電動車控制器自動測試系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)（一）

0 引言

目前國內(nèi)外電動車技術(shù)高速發(fā)展，歐美許多國家已經(jīng)將向年長者及殘障人士提供電動車作為社會保障體系的一部分，其中控制器是電動車的核心零部件，決定了電動車的穩(wěn)定性與可靠性.如何保障電控零件的質(zhì)量穩(wěn)定性和一致性，是本文研究的重點.

對于控制器的傳統(tǒng)測試，大多只測試電路板的電氣特性，普遍存在著測試點測試工序繁瑣，部分特性很難檢測;數(shù)據(jù)量大，處理困難;人工檢測效率低，人為因素加大;產(chǎn)品追溯困難等問題.針對上述不足，本文設(shè)計并實現(xiàn)了能對電動車控制器各功能在線自動檢測的智能測試系統(tǒng).該系統(tǒng)能通過控制分析軟件的調(diào)度，結(jié)合模擬負載裝置，自動進行功能測試，可以基本消除人為不確定因素.人機界面友好，顯示的測試參數(shù)豐富，可自動出具測試報告，并將測試結(jié)果存在數(shù)據(jù)庫中，留作歷史數(shù)據(jù)記錄以待查詢.

1 電動車控制器測試系統(tǒng)的組成及工作原理本文所針對的電動車控制器包括串口通信模塊，前后燈及喇叭的控制與故障檢測，速度控制與檢測模塊，電源控制模塊，電機功率驅(qū)動等.由于電子元器件本身存在質(zhì)量缺陷及生產(chǎn)中出現(xiàn)各種工藝問題，將會導(dǎo)致控制器硬件在某方面工作不正常，因此測試系統(tǒng)必須能夠檢測出硬件的所有問題，并快速定位.控制器輸入信號有開關(guān)量.模擬量.脈沖量等，輸出信號為驅(qū)動電機的模擬量，并有雙向通信的串口信號.

該智能測試設(shè)備由系統(tǒng)電源模塊，主控制器PIC18F65J10,通信模塊，車燈與喇叭的負載模擬與檢測模塊，電機信號模擬與反饋檢測模塊，行駛信號與速度傳感器模擬模塊組成.測試系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖如圖1所示.

測試系統(tǒng)工作原理：測試人員在PC 機界面選擇要測試的條目，PC 機通過串口1將此命令發(fā)送給測試設(shè)備;測試設(shè)備解析控制分析軟件的條目命令，模擬出該模塊的信號并輸入至控制器，同時，測試設(shè)備通過串口2和控制器進行通信，命令控制器啟動該模塊的功能.由測試設(shè)備采集數(shù)據(jù)將結(jié)果實時發(fā)送至PC 機;PC 的控制分析軟件通過對比信號的檢測值與預(yù)設(shè)值是否一致來判定控制器是否工作正常，并將該產(chǎn)品的測試數(shù)據(jù)保存到數(shù)據(jù)庫中，以待查詢.

2 系統(tǒng)硬件設(shè)計2.1 系統(tǒng)電源的設(shè)計不同芯片對供電電壓的要求也不同，本測試系統(tǒng)中，單片機所需的電壓為3. 3 V,而行駛控制與速度傳感器模擬電路，所需要的電壓為5 V,因此，電源模塊的設(shè)計要滿足需求，設(shè)計時就需要兼顧兩者，外部只需提供24 V 電瓶電壓即可.電源電路設(shè)計如圖2所示.

本系統(tǒng)選用LM2576和LM1117兩個穩(wěn)壓器.分別提供5 V,3.3 V穩(wěn)定的電壓，為了防止短路加了保險絲F1.

2.2 主處理器的設(shè)計微處理器選用Microchip 公司最新加密型CPU-PIC18F65J10單片機.該單片機將大量的外圍模塊整合到單片機內(nèi)，包括看門狗.兩個串行通信口(UART 0,1).一個SPI 口.一個10 位A/D 轉(zhuǎn)換器.基本定時器(BasicTimer)等，處理速度快，足夠滿足系統(tǒng)要求，且該單片機具有簡單實用.成本低.抗干擾能力強.功耗低等特點.

PIC18F65J10單片機電路設(shè)計原理圖如圖3所示.

2.3 模擬燈及喇叭驅(qū)動電路的負載設(shè)計控制器對各種燈(大燈.轉(zhuǎn)向燈.剎車燈)的驅(qū)動是在燈的兩端加載24 V 電壓，通過的電流是恒定的.因此模擬驅(qū)動電路的負載，就是在驅(qū)動電路的兩端加上一個電阻模擬燈，使其通過的電流和燈相等.以左大燈為例，其他燈和喇叭控制電路原理相似，不再贅述.負載電路檢測圖如圖4所示.

制的一路開關(guān)選通時模擬燈的正常負載.當RD7控制的一路開關(guān)選通時模擬燈的短路負載.當兩路開關(guān)都截止時，模擬燈的斷路狀態(tài).電動車控制器會按照測試設(shè)備的命令對燈的各種狀態(tài)進行檢測.并將檢測結(jié)果傳給測試設(shè)備.

2.4 電機驅(qū)動模塊的模擬設(shè)計電機驅(qū)動模塊是電動車控制器的核心，包括速度控制輸出信號，報警輸入信號，緊急剎車輸出信號，檔位控制輸出信號，電量狀態(tài)輸入信號等，見表1.

輸入信號電路設(shè)計如圖5所示，通過控制引腳控制開關(guān)Q202 的通斷，因為電瓶電源是24 V,而輸入信號的高電平是12 V,因此需要分壓.

輸出信號是電機驅(qū)動模塊根據(jù)測試設(shè)備的指令輸出不同的電壓信號，測試設(shè)備需要對輸出的電壓信號進行檢測.檢測電路如圖6所示，穩(wěn)壓二極管防止波峰電壓過高，電容用來濾波.