電動車行駛控制器智能測試系統

李保安，施國梁

（蘇州大學 電子信息學院，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，根據輸入信息內容的不同，來控制車輛的前進，后退，停車狀態；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，導致測試數據不夠準確，測試效率低，測試數據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[1-3]，通過對行駛控制器各模塊進行仿真模擬，從而實現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對其測試。模塊仿真模擬采用 TS5A3359，TS5A22362模擬選通芯片和相應外圍電路組合完成。

為了實現測試的高效、準確、智能化，系統采用測試終端和PC軟件組合的結構，系統框圖如圖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 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送測試指令，并對返回來的數據進行保存。

圖1 系統框

2 測試系統功能實現介紹

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

2.1 系統仿真模塊電路設計

2.1.1 微處理器設計

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，包括看門狗、兩個串行通訊口、11個10位A/D轉換器、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，實現供電、通信、電壓采集。因為每個指示燈開關有3個狀態:斷開、左指示燈開、右指示燈開，所以選擇圖4中的TS5A3359單刀三擲模擬開關實現，MCU控制 IN2,IN1引腳電平實現NO0,NO1中一路和COM導通，即實現了左右指示燈中的一個打開，圖5是指示燈開關接口電路，將開關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，所以選擇圖6中TS5A22362單刀單擲雙路模擬開關實現，MCU控制IN引腳的電平使NO和COM腳通斷，實現按鍵的模擬。每個芯片上可以實現兩路按鍵的模擬。

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；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，偏離2.5 k?（2.5 V）越多，車輛后退的速度越快，當到達最大值時，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，偏離2.5 k?（2.5 V）越多，則車輛前進的速度越快，當到達最小值時，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；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，實現對行駛控制器的加速器3個狀態的模擬輸入；測試終端通過行駛控制器返回來的狀態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，上述優點就使其成為首選的串行通信方式。利用RS485電平轉換芯片（SN65 HVD11），將很容易組成RS485總線，其電路如圖9所示。

該芯片的兩個收發允許位（RE，DE），讓主單片機很好的控制半雙工的工作節奏，實現數據的發送和接收。測試終端和 PC測試軟件之間采用的通信方式是7個字節的數據幀，如圖10所示。為了保證通信過程中的數據準確性，數據幀采用7個字節，1個同步字Syn（0XBB），提供數據幀的起始位置，1個指令字節CM0，3個數據字節DA0,DA1,DA2，兩個校驗位CRL,CRH。通過Syn和CRH,CRL可以使通信數據正確率有很大提高，保證測試數據的準確性。

圖9 RS485通信電路

圖10 通信協議

2.1.6 系統流程圖

該系統采用模塊化設計，以便提高程序執行效率，便于調試和擴展，流程圖如圖11所示。

圖11 系統流程

2.2 PC測試軟件

PC測試軟件是基于C#窗體應用[8]開發的測試界面，內部關聯了ACCESS數據庫，實現數據的保存。為了保證測試系統的易操作性，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行測試并返回數據給 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數據保存

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

圖12 PC測試軟件

3 試驗結果

測試場景:車間生產線，測試產品樣本數為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個不合格產品。

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

4 結語

通過對測試系統的實際測試實驗結果的研究，驗證了此測試系統[9]在電動車行駛控制器產品測試過程中具有很好的準確性，對進一步將此測試系統應用到大規模產品測試中具有重要指導意義。

[1]李胤昌,鄭日榮.基于PIC單片機的電動自行車控制系統設計[J].元器件與應用,2009(08):136-138.

[2]李路,嚴明,何友國.基于PIC單片機的無線報警系統設計[J].通信技術,2011,44(03):48-50.

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

[4]周忠海,高金魁.基于PIC單片機的測試記錄儀[J].商品儲運與養護,2008,30(08):107-108.

[5]黎松奇.基于.Net平臺的通用自動測試系統設計[J].自動化與儀器儀表,2011(11):37-41.

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

[7]鄭文爭,王旭陽.基于RS-485串行口的遠程實時信號傳輸設計[J].通信技術,2007,40(05):18-19.

[8]張淮鑫,匡松,杜小丹,等.C#開發寶典[M].北京:中國鐵道出版社,2010.

[9]王珺吉,章立,汪松,等.電磁泄漏自動檢測系統設計實現[J].信息安全與通信保密,2011(01):81-82.