CN109507569A - 一种机车信号车载设备解码板的io测试方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种机车信号车载设备解码板的IO测试方法，包括测试设备和被测的解码板，测试设备包括上位机和测试主板，测试主板的微控制器与上位机和解码板的DSP分别通信连接；第一通道选择模块的控制端和第二通道选择模块的控制端分别接微控制器的控制信号输出端；微控制器的电平输出引脚接第一通道选择模块的信号输入端，第一通道选择模块的多个输出端分别接解码板的多个输入引脚；解码板的多个输出引脚分别接第二通道选择模块的多个输入端，第二通道选择模块的输出端接微控制器的电平输入引脚。本发明通过选路可以测试大批量的IO，能够对解码板的IO引脚进行全面测试，降低了生产制造环节所存在的安全风险，有效地保障了铁路行车的安全。

Description

一种机车信号车载设备解码板的IO测试方法
[技术领域]
本发明涉及机车信号车载设备解码板测试，尤其涉及一种机车信号车载设备解码板的IO测试方法。
[背景技术]
铁路信号系统是实现列车有效控制、行车调度和提升运营管理水平的重要设备。目前CTCS-3级以下的普速铁路均采用机车信号、列车运行控制记录装置和列车运行超速防护系统来自动控制列车运行。
机车信号车载系统设备作为控制行车的凭证、是提高行车效率的列车运行控制系统关键车载信号设备。其中，解码板是承载机车信号安全输出的关键部件，其所采用的组合式故障安全设计和反应式故障-安全设计符合IEC61508规定的最高安全等级SIL4要求，在设计环节中最大程度的降低了设备所带来的风险。
目前的通用IO测试方法通过测试夹具将解码板的所有被测IO引脚连接到测试工装设备测试主板的各个GPIO引脚。测试工装设备通过UART串口向解码板发送命令，将被测IO引脚(假设IO引脚1)置为高电平，其余被测IO引脚置为低电平，然后从测试主板检测IO引脚1的输出是否为1，再将IO引脚1置为低电平，其余被测IO引脚置为高电平，然后从测试主板IO引脚检测IO引脚1的输出是否为0。依次测试其余被测IO引脚。这种测试方法因测试主板GPIO引脚有限，导致无法测试大量的IO引脚。测试结果不够全面，无法得到IO引脚具体的输出电压值，以进行准确的故障分析。
[发明内容]
本发明要解决的技术问题是提供一种能够对解码板的IO引脚进行全面测试的机车信号车载设备解码板的IO测试方法。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是，一种机车信号车载设备解码板的IO测试方法，包括测试设备和被测的解码板，测试设备包括上位机和测试主板，测试主板包括微控制器、第一通道选择模块和第二通道选择模块；上位机与微控制器通信连接，微控制器与解码板的DSP处理器通信连接；第一通道选择模块的控制端和第二通道选择模块的控制端分别接微控制器的控制信号输出端；微控制器的电平输出引脚接第一通道选择模块的信号输入端，第一通道选择模块的多个输出端分别接解码板的多个输入引脚；解码板的多个输出引脚分别接第二通道选择模块的多个输入端，第二通道选择模块的输出端接微控制器的电平输入引脚。
以上所述的IO测试方法，微控制器的电平输出引脚通过电流放大装置接第一通道选择模块的信号输入端，第二通道选择模块的输出端通过电流缩小装置接微控制器的电平输入引脚。
以上所述的IO测试方法，上位机发送IO引脚测试命令给测试主板的微控制器，测试命令包含被测IO引脚的编号和测试类型，测试主板接到命令后开始测试。
以上所述的IO测试方法，解码板的高电平输出检测包括以下步骤：微控制器与解码板的DSP处理器通信，命令解码板指定编号的一个输出引脚输出高电平；之后，DSP处理器向微处理器返回对应输出引脚已输出高电平的通知，微处理器选通第一通道选择模块对应编号的通道，微控制器的ADC测试解码板指定编号输出引脚输出的电压值，判断该电压值是否符合标准，并将判断结果返回上位机；一个输出引脚的高电平输出检测完毕后，进行下一引脚的高电平输出检测，直至全部输出引脚的高电平输出检测完毕。
以上所述的IO测试方法，解码板的低电平输出检测包括以下步骤：微控制器与解码板的DSP处理器通信，命令解码板指定编号的一个输出引脚输出低电平；之后，DSP处理器向微处理器返回对应输出引脚已输出低电平的通知，微处理器选通第一通道选择模块对应编号的通道，微控制器的ADC测试解码板指定编号输出引脚输出的电压值，判断该电压值是否符合标准，并将判断结果返回上位机；一个输出引脚的低电平输出检测完毕后，进行下一引脚的低电平输出检测，直至全部输出引脚的低电平输出检测完毕。
以上所述的IO测试方法，解码板的高电平输入检测包括以下步骤：微处理器选通第二通道选择模块指定编号的通道，向解码板对应的输入引脚输出高电平；微控制器与解码板的DSP处理器通信，获取解码板识别到的电平状态，判断该解码板对应引脚的输入是否正常，并将判断结果返回上位机；一个输入引脚的高电平输入检测完毕后，进行下一输入引脚的高电平输入检测，直至全部输入引脚的高电平输入检测完毕。
以上所述的IO测试方法，解码板的低电平输入检测包括以下步骤：微处理器选通第二通道选择模块指定编号的通道，向解码板对应的输入引脚输出低电平；微控制器与解码板的DSP处理器通信，获取解码板识别到的电平状态，判断该解码板对应引脚的输入是否正常，并将判断结果返回上位机；一个输入引脚的低电平输入检测完毕后，进行下一输入引脚的低电平输入检测，直至全部输入引脚的低电平输入检测完毕。
本发明通过选路可以测试大批量的IO，能够对解码板的IO引脚进行全面测试，缩短了人工处理故障的时间，降低了生产制造环节所存在的安全风险，提高了机车信号车载设备的运用质量，有效地保障了铁路行车的安全性。
[附图说明]
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1是本发明实施例机车信号车载设备解码板测试设备的结构框图。
图2是本发明实施例机车信号车载设备解码板IO测试方法的流程图。
[具体实施方式]
本发明实施例机车信号车载设备解码板测试设备如图1所示，包括上位机和测试主板。测试主板包括微控制器(单片机STM32F427VGT6)、第一通道选择模块和第二通道选择模块。上位机与微控制器通信连接，微控制器与被测解码板的DSP处理器通信连接。第一通道选择模块的控制端和第二通道选择模块的控制端分别接微控制器的控制信号输出端。微控制器DAC的电平输出引脚通过电流放大装置接第一通道选择模块的信号输入端，第一通道选择模块的多个输出端分别接解码板的多个输入引脚。解码板的多个输出引脚分别接第二通道选择模块的多个输入端，第二通道选择模块的输出端通过电流缩小装置接微控制器ADC的电平输入引脚。
第一通道选择模块和第二通道选择模块分别由4个16通道模拟分路器(CD74HCT4067M)组成。
解码板上的输入、输出引脚通过多通道模拟分路器与单片机连接：解码板上的54个输出引脚通过4个16通道模拟分路器(CD74HCT4067M)与单片机(STM32F427VGT6)的DAC1(PA4)引脚连接；解码板上的62个输入引脚通过4个16通道模拟分路器与单片机(STM32F427VGT6)的ADC0(PA0)引脚连接。
上位机中存储有解码板IO引脚的编号。解码板测试时，上位机发送IO引脚测试命令给测试主板的微控制器，测试命令包含被测IO引脚的编号和测试类型，(测试类型包括输出测试或输入测试)，测试主板接到命令后开始测试。
1、解码板的高电平输出检测包括以下步骤：微控制器通过UART与解码板的DSP处理器通信，命令解码板指定编号的一个输出引脚输出高电平。之后，DSP处理器向微处理器返回对应输出引脚已输出高电平的通知，微处理器选通第一通道选择模块对应编号的通道，微控制器的ADC测试解码板指定编号输出引脚输出的电压值，判断该电压值是否符合标准，并将判断结果返回上位机。一个输出引脚的高电平输出检测完毕后，进行下一引脚的高电平输出检测，直至全部输出引脚的高电平输出检测完毕。
测试标准(CMOS-5V输出：高电平4.5～5.5V，低电平0～0.5V；TTL-3.3V输出：高电平3.0～3.6V，低电平0～0.3V)。
2、解码板的低电平输出检测包括以下步骤：微控制器通过UART与解码板的DSP处理器通信，命令解码板指定编号的一个输出引脚输出低电平。之后，DSP处理器向微处理器返回对应输出引脚已输出低电平的通知，微处理器选通第一通道选择模块对应编号的通道，微控制器的ADC测试解码板指定编号输出引脚输出的电压值，判断该电压值是否符合标准，并将判断结果返回上位机。一个输出引脚的低电平输出检测完毕后，进行下一引脚的低电平输出检测，直至全部输出引脚的低电平输出检测完毕。
测试标准(CMOS-5V输出：高电平4.5～5.5V，低电平0～0.5V；TTL-3.3V输出：高电平3.0～3.6V，低电平0～0.3V)。
3、解码板的高电平输入检测包括以下步骤：微处理器选通第二通道选择模块指定编号的通道，向解码板对应的输入引脚输出2V直流电压，(TTL-5V输入：高电平2.0～5.0V，低电平0～0.8V；TTL-3.3V输入：高电平2.0～3.3V，低电平0～0.8V)。微控制器与解码板的DSP处理器通信，获取解码板识别到的电平状态，判断该解码板对应引脚的输入是否正常，如电平状态为高电平，则对应IO引脚输入正常。并将判断结果返回上位机。一个输入引脚的高电平输入检测完毕后，进行下一引脚的高电平输入检测，直至全部输入引脚的高电平输入检测完毕。
4、解码板的低电平输入检测包括以下步骤：微处理器选通第二通道选择模块指定编号的通道，向解码板对应的输入引脚输出0.8V直流电压(TTL-5V输入：高电平2.0～5.0V，低电平0～0.8V；TTL-3.3V输入：高电平2.0～3.3V，低电平0～0.8V)。微控制器与解码板的DSP处理器通信，获取解码板识别到的电平状态，判断该解码板对应引脚的输入是否正常，如电平状态为低电平，则对应IO引脚输入正常，并将判断结果返回上位机；一个输入引脚的低电平输入检测完毕后，进行下一输入引脚的低电平输入检测，直至全部输入引脚的低电平输入检测完毕。
本发明以上实施例的测试方法通过选路可以测试大批量的IO，能够对解码板的IO引脚进行全面测试，可准确验证机车信号车载设备解码板IO端口的完整性、正确性，根据得到的IO具体值进行故障分析，缩短了人工处理故障的时间，降低了生产制造环节所存在的安全风险，提高了机车信号车载设备的运用质量，有效地保障了铁路行车的安全性。

Claims (7)

1.一种机车信号车载设备解码板的IO测试方法，包括测试设备和被测的解码板，其特征在于，测试设备包括上位机和测试主板，测试主板包括微控制器、第一通道选择模块和第二通道选择模块；上位机与微控制器通信连接，微控制器与解码板的DSP处理器通信连接；第一通道选择模块的控制端和第二通道选择模块的控制端分别接微控制器的控制信号输出端；微控制器的电平输出引脚接第一通道选择模块的信号输入端，第一通道选择模块的多个输出端分别接解码板的多个输入引脚；解码板的多个输出引脚分别接第二通道选择模块的多个输入端，第二通道选择模块的输出端接微控制器的电平输入引脚。
2.根据权利要求1所述的IO测试方法，其特征在于，微控制器的电平输出引脚通过电流放大装置接第一通道选择模块的信号输入端，第二通道选择模块的输出端通过电流缩小装置接微控制器的电平输入引脚。
3.根据权利要求1所述的IO测试方法，其特征在于，上位机发送IO引脚测试命令给测试主板的微控制器，测试命令包含被测IO引脚的编号和测试类型，测试主板接到命令后开始测试。
4.根据权利要求3所述的IO测试方法，其特征在于，解码板的高电平输出检测包括以下步骤：微控制器与解码板的DSP处理器通信，命令解码板指定编号的一个输出引脚输出高电平；之后，DSP处理器向微处理器返回对应输出引脚已输出高电平的通知，微处理器选通第一通道选择模块对应编号的通道，微控制器的ADC测试解码板指定编号输出引脚输出的电压值，判断该电压值是否符合标准，并将判断结果返回上位机；一个输出引脚的高电平输出检测完毕后，进行下一引脚的高电平输出检测，直至全部输出引脚的高电平输出检测完毕。
5.根据权利要求3所述的IO测试方法，其特征在于，解码板的低电平输出检测包括以下步骤：微控制器与解码板的DSP处理器通信，命令解码板指定编号的一个输出引脚输出低电平；之后，DSP处理器向微处理器返回对应输出引脚已输出低电平的通知，微处理器选通第一通道选择模块对应编号的通道，微控制器的ADC测试解码板指定编号输出引脚输出的电压值，判断该电压值是否符合标准，并将判断结果返回上位机；一个输出引脚的低电平输出检测完毕后，进行下一输出引脚的低电平输出检测，直至全部输出引脚的低电平输出检测完毕。
6.根据权利要求3所述的IO测试方法，其特征在于，解码板的高电平输入检测包括以下步骤：微处理器选通第二通道选择模块指定编号的通道，向解码板对应的输入引脚输出高电平；微控制器与解码板的DSP处理器通信，获取解码板识别到的电平状态，判断该解码板对应引脚的输入是否正常，并将判断结果返回上位机；一个输入引脚的高电平输入检测完毕后，进行下一输入引脚的高电平输入检测，直至全部输入引脚的高电平输入检测完毕。
7.根据权利要求3所述的IO测试方法，其特征在于，解码板的低电平输入检测包括以下步骤：微处理器选通第二通道选择模块指定编号的通道，向解码板对应的输入引脚输出低电平；微控制器与解码板的DSP处理器通信，获取解码板识别到的电平状态，判断该解码板对应引脚的输入是否正常，并将判断结果返回上位机；一个输入引脚的低电平输入检测完毕后，进行下一输入引脚的低电平输入检测，直至全部输入引脚的低电平输入检测完毕。
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