jié)DA0,DA1,DA2，兩個校驗位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，保證測試數(shù)據(jù)的準確性。

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，以便提高程序執(zhí)行效率，便于調(diào)試和擴展，流程圖如圖11所示。

圖11 系統(tǒng)流程

2.2 PC測試軟件

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

①測試界面

測試界面上包含要測試的所有項，每個測試按鈕旁邊有一個圖標，沒測試前圖標是，當點擊測試按鈕通過測試后，圖標會變成，否則保持。

②數(shù)據(jù)保存

當所有項都測試通過后輸入產(chǎn)品序列號（Serial Number）測試人員姓名（Tester Enginner），點擊Save按鈕保存數(shù)據(jù)Access數(shù)據(jù)庫中。如果測試過程中遇到測試未通過產(chǎn)品，點擊Reset按鈕恢復(fù)初始測試界面，繼續(xù)下一個產(chǎn)品的測試。

圖12 PC測試軟件

3 試驗結(jié)果

測試場景:車間生產(chǎn)線，測試產(chǎn)品樣本數(shù)為2000。

用電動車行駛控制器對2000個行駛控制器樣本進行測試，檢測出10個不合格產(chǎn)品。

對這2000個樣本產(chǎn)品進行實際車載測試，測試結(jié)果和用電動車行駛控制器智能測試系統(tǒng)測試的結(jié)果一致，由此驗證電動車行駛控制器智能測試系統(tǒng)測試正確率100%。

4 結(jié)語

通過對測試系統(tǒng)的實際測試實驗結(jié)果的研究，驗證了此測試系統(tǒng)[9]在電動車行駛控制器產(chǎn)品測試過程中具有很好的準確性，對進一步將此測試系統(tǒng)應(yīng)用到大規(guī)模產(chǎn)品測試中具有重要指導(dǎo)意義。

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[3]梁燕,唐超,李偉.嵌入式軟件測試系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[J].信息安全與通信保密,2009(11):72-75.

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[6]楊文,黃文濤.通用自動測試系統(tǒng)的軟件設(shè)計與實現(xiàn)[J].工業(yè)控制計算機,2012,25(01):79-83.

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