CN206893163U - 汽车电工智能考核装置 - Google Patents

Abstract

一种汽车电工智能考核装置,包括外壳，在外壳上设有操作面板，所述装置还包括系统板、1602型LCD屏、PCA9555型端口扩展板、若干第一接线端子和若干第二接线端子，LCD屏固定在操作面板上，第一接线端子和第二接线端子固定在操作面板上，在操作面板上还设有开关K1、复位开关、电源接线端子，所述系统板上设有STC12C5A60S2型单片机，所述LCD屏与单片机电连接，所述端口扩展板与单片机电连接，所述端口扩展板与LCD屏电连接。该装置的电路布线合理，扩展兼容性强，判断精确，以及具备考核结果显示和提示功能。

Description

汽车电工智能考核装置

技术领域

本发明涉及智能考核装置，尤其是一种用于汽车电工的智能考核装置。

背景技术

为世界最大的汽车的生产和消费国，我国的汽车总量近年来保持高速增长，现状2009-2015 年，中国汽车产销量快速增长，2015 年汽车销量接近2500万辆。与之相对应，中国汽车保有量持续增长，从2007 年的0.57 亿辆达到2015 年的1.72 亿辆，翻了不到两番，年复合增长率约14.8%。照此速度发展，预计2020 年中国汽车保有量将突破2亿辆。随着汽车保有量的持续上涨，对于汽车维修行业的技术人才的需求也是日益增多，维修工必须掌握的技术也从之前的单一的机械维修逐渐发展到到现在维修技术人员必须掌握复杂的电控维修，电脑诊断等新的维修技术，社会对于此类人才的缺口也是日益加大。在当前社会，国家为了让更多的人去参与技能培训提高就业竞争力，通过发放补贴的方式来引导人们去参加技能培训，其中汽车高级维修工，汽车维修电工等就是受益的工种之一，参与培训的人在通过相应的技能考核后除了可以领到职业技能证书外还可领取相应的政府补，通过政府的引导，汽车维修工，维修电工的培训也是受到越来越多人的关注和参与。

一些汽车实验中心在2009年就引入了汽车维修电工智能系统板，作为教学和培训的重要教学手段，汽车高级电工智能系统板发挥很大的作用，顺利完成教学和培训的任务，但在培训和教学的过程中，进过多次高强度的使用，原有汽车高级电工智能系统板也存在一些问题，例如有时判断失灵，接触不良等问题，影响培训考核的质量，接线端口不足导致扩展性不强，以及无显示和操作提示功能。

发明内容

本实用新型所解决的技术问题是提供一种用于汽车电工的智能考核装置，针对目前汽车维修电工的培训和相对应的考核内容，达到辅助考生提升动手能力又可以对其进行测设的智能考核装置，并且合理的布线，扩展兼容性强，判断精确，以及具备考核结果显示和提示功能。

为解决上述技术问题，本实用新型所提供的技术方案是：一种汽车电工智能考核装置,包括外壳，在外壳上设有操作面板，所述装置还包括系统板、1602 型LCD屏、PCA9555型端口扩展板、若干第一接线端子和若干第二接线端子，LCD屏固定在操作面板上，第一接线端子和第二接线端子固定在操作面板上，在操作面板上还设有测试开关K1、复位开关、电源接线端子，所述系统板上设有STC12C5A60S2型单片机，所述LCD屏与单片机电连接，所述端口扩展板与单片机电连接，所述端口扩展板与LCD屏电连接；

所述单片机的引脚24 连接LCD屏的引脚4，单片机的引脚25连接LCD屏的引脚6，单片机的引脚10连接端口扩展板的SCL引脚，单片机的引脚10连接端口扩展板的SDA引脚，单片机的引脚43、引脚41、引脚31、引脚35、引脚37、引脚44、引脚42、引脚30、引脚32、引脚34、引脚36、引脚7、引脚8、引脚19、引脚2、引脚3、引脚21、引脚18、引脚20、引脚28、引脚22、引脚39、引脚5、引脚12、引脚9、引脚17、引脚23、引脚40依次连接第二接线端子con1至第二接线端子con28，单片机的引脚33连接相并联的第一接线端子con29至第一接线端子con33，单片机的引脚1和引脚13之间连接有SW-SPST型测试开关K1，引脚4和电源之间设有复位开关，在复位开关的两端并联连接电容C3，在复位开关的两端还并联有电容C10和电阻R3，电容C10和电阻R3串联，单片机的引脚16连接电容C10和电阻R3之间，单片机的引脚16接地，单片机的引脚15和引脚14连接晶振Y1，晶振Y1的两端分别连接电容C4一端和电容C5一端，电容C4和电容C5的另一端接地，单片机的VCC引脚接3.3伏电源；

端口扩展板的引脚13至引脚20连接LCD屏的引脚7至引脚14，端口扩展板的VDD引脚接5伏电源，端口扩展板的VSS引脚接地；

LCD屏的引脚1、引脚3、引脚5、引脚16接地，LCD屏的引脚2、引脚15接5伏电压；

第二接线端子con4连接电阻R2一端，电阻R2的另一端连接LED2，第二接线端子con11连接电阻R1一端，电阻R1的另一端连接LED1，LED1和LED2接3.3伏电源。

上述装置，基于STC12C5A60S2 型单片机和扫描检测算法，对系统板的多个电路节点进行检测，当考生接好操作面板的插线并按下测试按钮，即前述的测试开关K1后，系统会执行I/O扫描程序，依次检测系统板的每一条回路是否连接正确，若所有回路测试均通过，单片机控制LCD屏显示”RIGHT”并控制面板的绿色的led1亮起；当扫描过程中检测到回路接线错误时，系统会将当前接线错误的连接点显示在LCD屏上，并控制面板的红色的led2亮起，方便考生检测错误点并及时进行更正。此外，采用PCA9555型端口扩展板对单片机实现GPIO扩展的技术方案，通过SDA和SCL两线制的I2C通信总线，增多了16个输入输出口，极大增强考核的板的扩展性，还可实现多节点和复杂电路的接线检测，支持多种不同的接线电路，对于不同接线电路只需更改软件判断逻辑，因此系统硬件具有较高的通用性；并且使用PCA9555型端口扩展板，相比使用多口单片机和74HC595扩展输出口，降低了制造成本。并且，该结构小尺寸、低成本；低功耗，延长电池的寿命；提供更多的I/O 口，使处理器能够控制更多的信号，增加功能；一个标准的串行协议接口，即I2C 接口，减少信号传递线路以及CPU 资源；带有中断驱动，避免CPU 轮询造成较大功耗；无需CPU干涉即可发挥主要的功能，如PWM 调光、输入检测等；可以实现输入和输出在高、低电压之间来回切换。

作为改进，端口扩展板的引脚4至引脚11连接第三接线端子con35至第三接线端子con42。

作为具体化，所述第一接线端子、第二接线端子和第三接线端子为3.5mm音频端子。使用3.5mm音频端子，方便考生插拔提高效率，并且能够有效控制成本。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是，基于STC12C5A60S2 单片机控制，可靠高效的扫描检测算法；采用PCA9555端口扩展单元对单片机的I/O口进行扩展，可实现更多节点和复杂电路的接线检测；支持多种不同的接线电路，对于不同接线电路只需更改软件判断逻辑，系统硬件具有较高的通用性；创新性的将显示屏引入系统板，对错误点进行提示，大大提高了考生训练的自我纠错的能力；接线孔的尺寸设计与线束铺设,利用新型集成芯片缩小电路板体积；利用STC12C5A60S2 芯片对各个接线口的识别判断和显示屏等进行控制；通过对系统板进行编程，其中包括判断电路分析和端口识别的程序优化；具备不同模式的选择，一个考试模式和练习模式。

附图说明

图1为本实用新型的操作面板结构图。

图2为本实用新型的电路结构图。

图3为本实用新型的工作流程图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明进行进一步详细说明。

如图1至图3所示，本实施例中的一种汽车电工智能考核装置,包括外壳51、系统板、1602 型LCD屏52、PCA9555型端口扩展板、若干第一接线端子和若干第二接线端子。在外壳51上设有操作面板511，LCD屏52固定在操作面板511上，第一接线端子和第二接线端子固定在操作面板上，在操作面板上还设有测试开关K1、复位开关512、电源接线端子513。如2所示，系统板上设有STC12C5A60S2型单片机，所述LCD屏与单片机电连接，所述端口扩展板与单片机电连接，所述端口扩展板与LCD屏电连接；所述单片机的引脚24 连接LCD屏的引脚4，单片机的引脚25连接LCD屏的引脚6，单片机的引脚10连接端口扩展板的SCL引脚，单片机的引脚10连接端口扩展板的SDA引脚，单片机的引脚43、引脚41、引脚31、引脚35、引脚37、引脚44、引脚42、引脚30、引脚32、引脚34、引脚36、引脚7、引脚8、引脚19、引脚2、引脚3、引脚21、引脚18、引脚20、引脚28、引脚22、引脚39、引脚5、引脚12、引脚9、引脚17、引脚23、引脚40依次连接第二接线端子con1至第二接线端子con28，单片机的引脚33连接相并联的第一接线端子con29至第一接线端子con33，单片机的引脚1和引脚13之间连接有SW-SPST型测试开关K1，引脚4和电源之间设有复位开关，在复位开关的两端并联连接电容C3，在复位开关的两端还并联有电容C10和电阻R3，电容C10和电阻R3串联，单片机的引脚16连接电容C10和电阻R3之间，单片机的引脚16接地，单片机的引脚15和引脚14连接晶振Y1，晶振Y1的两端分别连接电容C4一端和电容C5一端，电容C4和电容C5的另一端接地，单片机的VCC引脚接3.3伏电源；端口扩展板的引脚13至引脚20连接LCD屏的引脚7至引脚14，端口扩展板的VDD引脚接5伏电源，端口扩展板的VSS引脚接地，端口扩展板的引脚4至引脚11连接第三接线端子con35至第三接线端子con42；LCD屏的引脚1、引脚3、引脚5、引脚16接地，LCD屏的引脚2、引脚15接5伏电压；第二接线端子con4连接电阻R2一端，电阻R2的另一端连接红色的LED2，第二接线端子con11连接电阻R1一端，电阻R1的另一端连接绿色的LED1，LED1和LED2接3.3伏电源。

如图3所示，本装置的工作原理是，STC12C5A60S2单片机通过I2C接口与PCA9555端口扩展单元进行通信，利用PCA9555模块实现I/O扩展。单片机I/O口和PCA9555扩展I/O口连接系统板上的多个检测节点以实现检测；同时单片机通过I/O口以并行方式驱动LCD1602显示检测结果。检测实现原理：通过STC12C5A60S2单片机的I/O口和PCA9555扩展I/O口对系统板的多个电路节点进行检测，当学生接好接线板的插线并按下测试测试开关K1后，系统会执行I/O扫描程序，依次检测系统板的每一条回路是否连接正确，具体算法是按照预设顺序对各个节点组合中一个合适的节点赋予高电平，检测此时所有电路节点的电平状态并由此生成状态表，再将此状态表与单片机中预存的对应的正确状态表进行比较，若一致即判定此次所测回路连接正确，重置所有I/O状态后进行下一个回路测试；若不一致则判定此次所测回路连接错误，记录错误节点编号并终止I/O扫描程序。若所有回路测试均通过，单片机控制显示屏显示”RIGHT”并控制面板的绿色的led亮起；当扫描过程中检测到回路接线错误时，系统会将当前接线错误的连接点显示在LCD屏上，并控制面板的红色的led2亮起，方便考生检测错误点并及时进行更正。本设计还加入了考试模式和联系模式，当开启考核模式的时候，屏幕将不会再提示考生错误点。

使用本装置，学校的老师教学更加灵活，在减轻教学的任务的同时提高教学质量，并且扩展性强适用范围广，可以跟据具体的训练和考核要求设置如汽车电动窗电路、空调控制电路等汽车电路训练和考核汽车电工学生，学生在通过本装置的训练后，可以自己查找错漏的地方，提高自己解决问题的能力。

Claims (3)

1.汽车电工智能考核装置,包括外壳，在外壳上设有操作面板，其特征在于，所述装置还包括系统板、1602 型LCD屏、PCA9555型端口扩展板、若干第一接线端子和若干第二接线端子，LCD屏固定在操作面板上，第一接线端子和第二接线端子固定在操作面板上，在操作面板上还设有测试开关K1、复位开关、电源接线端子，所述系统板上设有STC12C5A60S2型单片机，所述LCD屏与单片机电连接，所述端口扩展板与单片机电连接，所述端口扩展板与LCD屏电连接；

所述单片机的引脚24 连接LCD屏的引脚4，单片机的引脚25连接LCD屏的引脚6，单片机的引脚10连接端口扩展板的SCL引脚，单片机的引脚10连接端口扩展板的SDA引脚，单片机的引脚43、引脚41、引脚31、引脚35、引脚37、引脚44、引脚42、引脚30、引脚32、引脚34、引脚36、引脚7、引脚8、引脚19、引脚2、引脚3、引脚21、引脚18、引脚20、引脚28、引脚22、引脚39、引脚5、引脚12、引脚9、引脚17、引脚23、引脚40依次连接第二接线端子con1至第二接线端子con28，单片机的引脚33连接相并联的第一接线端子con29至第一接线端子con33，单片机的引脚1和引脚13之间连接有SW-SPST型测试开关K1，引脚4和电源之间设有复位开关，在复位开关的两端并联连接电容C3，在复位开关的两端还并联有电容C10和电阻R3，电容C10和电阻R3串联，单片机的引脚16连接电容C10和电阻R3之间，单片机的引脚16接地，单片机的引脚15和引脚14连接晶振Y1，晶振Y1的两端分别连接电容C4一端和电容C5一端，电容C4和电容C5的另一端接地，单片机的VCC引脚接3.3伏电源；

端口扩展板的引脚13至引脚20连接LCD屏的引脚7至引脚14，端口扩展板的VDD引脚接5伏电源，端口扩展板的VSS引脚接地；

LCD屏的引脚1、引脚3、引脚5、引脚16接地，LCD屏的引脚2、引脚15接5伏电压；

第二接线端子con4连接电阻R2一端，电阻R2的另一端连接LED2，第二接线端子con11连接电阻R1一端，电阻R1的另一端连接LED1，LED1和LED2接3.3伏电源。

2.根据权利要求1所述的汽车电工智能考核装置，其特征在于：端口扩展板的引脚4至引脚11连接第三接线端子con35至第三接线端子con42。

3.根据权利要求1或2所述的汽车电工智能考核装置，其特征在于：所述第一接线端子、第二接线端子和第三接线端子为3.5mm音频端子。