CN101937044B - 车载线束通断检测设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种车载线束通断检测设备，包括单片机、蜂鸣器、译码器、电压放大电路、分压电路、开关电路和电压采集电路；蜂鸣器连接在单片机上；单片机的信号输出端与译码器连接；译码器的信号输出端与电压放大电路的输入端连接；电压放大电路的输出端一路通过三极管Q3与车载线束端子配套接插件Ⅰ连接，另一路依次通过分压电路、三极管Q4和发光二级管D3与车载线束端子配套接插件Ⅱ连接。本发明的车载线束通断检测设备提高了检测效率，减轻劳动量，而且检测速度快，减少差错率，同时还可涵盖包括检测车载线束两端接插件的接触性在内的所有检测。

Description

车载线束通断检测设备

技术领域

本发明涉及一种车载线束通断检测的设备。

背景技术

车载线束（车载信号转接线束）用于采集汽车车速、发动机转速等信号。为检测车载线束中的20根导线是否存在接触不良、漏接、接错现象，检验人员应对已生产线束进行检验。

目前，车载线束通断检测的通常工具为万用表。检验手段是由2位检验人员分别用万用表红、黑表笔接触车载线束两端1～20号端子，测量该20根导线的通断，检验是否接存在漏接、接错现象。上述检测主要存在如下不足：一、效率低：检验需要2名人员合作，且工作效率慢，平均检测1根线束的时间为1～2分钟；二、易出错：人工检验手段难免出错，一旦出错，可能导致漏检，将不合格品判定为合格品；或错检，将合格品判定为不合格品；三、线束两端端子、护套接触性无法检测：本线束两端为护套式接插件，通过这种方式接入汽车仪表线束，该检验手段无法检测该线束接插件的接触是否良好。

发明内容

针对现有技术中的不足之处，本发明提供一种提高检测效率，减轻劳动量，减少差错率，且增加接插件检测功能的车载线束通断检测设备。

本发明提供的车载线束通断检测设备，包括单片机、蜂鸣器、译码器、电压放大电路、分压电路、开关电路和电压采集电路；蜂鸣器连接在单片机上；单片机的信号输出端与译码器连接；译码器的信号输出端与电压放大电路的输入端连接；

所述开关电路包括三极管Q3、三极管Q4、发光二级管D3和电阻R50；所述电压放大电路的输出端与三极管Q3的基极连接，电压放大电路的输出端还通过分压电路与三极管Q4的基极连接；所述三极管Q3的集电极与12V电源连接，发射极与车载线束端子配套接插件Ⅰ连接；所述三极管Q4的发射极接地，集电极与发光二级管D3的负极连接，发光二级管D3的正极通过电阻R50与车载线束端子配套接插件Ⅱ连接；

所述电压采集电路包括电阻R51、电阻R52和稳压二极管D4；所述稳压二极管D4的正极接地，负极与单片机连接，负极还通过电阻R51与车载线束端子配套接插件Ⅱ连接，电阻R52并联在稳压二极管D4的两端。 

进一步，还包括用于控制单片机接收查询线束通断指令的按键，所述按键连接在单片机上。

本发明与现有技术相比，具有如下优点：

     1、提高检测效率：车载线束通断检测设备依靠单片机内的软件自行巡检，可检测出线束中是否存在漏接、接错现象，减轻劳动量，检测只需1人便可完成。

    2、检测速度快：平均检测1根线束时间为3～5秒。

    3、减少差错率：使用单片机进行轮循式检测，避免因人工因素造成的差错，差错率可降低为0，且可准确定位出错线束位置。

4、增加接插件检测功能：本发明的车载线束通断检测设备可涵盖包括检测车载线束两端接插件的接触性在内的所有检测，车载线束通断检测设备具备与车载线束配套的接插件，在检验通断的同时可检测车载线束接插件的接触性是否良好。

5、提供2种检测方式：快速检测用于批量检验时判断线束接线是否正确；慢速检验则用于在快速检测中认定为不正确的线束，查找该线束出错的线序。

附图说明

图1为车载线束通断检测设备的电路框图；

图2为译码器到电压放大电路的原理图；

图3为分压电路、开关电路和电压采集电路的原理图；

图4为车载线束通断检测设备检测车载线束的软件流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细地说明。

一.        硬件实施方式

图1为车载线束通断检测设备的电路框图，如图所示。车载线束通断检测设备包括单片机、蜂鸣器、译码器、电压放大电路、20路开关电路、20路分压电路、20路电压采集电路、20发光二极管（即指示灯）和用于控制单片机接收查询线束通断指令的按键。

蜂鸣器连接在单片机上；单片机的信号输出端与译码器连接；译码器的信号输出端与电压放大电路的输入端连接。所述开关电路包括三极管Q3、三极管Q4、发光二级管D3和电阻R50；所述电压放大电路的输出端与三极管Q3的基极连接，电压放大电路的输出端还通过分压电路（即附图中的电阻R136）与三极管Q4的基极连接；所述三极管Q3的集电极与12V电源连接，发射极与车载线束端子配套接插件Ⅰ连接；所述三极管Q4的发射极接地，集电极与发光二级管D3的负极连接，发光二级管D3的正极通过电阻R50与车载线束端子配套接插件Ⅱ连接，车载线束端子配套接插件Ⅱ还通过电阻R49接地。所述电压采集电路包括电阻R51、电阻R52和稳压二极管D4；所述稳压二极管D4的正极接地，负极与单片机连接，负极还通过电阻R51与车载线束端子配套接插件Ⅱ连接，电阻R52并联在稳压二极管D4的两端，在稳压二极管D4的两端还并联一电容C18。

按键按下后，单片机收到查询线束通断的指令，由单片机依次发送20个数字信号。下面通过视图举例1个信号是怎样实现检测的（其它19个信号实现检测的原理与之相同）：如附图2所示，单片机某时刻选中译码器，并命令译码器Y0输出1个高电平信号，该信号经过电压放大电路IC3后变成12VDC高电平信号，由IC3的1OUT输出。如附图3所示，此时1OUT输出的12VDC电平信号可驱动对应开关电路中的三极管Q3；而12VDC电平信号输出的另一个支路经过分压电路R136，变成小于12VDC的电压信号，该信号又可以驱动对应开关电路中的三极管Q4，即1个信号可控制开关电路中三极管Q3和三极管Q4同时打开。车载线束配套接插件Ⅰ接入待测的车载线束的一端，车载线束的另一端接入车载线束配套接插件Ⅱ，从车载线束配套接插件Ⅱ返回检测设备内部。此时，若三极管Q3和三极管Q4导通，电源电流会从三极管Q3流经车载线束，流向三极管Q4，形成电流通路。电流通路通过电压采集电路中的采样电阻R51、电阻R52，两电阻中间形成4.5V~5V的高电平。单片机对该电平TEST1进行采集，若采集到电平为高说明该路导线正确、接插良好。若采集到非电平为低，单片机判定该路不形成通路，该导线连接异常。出现异常，测量完毕时蜂鸣器报警。同时，上述通路形成后，电流可流过发光二极管（指示灯）D3，发光二极管D3点亮，说明该路导线正确，接插良好。

单片机采用英飞凌XC886控制器作为信号输出检测。利用单片机I/O口输出信号，同时利用单片机上另外的I/O口作为电平采集。车载线束通断检测设备是基于XC886单片机为核心处理器的检测设备，其设计理念首先是为了模拟现有的检测手段对车载线束进行检测，即对车载线束漏接、接错这两大问题进行检测。而且利用电子设备检测，提高了工作效率、避免差错。此外，车载线束通断检测器还专门设计了配套相应的车载线束端子配套接插件，在检测线束通断的同时，就检验了车载线束端子配套接插件的接触性。

译码器的选择：考虑到同时检测20根线束需要单片机40路I/O口，一般情况下单片机不具备40路I/O口（20个发送、20个采集）。于是引入译码器，如附图2所示，将20路输出列成真值表形式，用译码器选择。本发明采用3片74LS138译码器（附图2只列出1片译码器），做复合译码，即只利用单片机6个I/O口（3个I/O口作为3个译码器的片选信号，3个I/O口组成译码选择）来实现对20路信号输出的选择。IC2为74LS138，6脚位片选信号，1、2、3脚为译码选择管脚。

电压放大电路：由于译码器74LS138为低电平有效译码选择器（即被选中的通道电平为0），且电平形式为0/5V，所以引入电压放大电路（即附图2中的IC3，达林顿管UN2003），其用作将来自译码器的0/5V电平变为0/12V电平，同时将该电平反向。每片UN2003有7路输入/输出通道，故本设备用了3片UN2003实现20路信号的放大、反向。

20路分压电路和开关电路：本设备中包含20路分压电路和开关电路，附图3只列出了其中1路，其它的19路与之相同。开关电路采用上下两组开关型三极管8050作为开关电路。附图2中，IC3的1OUT输出同时驱动开关电路的三极管Q3和三极管Q4。如附图3所示，IC3的1OUT输出可直接驱动三极管Q3，但驱动三极管Q4时，需要给信号降压。引入分压电路，目的在于将同一个驱动信号变成具有压差的两个信号，这样便可使三极管Q3、三极管Q4同时打开。其关键特点在于串入限流电阻R136，电流流经电阻产生压降，根据三极管Q4导通原理，三极管Q4的基极电压小于12V时，三极管Q4导通。

电压采集电路：本设备中包含20路电压采集电路，附图3只列出了其中1路，其它的19路与之相同。如附图3所示，若三极管Q3、三极管Q4打开，并且该路车载线束导通，电源电压（12V）就会到达电阻R51上端，电阻R51、电阻R52分压后，TEST1电压为4.8V（4.5~5V），TEST1被单片机I/O口输入直接采集，判断为高电平，则单片机判定该路导线正确，接插良好。反之，三极管Q3、三极管Q4打开，但该路线束未能导通，则电阻R51上端电压为0V，单片机采集到的是低电平，则单片机判定该路出现问题。

指示灯：指示灯为开关电路的一部分，如附图3所示。若三极管Q3、三极管Q4打开，并且该路车载线束导通，电流就会流过发光二极管（即指示灯）D3，发光二极管D3发亮。此时表明该路导线连接正确，接触良好；反之发光二极管D3中没有电流，发光二极管D3不亮。此时表明该路导线存在问题。指示灯是供检验人员目视的。

按键检测方式：根据操作人员按键时间长短可分别进入快、慢检测两种方式。①按键从按下到弹起时间不超过1s（含）的，设备进入快速检验模式。快速检测用于批量检验过程，检验人员可不看发光二极管指示，只需听辨检测完毕后蜂鸣器是否报警，便可得出该线束是否正确。②按键从按下到弹起时间不超过1s的，设备进入慢速检验模式。慢速检验用于分析不正确的线束，慢速检验每路导线通断检验时间为1s，并且蜂鸣器实时报警（即检测到不正确导线连接时，蜂鸣器立即报警）。该过程中，检验人员可参考每路所对应的指示灯和听辨蜂鸣器报警，判断不正确线束出现故障的具体位置，避免盲目检测。

二.        软件实施方式

图4为车载线束通断检测设备检测车载线束的软件流程图，如图所示。软件功能：软件主要包括以下模块——程序初始化模块，检测按键按下模块，定时器模块，快速检验模块，慢速检验模块，蜂鸣器报警模块和延时模块。

软件通过检测按键按下的时间长短，分为两种检测模式。

按键时间<=1s，采用快速检测模式。该模式特点：每根线束通电检测时间为100ms，2s检测完所有线束。检测完毕后，若有导线连接不正确，则蜂鸣器报警。该模式主要用于批量检测线束通断，检测人员只需听辨蜂鸣器是否报警，可判定该导线是否合格。

按键时间>1s，采用慢速检测模式。该模式特点：每根线束通电检测时间为1s，该模式主要用于定位出错的导线。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (2)

1.一种车载线束通断检测设备，其特征在于：包括单片机、蜂鸣器、译码器、电压放大电路、分压电路、开关电路和电压采集电路；蜂鸣器连接在单片机上；单片机的信号输出端与译码器连接；译码器的信号输出端与电压放大电路的输入端连接；

所述开关电路包括三极管Q3、三极管Q4、发光二级管D3和电阻R50；所述电压放大电路的输出端与三极管Q3的基极连接，电压放大电路的输出端还通过分压电路与三极管Q4的基极连接；所述三极管Q3的集电极与12V电源连接，发射极与车载线束端子配套接插件Ⅰ连接；所述三极管Q4的发射极接地，集电极与发光二级管D3的负极连接，发光二级管D3的正极通过电阻R50与车载线束端子配套接插件Ⅱ连接；

所述电压采集电路包括电阻R51、电阻R52和稳压二极管D4；所述稳压二极管D4的正极接地，负极与单片机连接，负极还通过电阻R51与车载线束端子配套接插件Ⅱ连接，电阻R52并联在稳压二极管D4的两端，在稳压二极管D4的两端还并联一电容C18。

2.根据权利要求1所述的车载线束通断检测设备，其特征在于：还包括用于控制单片机接收查询线束通断指令的按键，所述按键连接在单片机上。

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