CN103389459A - 具备双工转半工的燃料开关测试系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了具备双工转半工的燃料开关测试系统，主要由燃料开关、以及与燃料开关依次连接的测试系统、PC机系统构成。本发明的优点在于：该系统可以准确识别PC机发出的命令，并发送给燃料开关，系统也可以接收到燃料开关的测试结果。该测试系统人机界面友好，操作方便，检测快速，并大大提高了测试效率与产品合格率。
Description
技术领域
本发明涉及测试操作，具体是指具备双工转半工的燃料开关测试系统。
背景技术
众所周知能源危机和大气污染是未来汽车燃料所要解决的最关键问题。为降低排放，缓解石油能源紧张的局面，气体燃料受到了世界各国的重视和推广。大量实车试验均证实以天然气(CNG)或液化石油气(LPG)为燃料，发动机的NOx，总碳氢THC，CO及CO2的排放较汽油的排放污染明显减少，且大大节省了能源。
双燃料汽车技术的关键之一是油和气转换控制，燃料开关正是用于以自动或手动的方式实现燃料间的切换，其品质也关系到汽车的整体性能。本文所针对的燃料开关具有以下的主要功能：燃料切换、燃料容量显示、蜂鸣器报警以及指示灯亮度关于环境光照度自动调节等。为确保燃料开关的质量控制满足最苛刻的欧洲汽车零部件质量标准，燃料开关必须百分之百进行测试。传统测试方法是通过测试人员手工测试，测试速度慢，受人为因素影响，差错率相对较高，产品质量得不到保障。于是有必要研究一种能用计算机实现的自动测试系统。本文设计并实现了一种能用于对燃料开关进行完成功能测试、通讯速率自动测定并具有过压自动保护能力的燃料开关自动测试系统。
发明内容
本发明的目的在于提供能用于对燃料开关进行完成功能测试、通讯速率自动测定的具备双工转半工的燃料开关测试系统。
本发明的实现方案如下：具备双工转半工的燃料开关测试系统，主要由燃料开关、以及与燃料开关依次连接的测试系统、PC机系统构成；
所述测试系统主要由依次连接的通信接口电路、单片机电路、电平转换电路构成，所述通信接口电路、单片机电路、电平转换电路均连接有电源电路，且所述通信接口电路与燃料开关连接，电平转换电路与PC机系统连接；
通信接口电路主要由连接单片机电路RX引脚的嵌位电路和连接单片机电路TX引脚的测试电路构成，所述嵌位电路和测试电路均与燃料开关连接，所述嵌位电路和测试电路与燃料开关之间设置燃料开关信号线Fuel Switch。
所述嵌位电路由串联的接+5V二极管D1和接地二极管D2构成，所述接+5V二极管D1靠近接地二极管D2一端与燃料开关信号线Fuel Switch和单片机电路RX引脚连接，且所述接地二极管D2还并联有电容C1；所述燃料开关信号线Fuel Switch靠近接地二极管D2一端还连接有上拉电阻R5，所述上拉电阻R5连接有+5V电源；所述测试电路主要由三极管D3和三极管D4构成，所述三极管D3的1引脚与单片机电路TX引脚连接，三极管D3的2引脚连接有上拉电阻R3，所述上拉电阻R3连接有+5V电源，所述三极管D3的3引脚接地、并与三极管D4的3引脚连接，所述三极管D4的2引脚与上拉电阻R5连接。
所述电源电路包括12V供电接口、5V电压输出口和3.3V电压输出口；所述5V电压输出口与电平转换电路连接，3.3V电压输出口与单片机电路连接；其电源电路的供电电压为12V，输出电压为5V和3.3V。
所述电平转换电路包括电平转换芯片MAX232，PC机系统包括RS-232接口，单片机电路包括单片机芯片，所述电平转换芯片MAX232与RS-232接口和单片机芯片连接，且电平转换芯片MAX232还与电源电路的5V电压输出口连接。
所述单片机芯片的型号为：P89LPC938。
工作原理：测试人员在PC机系统界面选择要测试的项目，PC机系统通过RS-232接口将此命令发送给测试系统，经过RS -232转TTL电平转换后，即经过电平转换电路的处理后，该指令送至单片机电路，由单片机P89LPC938组成的控制单元识别所收到的测试要求后，从指令集中取出相应的命令信号以协定的通信协议向燃料开关发送命令，如果燃料开头能够正确识别所收到的命令，它将回送应答信号，同时执行该命令所要求的测试项目，如点亮不同的指示灯，发出不同音调与音高的报警声等。待每项测试执行完成后，结果回送给单片机电路，单片机电路再经由RS-232接口将此结果发送给PC机系统进行存储和显示。
各电路的作用如下：
电源模块：由于不同芯片所要提供的电压不同，且在此测试系统中，需要5 V及3．3 V，所以电源模块的电路要产生不同的电压提供给各芯片。
电平转换电路：实现PC机系统与单片机电路之间的RS 232电平至TTL电平转换。
PC机系统：测试人员通过PC机系统发送测试命令，并将每个燃料开关的序列号及相应的各项功能测试结果显示并保存。
通信接口电路：本文所针对的燃料开关仅有一根信号线，只能实现半双工通信，通信接口电路的功用就是用于实现单片机电路全双工方式与燃料开关半双工方式之间的转换。
通信接口电路要实现的功能是接收单片机P89LPC938发出的命令信号发送给燃料开关，它还要将燃料开关反馈的信号发送给单片机P89LPC938，从而实现它们二者之间的双向通信。一般而言，单片机都会有TX与RX二个引脚，可以实现同时双向通信功能，即能实现全双工信息。但本发明中的燃料开关外部仅有三条线：电源，地和信号线，这意味着TX／RX引脚复用一条数据线，至多只能实现半双工串行通信。为了在测试系统与被测开关之间建立起可靠的通信联系，必须设计一个全双工／半双工转换电路。解决方案如下。
通信接口电路主要由连接单片机电路RX引脚的嵌位电路和连接单片机电路TX引脚的测试电路构成，接+5V二极管D1和接地二极管D2起保护作用，若燃料开关信号线Fuel Switch输入电压过高，接+5V二极管D1的嵌位作用会使RX端的电压仍维持在5 V左右，若燃料开关信号线Fuel Switch输入电压为负，接地二极管D2的嵌位作用会使TX端的电压仍维持在0 V左右。
当测试系统的TX端发送高电平时，A点为高电平，燃料开关Fuel Switch信号线也将接收到高电平，同时，测试系统的RX端也会接收到高电平。同理，当测试系统的TX端发送低电平时，燃料开关FuelSwitch信号线也将接收到低电平，同时，测试系统的RX端也会接收到低电平。
当燃料开关向测试系统发送应答信息时，测试系统的发送端TX引脚置高电平，则接收端RX引脚将收到燃料开关发送的信息。
如果燃料开关与测试系统同时发送信息时将出错，因此，测试系统的串口是处于全双工状态，而燃料开关的信号端是处于半双工状态，这样就实现了全双工至半双工的转换。
本发明的优点在于：该系统可以准确识别PC机发出的命令，并发送给燃料开关，系统也可以接收到燃料开关的测试结果。该测试系统人机界面友好，操作方便，检测快速，并大大提高了测试效率与产品合格率。
附图说明
图1为本发明结构示意图。
图2为本发明中通信接口电路示意图。
具体实施方式
实施例一
如图1、2所示。
具备双工转半工的燃料开关测试系统，主要由燃料开关、以及与燃料开关依次连接的测试系统、PC机系统构成；
所述测试系统主要由依次连接的通信接口电路、单片机电路、电平转换电路构成，所述通信接口电路、单片机电路、电平转换电路均连接有电源电路，且所述通信接口电路与燃料开关连接，电平转换电路与PC机系统连接；
通信接口电路主要由连接单片机电路RX引脚的嵌位电路和连接单片机电路TX引脚的测试电路构成，所述嵌位电路和测试电路均与燃料开关连接，所述嵌位电路和测试电路与燃料开关之间设置燃料开关信号线Fuel Switch。
所述嵌位电路由串联的接+5V二极管D1和接地二极管D2构成，所述接+5V二极管D1靠近接地二极管D2一端与燃料开关信号线Fuel Switch和单片机电路RX引脚连接，且所述接地二极管D2还并联有电容C1；所述燃料开关信号线Fuel Switch靠近接地二极管D2一端还连接有上拉电阻R5，所述上拉电阻R5连接有+5V电源；所述测试电路主要由三极管D3和三极管D4构成，所述三极管D3的1引脚与单片机电路TX引脚连接，三极管D3的2引脚连接有上拉电阻R3，所述上拉电阻R3连接有+5V电源，所述三极管D3的3引脚接地、并与三极管D4的3引脚连接，所述三极管D4的2引脚与上拉电阻R5连接。
所述电源电路包括12V供电接口、5V电压输出口和3.3V电压输出口；所述5V电压输出口与电平转换电路连接，3.3V电压输出口与单片机电路连接；其电源电路的供电电压为12V，输出电压为5V和3.3V。
所述电平转换电路包括电平转换芯片MAX232，PC机系统包括RS-232接口，单片机电路包括单片机芯片，所述电平转换芯片MAX232与RS-232接口和单片机芯片连接，且电平转换芯片MAX232还与电源电路的5V电压输出口连接。
所述单片机芯片的型号为：P89LPC938。
工作原理：测试人员在PC机系统界面选择要测试的项目，PC机系统通过RS-232接口将此命令发送给测试系统，经过RS -232转TTL电平转换后，即经过电平转换电路的处理后，该指令送至单片机电路，由单片机P89LPC938组成的控制单元识别所收到的测试要求后，从指令集中取出相应的命令信号以协定的通信协议向燃料开关发送命令，如果燃料开头能够正确识别所收到的命令，它将回送应答信号，同时执行该命令所要求的测试项目，如点亮不同的指示灯，发出不同音调与音高的报警声等。待每项测试执行完成后，结果回送给单片机电路，单片机电路再经由RS-232接口将此结果发送给PC机系统进行存储和显示。
各电路的作用如下：
电源模块：由于不同芯片所要提供的电压不同，且在此测试系统中，需要5 V及3．3 V，所以电源模块的电路要产生不同的电压提供给各芯片。
电平转换电路：实现PC机系统与单片机电路之间的RS 232电平至TTL电平转换。
PC机系统：测试人员通过PC机系统发送测试命令，并将每个燃料开关的序列号及相应的各项功能测试结果显示并保存。
通信接口电路：本文所针对的燃料开关仅有一根信号线，只能实现半双工通信，通信接口电路的功用就是用于实现单片机电路全双工方式与燃料开关半双工方式之间的转换。
通信接口电路要实现的功能是接收单片机P89LPC938发出的命令信号发送给燃料开关，它还要将燃料开关反馈的信号发送给单片机P89LPC938，从而实现它们二者之间的双向通信。一般而言，单片机都会有TX与RX二个引脚，可以实现同时双向通信功能，即能实现全双工信息。但本发明中的燃料开关外部仅有三条线：电源，地和信号线，这意味着TX／RX引脚复用一条数据线，至多只能实现半双工串行通信。为了在测试系统与被测开关之间建立起可靠的通信联系，必须设计一个全双工／半双工转换电路。解决方案如下。
通信接口电路主要由连接单片机电路RX引脚的嵌位电路和连接单片机电路TX引脚的测试电路构成，接+5V二极管D1和接地二极管D2起保护作用，若燃料开关信号线Fuel Switch输入电压过高，接+5V二极管D1的嵌位作用会使RX端的电压仍维持在5 V左右，若燃料开关信号线Fuel Switch输入电压为负，接地二极管D2的嵌位作用会使TX端的电压仍维持在0 V左右。
当测试系统的TX端发送高电平时，A点为高电平，燃料开关Fuel Switch信号线也将接收到高电平，同时，测试系统的RX端也会接收到高电平。同理，当测试系统的TX端发送低电平时，燃料开关FuelSwitch信号线也将接收到低电平，同时，测试系统的RX端也会接收到低电平。
当燃料开关向测试系统发送应答信息时，测试系统的发送端TX引脚置高电平，则接收端RX引脚将收到燃料开关发送的信息。
如果燃料开关与测试系统同时发送信息时将出错，因此，测试系统的串口是处于全双工状态，而燃料开关的信号端是处于半双工状态，这样就实现了全双工至半双工的转换。
如上所述，则能很好的实现本发明。
Claims (5)
1.具备双工转半工的燃料开关测试系统，其特征在于：主要由燃料开关、以及与燃料开关依次连接的测试系统、PC机系统构成；
所述测试系统主要由依次连接的通信接口电路、单片机电路、电平转换电路构成，所述通信接口电路、单片机电路、电平转换电路均连接有电源电路，且所述通信接口电路与燃料开关连接，电平转换电路与PC机系统连接；
通信接口电路主要由连接单片机电路RX引脚的嵌位电路和连接单片机电路TX引脚的测试电路构成，所述嵌位电路和测试电路均与燃料开关连接，所述嵌位电路和测试电路与燃料开关之间设置燃料开关信号线Fuel Switch。
2.根据权利要求1所述的具备双工转半工的燃料开关测试系统，其特征在于：所述嵌位电路由串联的接+5V二极管D1和接地二极管D2构成，所述接+5V二极管D1靠近接地二极管D2一端与燃料开关信号线Fuel Switch和单片机电路RX引脚连接，且所述接地二极管D2还并联有电容C1；所述燃料开关信号线Fuel Switch靠近接地二极管D2一端还连接有上拉电阻R5，所述上拉电阻R5连接有+5V电源；所述测试电路主要由三极管D3和三极管D4构成，所述三极管D3的1引脚与单片机电路TX引脚连接，三极管D3的2引脚连接有上拉电阻R3，所述上拉电阻R3连接有+5V电源，所述三极管D3的3引脚接地、并与三极管D4的3引脚连接，所述三极管D4的2引脚与上拉电阻R5连接。
3.根据权利要求2所述的具备双工转半工的燃料开关测试系统，其特征在于：所述电源电路包括12V供电接口、5V电压输出口和3.3V电压输出口；所述5V电压输出口与电平转换电路连接，3.3V电压输出口与单片机电路连接；其电源电路的供电电压为12V，输出电压为5V和3.3V。
4.根据权利要求3所述的具备双工转半工的燃料开关测试系统，其特征在于：所述电平转换电路包括电平转换芯片MAX232，PC机系统包括RS-232接口，单片机电路包括单片机芯片，所述电平转换芯片MAX232与RS-232接口和单片机芯片连接，且电平转换芯片MAX232还与电源电路的5V电压输出口连接。
5.根据权利要求3所述的具备双工转半工的燃料开关测试系统，其特征在于：所述单片机芯片的型号为：P89LPC938。
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