CN103245871B - 一种线束测试仪及基于该线束测试仪的线束测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种线束测试仪，包括微控制器单元以及分别与微控制器单元MCU连接的输入设备，存储电路，显示设备，输入端口和输出端口，所述微控制器单元MCU与输出端口之间连接隔离电路；有效解决了电路扫描时端口电平之间的干扰问题，存储电路解决了掉电后需重新学习的问题。本发明还公开了一种基于该线束测试仪的线束测试方法，该方法可获得标准线输入、输出端口有效线的数目及所在位置和待测线输入、输出端口错误线的数目、位置及错误类型，使得维修人员能够根据错误类型有针对性的维修，节约了人力资源，提高了测试的准确率。
Description
技术领域
本发明涉及一种线束测试仪及基于该线束测试仪的线束测试方法，主要用于连接器生产厂家、通讯行业等进行线束测试，属于电子检测技术领域。
背景技术
中华人民共和国国家知识产权局，发明专利申请号：201110054179.5，发明名称“一种汽车线束检测方法及装置”。电路构成如图1所示：包括微型计算机电路、地址译码电路、M个控制输出口和N个控制输出口组成。微型计算机先通过M个控制输出口给该一个标准、待测线束施加低电平信号，其余标准、待测线束施加高电平信号，读取并存储标准、待测线束响应矩阵；再对存储的两个响应矩阵进行降维运算。
一般线束有四种情况：单线直通、输入端并线、输出端并线、两端均有并线，现有技术电路在一定程度上智能检测单线直通、输入端并线两种线束。因此存三个亟待解决的问题：
第一、在遇到输出端并线、两端均有并线情况时，程序通过地址译码电路将其端口依次译成只有一个端口为低电平，其余端口为高电平的情形，当低电平到达并线端口之一时，其电平被设置为低，但是与其短接的其它几个端口被设置成高电平，此时就会造成输出电平紊乱现象，不能正确有效的测试线序。
第二、整个专利里并没有提及如何统计输入端口和输出端口有效线的数目方法。实际应用中，在学习标准线线序时，很有可能由于接触不好或其它原因，使得学习的结果本身就是错误，最终导至实际使用中的批量出错。
第三、实际使用中，定位出错线端口及出错的类型：断线或并线，对于维修线序同样非常重要。该专利里也没没有出现相关的处理方法。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种能够快速、准确的测试线束的线束测试仪及基于该线束测试仪的线束测试方法，有效解决了电路扫描时端口电平之间的干扰问题，及掉电后需重新学习的问题，使得线束检测涵盖了线束连接的各种类型，本发明测试方法可统计标准线输入输出端口有效线的数目及所在位置，统计待测线输入输出端口错误线的数目、位置及错误类型，使得维修人员能够根据错误类型有针对性的维修，节约了人力资源，提高了测试的准确率。
为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种线束测试仪，包括微型计算机、输入设备、显示设备、输入端口和输出端口、存储电路、隔离电路；所述微型计算机分别连接输入设备、存储电路、显示设备、输入端口和输出端口，其中输出端口与微型计算机之间连接隔离电路，微型计算机输出电平数据经过隔离电路后控制输出端口的电平，同时回读输入端口的电平数据，微型计算机将输出电平数据与回读电平数据做逻辑运算，运算结果发送至显示设备显示，同时将运算结果存储到存储电路，微型计算机的运行通过输入设备控制；所述隔离电路用于电路扫描时隔离端口电平之间的干扰，存储电路存储系统工作过程中的数据。
所述存储电路为外挂式存储设备，或者所述微型计算机的内部存储区域。
所述隔离电路为以下隔离元器件中的任意一种：二极管、三极管、MOS管、门电路。
一种基于上述线束测试仪的线束测试方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1、将标准线连接到输入端口与输出端口之间；
步骤2、微型计算机将所有输出端口设置为相同的电平数据，然后改变其中一个输出端口的电平数据，回读所有输入端口电平数据，所述输入端口的电平数据转换为一组二进制数据，记录为一个含有Y个元素的一维数组；依次对所有输出端口均采用上述操作后，得到X个含有Y个元素的一维数组，X个一维数组组成一个二维数组，记为G[x][y](0<x≤X;0<y≤Y)，记录并存储该二维数组；其中X为输出端口的总数，其中Y为输入端口总数，x为输出端口某一端口号，y为输入端口某一端口号；
步骤3、将待测线连接到输入端口与输出端口之间，微型计算机利用与步骤2相同的操作顺序对待测线进行扫描，得到一个二维数组，记为H[x][y]；将H[x][y]与G[x][y]进行对比，若两者相同则判断待测线无错误，否则将H[x][y]与G[x][y]做逻辑运算，得到一个二维数组，记为I[x][y]，I[x][y]中有效值分布即为待测线各端口对应有效线的分布；将I[x][y]与G[x][y]做逻辑运算，得到J[x][y]，将I[x][y]与H[x][y]做逻辑运算，得到K[x][y]，根据J[x][y]、K[x][y]中有效值分布获取待测线各端口错误线分布及错误类型。
所述步骤1中还包括微型计算机对标准线的检测过程，其检测过程如下：将标准线连接到输入端口与输出端口之间，微型计算机获取标准线输入端口、输出端口有效线数目及所在位置，根据标准线输入端口、输出端口有效线数目及所在位置判断标准线是否连接成功，若连接成功，则执行步骤2，否则重复执行步骤1。
所述获取标准线输入端口有效线数目及所在位置包括如下步骤：
首先，微型计算机分别设置所有输出端口为高、低电平状态，并分别回读记录相应输入端口的电平数据；然后，将两次记录的电平数据做逻辑运算，并记录运算结果；该运算结果中有效元素的个数以及有效元素的分布位置，即为标准线输入端口有效线数目及所在位置。
所述获取标准线输入端口有效线数目及所在位置包括如下步骤：
首先，将恒定的输入端口电平数据固化到存储器中；其次，将标准线连接到输入端口与输出端口之间，微型计算机设置所有输出端口为有效的电平状态，回读并记录相应输入端口的电平数据；然后将固化到存储器中的电平数据与回读记录的电平数据做逻辑运算，并记录运算结果；该运算结果中有效元素的个数以及有效元素的分布位置，即为标准线输入端口有效线数目及所在位置。
所述获取标准线输入端口有效线数目及所在位置包括如下步骤：
首先，将恒定的输入端口电平数据固化到存储器中；然后，将标准线连接到输入端口与输出端口之间，微型计算机设置所有输出端口电平状态与输入端口电平状态相反，回读并记录相应输入端口的电平数据；将回读记录的电平数据与固化到存储器中的电平数据对比，其中有变化电平数据的数目及位置分布，即为标准线输入端口有效线数目及所在位置。
所述获取标准线输出端口有效线数目及所在位置包括如下步骤：
标准线连接到输入端口与输出端口之间，将输出端口全部置为高电平或低电平，回读输入端口电平数据；将输出端口逐位置位或清零，回读输入端口的值，获取输入端口的电平变化状态，根据输入端口的电平变化状态，获取输出端口有效线的数目及位置分布。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、增加了隔离电路，使得该测试仪有效防止并线时电平干扰，提高了线束测试的可靠性。
2、学习标准线序时，自动统计输入输出有效端口数目并标示出各有效端口位置，为判断学习标准线序结果做参考，以防止学习标线线时错误导致检测时批量错误，提高测试的准确性及测试效率。
3、检测时，自动标示出输入输出端口与标准线有差异的端口位置及线错误类型，准确定位，方便维修线束。
4、增加了存储电路，一次性学习标准线，将学习结果保存，掉电不需要重新学习，可多次使用，避免了重复工作，工作效率得到提高。
附图说明
图1为现有技术的系统框图。
图2为本发明的硬件系统框图。
图3为本发明的隔离电路框图。
图4为本发明的二极管隔离电路图。
图5为本发明的获取输入端口有效线数目方法流程图。
图6为本发明输出端口为高电平扫描时，获取输出端口有效线数目及所在位置流程图。
图7为本发明输出端口为低电平扫描时，获取输出端口有效线数目及所在位置流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的线束测试仪及基于该线束测试仪的线束测试方法作进一步说明。
本发明的硬件系统框图如图2所示，MCU分别连接输入设备，存储电路，显示设备，第一端口扩展电路1，第二端口扩展电路2，输出端口与第一端口扩展电路1之间连接隔离电路，输入端口与第二端口扩展电路2连接，线束的两端分别连接输入输出端口。本发明涉及的线束连接主要分四种情况：输入端口与输出端口单线直通，输入端口有并线输出端口没有并线，输入端口没有并线输出端口有并线，输入输出端口均有并线，其中并线条数为两条或者两条以上.
将隔离电路设置于端口扩展电路与输出端口之间。当输出端口出现并时，隔离电路可根据设计需要对并线的输出端口进行“与”逻辑或者“或”逻辑运算，输出唯一确定的电平值，解决输出端并线时电平紊乱问题。
隔离电路的四种基本电路如图3所示，其工作原理如下：
输出端口使用高电平扫描，其他端口清低电平，遇到输出端口并线，将隔离电路①做为基本电路，并线的端口电平能自动做逻辑“或”运算，输出电平值。在输出端口或输入端口处搭配下拉电阻，如图4所示，第n扩展端口n与第n输出端口n之间连接第n隔离电路Dn，第n输出端口n连接第n下拉电阻Rn，其中n为输出端口数，n≥1；当扫描到有并线的端口时，高电平由于隔离电路①的隔离，不会流向与其并线的低电平输出口，达到了并线上有高电平输出高电平，均为低电平时，输出低电平的“或”逻辑。
输出端口使用低电平扫描，其他输出端口置高电平，遇到输出端口并线，将隔离电路②、③或④做为基本电路，并线的端口电平能自动做逻辑“与”运算，输出电平值。在输出端口或输入端口处搭配上拉电阻，当扫描到有并线的端口时，上拉电阻经基本隔离电路②、③或④形成通路，使输出端口电平拉低；达到了并线上有低电平输出低电平，均为高电平时，输出高电平的“与”逻辑。
存储电路：用于存放工作过程中的数据，主要用于存放扫描标准线束时记录的二维数组，该存储形式不限于单纯外挂存储器件，还可包括主控芯内或其它芯片内掉电存储区域，存储电路防止掉电后重新学习标准线，提高了工作效率。
本发明线束检测的具体工作原理及工作方法如下：
假设输出端口有X个，输入端口有Y个。
步骤1、将标准线连接到输入输出端口之间，获取标准线输入、输出端口有效线数目及所在位置，获取标准线输入、输出位置有效线数目及所在位置，并显示出来，供人为判断是标准线连接是否正确，若正确对标准线进行学习，若不正确，检查标准线是否有问题、线束接触是否有问题、线束测试仪是否有问题等；
获取标准线输入、输出端口有效线数目及所在位置的具体实施例如下：
（1）获取标准线输入端口有效线数目及所在位置：将输出端口分别设置为高电平或低电平两个状态，回读相应输入端口的数据，中间有导线跨接的输入端口将会有电平变化，而没有导线跨接的端口，电平将保持不变，记录两次回读的输入端口的数据，将两次结果做异或运算，运算结果为有效元素的个数即为输入端口有效线的数目，有效元素的分布位置即为输入端口有效线所在的端口位置；其工作过程如图5所示：
a.将输出端口全部清为低电平后，读出输入端口电平值，记作一个包含有Y个元素的一维数组A1。
b.将输出端口全部置为高电平后，读出输入端口电平值，记作一个包含有Y个元素的一维数组A2。
c.数组A1与数组A2按位做“异或”运算的结果，记为数组A3
d.数组A3内有效元素个数，即为输入端口有效线数目，A3内的有效元素的分布即输入端口有效线所在端口的分布，测试结束。
（2）获取标准线输出端口有效线数目及所在位置：将输出端口逐位置位（扫描当前端口为高电平，其它为低电平）或清零（扫描当前端口为低电平，其它为高电平），回读输入端口的值，如果输入端口有电平变化，则认为当前输出端口有导线跨接到输入端口，即当前输出端口为输出有效端口，反之，则为无效端口。依次扫描所有输出端口，输入端口有电平变化的个数既为输出端口有效线的数目，输入端口有电平变化的位置即为每根输出端口有效线的位置，其工作过程如图6、图7所示：
若输出端口为高电平扫描时（即输出端口逐位置为高电平，其它端口都拉成低电平）如图6所示：
a.将所有输出端口全部设置为低电平，回读输入端口值，记录为一个一维数组B0；
b.依次选中输出端口中的第x（0<x≤X）个输出端口，置为高电平，其它输出端口清低电平；
c.回读输入端口的值记录Bx；
d.判断Bx与B0是否完全相同，如果相同，则认为该输出端口没有导线跨接到输入端口，输出有效端口数加1，否则为有导线跨接到输入端口，判断结果存入数组Cx中。
e.重复步骤b至d，直至端口扫描结束；获取数组Cx内有效值数即为输出端口有效线数量，数组Cx内有效值分布即为有效线位置分布。
若输出端口为低电平扫描时（即输出端口逐位清为低电平，其它端口都置为高电平） 如图7所示：
a.将所有输出端口全部设置为高电平，回读输入端口值，记录为一个一维数组D0；
b.依次选中输出端口中的第x（0<x≤X）个输出端口，清为低电平，其它输出端口置高电平；
c.回读输入端口的值记录Dx；
d.判断Dx与D0是否相同，如果相同，则认为该输出端口没有导线跨接到输入端口，否则为有导线跨接到输入端口，并将判断结果存入数组Ex中。
e.重复步骤b至d，直至端口扫描结束；数组Ex内有效值数即为输出端口有效线数量，数组Ex内有效值分布即为有效线位置分布。
当无标准线连接时，获取输入端口电平数据，并记录结果；将标准线连接到输入端口与输出端口之间，设置其中一个输出端口的电平状态与记录的输入端口电平状态相反，其余输出端口相同，并回读记录输入端口电平数据；比较两次记录的电平数据；若两次读取电平数据不完全相同，则当前输出端口有线束连接到输入端口，即当前输出端口为有效端口；若两次读取电平数据完全相同，则当前输出端口为无效端口。
轮询到下一个输出端口，直至输出端口扫描完毕，可得到一个输出端口有效线的数目及位置分布。
步骤2、对标准线线序进行学习：在实际进入测试之前，先进行对标准线束线序的学习过程，将输出端口依次置高电平或清低电平，每一次对一个输出端口的操作，都会将输入端口的电平值记录成一个含有Y个元素的一维数组；扫描完所有输出端口，得到一个含有X乘以Y个元素的二维数组，记做G[x][y](0<x≤X;0<y≤Y)，其中x为标准线输出端口所对应的端口号，y为该输出端口下对应的输入端口电平分布，将学习过程所获得的数组称为“原”；
步骤3、获取待测线输入输出端口错误线的数目、位置及错误类型：重复对标准线序学习的过程扫描待测线，得到一个二维数组H[x][y](0<x≤X;0<y≤Y)，其中x为标准线输出端口所对应的端口号，y为该输出端口下对应的输入端口电平分布，将这个数组称之为“检”，将“原”与“检”做不同的逻辑运算可得到不同的结果；其过程为：
a.使用高电平扫描或低电平扫描输出端口，每次扫描记录输入端口电平值，存放到H[x][y](0<x≤X;0<y≤Y)。
b.将学习标准线时获得的二维数组G[x][y](0<x≤X;0<y≤Y)，与H[x][y](0<x≤X;0<y≤Y)做逻辑“与”运算，得到数组I[x][y](0<x≤X;0<y≤Y) 其有效值分布即为本次检测各端口对应有效线的分布。
c.将I[x][y](0<x≤X;0<y≤Y)与G[x][y](0<x≤X;0<y≤Y)做“异或”运算，得到J[x][y](0<x≤X;0<y≤Y)其有效值分布即为各端口对应的断线分布。
d.将I[x][y](0<x≤X;0<y≤Y)与H[x][y](0<x≤X;0<y≤Y)做“异或”运算，得到K[x][y](0<x≤X;0<y≤Y)其有效值分布即为各端口对应的并线分布。
所述步骤1中获取标准线输入端口有效线数目及所在位置包括如下步骤，优选的实施例1：
a.无线束连接时，将恒定的输入端口电平值固化到存储器中；
b.线束连接后设置所有输出端口电平状态与输入端口电平状态相反，回读并记录相应输入端口的电平数据；
c.将步骤a、b记录的电平数据按位做逻辑运算，并记录运算结果；
d.步骤c的运算结果中有效元素的个数以及有效元素的分布位置，即为标准线输入端口有效线数目及所在位置。
所述步骤1中获取标准线输入端口有效线数目及所在位置包括如下步骤，优选的实施例2：
a.无线束连接时，将恒定的输入端口电平值固化到存储器中；
b.线束连接后设置所有输出端口电平状态与输入端口电平状态相反，回读并记录相应输入端口的电平数据；
c.获取输入端口有变化的电平值的数目及位置分布，即为标准线输入端口有效线数目及所在位置。
获取待测线输入输出端口错误线的数目、位置及错误类型，优选的实施例3：
a.当无线束连接时，若输入端口电平均为低电平时,将G[x][y]与H[x][y]做逻辑“与”运算，若输入端口均为高电平时，将G[x][y]与H[x][y]做逻辑“或”运算，得到数组I1[x][y](0<x≤X;0<y≤Y)；
b.将I1[x][y]与G[x][y]做“异或”运算，得到J1[x][y](0<x≤X;0<y≤Y)，其有效值分布即为各端口对应待测线束的断线分布；
c.将I1[x][y]与H[x][y]做“异或”运算，得到K1[x][y](0<x≤X;0<y≤Y)，其有效值分布即为各端口对应待测线束的并线分布。
获取待测线输入输出端口错误线的数目、位置及错误类型，优选的实施例4：
a.当无线束连接时，若输入端口电平均为低电平时,将G[x][y]与H[x][y]做逻辑“或”运算，若输入端口均为高电平时，将G[x][y]与H[x][y]做逻辑“与”运算，得到数组I2[x][y](0<x≤X;0<y≤Y)；
b.将I2[x][y]与G[x][y]做“异或”运算，得到J2[x][y](0<x≤X;0<y≤Y)，其有效值分布即为各端口对应待测线束的并线分布；
c.将I2[x][y]与H[x][y]做“异或”运算，得到K2[x][y](0<x≤X;0<y≤Y)，其有效值分布即为各端口对应待测线束的断线分布。
Claims (6)
1.一种基于线束测试仪的线束测试方法，所述线束测试仪包括微型计算机、输入设备、显示设备、输入端口和输出端口、存储电路、隔离电路；所述微型计算机分别连接输入设备、存储电路、显示设备、输入端口和输出端口，其中输出端口与微型计算机之间连接隔离电路，微型计算机输出电平数据经过隔离电路后控制输出端口的电平，同时回读输入端口的电平数据，微型计算机将输出电平数据与回读电平数据做逻辑运算，运算结果发送至显示设备显示，同时将运算结果存储到存储电路，微型计算机的运行通过输入设备控制；所述隔离电路用于电路扫描时隔离端口电平之间的干扰，存储电路存储系统工作过程中的数据，其特征在于，所述线束测试方法包括如下步骤：
步骤1、将标准线连接到输入端口与输出端口之间；
步骤2、微型计算机将所有输出端口设置为相同的电平数据，然后改变其中一个输出端口的电平数据，回读所有输入端口电平数据，所述输入端口的电平数据转换为一组二进制数据，记录为一个含有Y个元素的一维数组；依次对所有输出端口均采用上述操作后，得到X个含有Y个元素的一维数组，X个一维数组组成一个二维数组，记为G[x][y](0<x≤X;0<y≤Y)，记录并存储该二维数组；其中X为输出端口的总数，其中Y为输入端口总数，x为输出端口某一端口号，y为输入端口某一端口号；
步骤3、将待测线连接到输入端口与输出端口之间，微型计算机利用与步骤2相同的操作顺序对待测线进行扫描，得到一个二维数组，记为H[x][y]；将H[x][y]与G[x][y]进行对比，若两者相同则判断待测线无错误，否则将H[x][y]与G[x][y]做逻辑“与”运算，得到一个二维数组，记为I[x][y]，I[x][y]中有效值分布即为待测线各端口对应有效线的分布；将I[x][y]与G[x][y]做逻辑“异或”运算，得到J[x][y]，将I[x][y]与H[x][y]做逻辑“异或”运算，得到K[x][y]，根据J[x][y]、K[x][y]中有效值分布获取待测线各端口错误线分布及错误类型。
2.根据权利要求1所述的线束测试方法，其特征在于：所述步骤1中还包括微型计算机对标准线的检测过程，其检测过程如下：将标准线连接到输入端口与输出端口之间，微型计算机获取标准线输入端口、输出端口有效线数目及所在位置，根据标准线输入端口、输出端口有效线数目及所在位置判断标准线是否连接成功，若连接成功，则执行步骤2，否则重复执行步骤1。
3.根据权利要求1所述的线束测试方法，其特征在于：所述获取标准线输入端口有效线数目及所在位置包括如下步骤：
首先，微型计算机分别设置所有输出端口为高、低电平状态，并分别回读记录相应输入端口的电平数据；然后，将两次记录的电平数据做逻辑“异或”运算，并记录运算结果；该运算结果中有效元素的个数以及有效元素的分布位置，即为标准线输入端口有效线数目及所在位置。
4.根据权利要求1所述的线束测试方法，其特征在于：所述获取标准线输入端口有效线数目及所在位置包括如下步骤：
首先，将恒定的输入端口电平数据固化到存储器中；其次，将标准线连接到输入端口与输出端口之间，微型计算机设置所有输出端口电平状态与输入端口电平状态相反，回读并记录相应输入端口的电平数据；然后将固化到存储器中的电平数据与回读记录的电平数据做逻辑“异或”运算，并记录运算结果；该运算结果中有效元素的个数以及有效元素的分布位置，即为标准线输入端口有效线数目及所在位置。
5.根据权利要求1所述的线束测试方法，其特征在于：所述获取标准线输入端口有效线数目及所在位置包括如下步骤：
首先，将恒定的输入端口电平数据固化到存储器中；然后，将标准线连接到输入端口与输出端口之间，微型计算机设置所有输出端口电平状态与输入端口电平状态相反，回读并记录相应输入端口的电平数据；将回读记录的电平数据与固化到存储器中的电平数据对比，其中有变化电平数据的数目及位置分布，即为标准线输入端口有效线数目及所在位置。
6.根据权利要求1所述的线束测试方法，其特征在于：所述获取标准线输出端口有效线数目及所在位置包括如下步骤：
标准线连接到输入端口与输出端口之间，将输出端口全部置为高电平或低电平，若输出端口全部置为高电平时，依次将输出端口逐位清零，回读输入端口电平数据；若输出端口全部置为低电平时，依次将输出端口逐位置位，回读输入端口的值，获取输入端口的电平变化状态，根据输入端口的电平变化状态，获取输出端口有效线的数目及位置分布，其中，如果输入端口有电平变化状态，则认为当前输出端口有导线跨接到输入端口，即当前输出端口为输出有效端口，反之，则为无效端口，依次扫描所有输出端口，输入端口有电平变化的个数既为输出端口有效线的数目，输入端口有电平变化的位置即为每根输出端口有效线的位置。
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