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燃料开关测试系统的设计与实现
来源:本站整理  作者:佚名  2009-12-21 09:07:11




3.2 过压保护
    燃料开关外部需+12 V电压供电,经产品内部电源电路转化为+5 V电压给单片机提供电压,因此如果其电源电路出现故障,或受到汽车内其他电器设备的电压干扰使提供给单片机的电压过高,或由于其他形式的制造缺陷,都有可能使被测开关的电源异常,这会损坏燃料开关,进而损坏与相连接的测试系统。因此,需要设计一个过压保护与检测电路,检测燃料开关内的单片机的电源电压,当此电压正常时(+5 V±2%),测试系统可以继续对其检测,但当此电压过高,则自动切断燃料开关的外部电源,达到保护燃料开关的目的。图5即为该保护电路。

    测试系统外部由+12 V电源供电,双二极管D1的作用是防止电压反接;由于汽车内干扰很多,双三极管T1构成一个钳位电路,使T2的集电极电压稳定在+12 V左右;Z1为电源芯片,提供+13 V电压;T2是电源电路的开关三极管,当基极为高电平,POWER端输出+12 V左右,当基极为低电平,POWER端输出为0 V;三极管Q1控制T2的基极电压,即控制了整个电源电路的通断,当Q1基极为高电压,三极管Q1导通,则T2的基极为低电压,T2断开,POWER输出电压为0 V,当Q1基极提供低电压,三极管断开,T2基极电压为+13 V,T2导通,则POWER输出端提供+12 V电压。POWER输出端连接到燃料开关的电源端。
    将燃料开关的电源电路输出端引出,连接到单片机P89LPC938的AD06转换口,不断检测此电压值,由于P89LPC938的工作电压为+3.3 V,而燃料开关的电压最小为0 V,最大为+11 V,所以要将此电压用电阻分压后再进行转换。这里选用100 Ω和470 Ω的电阻,则AD06端最小输入为0 V,最大输入为+2.1 V,不超过单片机的工作电压,在被测为+5 V时,AD06输入端电压为0.877 V,单片机通过比较,判断被测电压是否为安全电压。若为安全电压,单片机的I/O口P2.7置0,即保护电路的Q1基极为低电平,保护电路导通,可以正常对燃料开关进行测试;若被测电压高于+5 V,单片机将P2.7脚置1,则保护电路断开,燃料开关立即断电,由于通电时间较短,不会对燃料开关造成损害。
3.3 频率检测
    燃料开关是以数字通信方式与其他组件进行协同工作的,异步通信的工作频率则取自其中单片机的内部时钟,由于制造离散度及环境温度等的影响,实际的工作频率会发生漂移。为确保通信的可靠性,需要确认燃料开关工作在适当的频率范围内,故需要对其实际的通信频率检测与确认。要测试时钟信号的频率,可以通过测试一定区间内脉冲的个数来实现,测试时间越长,精度越高。本测试系统用D触发器和单片机的计数、定时功能来完成此检测。图6即为此频率检测电路。

    系统选用由两个D触发器集成的芯片74AHC74,其工作性质如表1所示。只用其中一个D触发器,其时钟脉冲由单片机P89LPC938提供,将被测时钟TEST CLK连接到1D端,1Q端接至单片机的计数器T0端,T1作为定时器使用。

    开始测试时,测试人员设置测试时间,即设置T1的计数值(取1 s),系统时钟SCK作为D触发器的时钟脉冲,在SCK的上升沿检测TEST CLK的信号,如果1Q/T0为0→1,说明被测波形为一次上升沿,当1Q端再次检测到0→1,即为TEST CLK一个周期。计数器T0在每个下降沿加1,计下1 s内下降沿个数即可求出T0的频率,从而求得被测频率。在计数的开始或结束时可能会丢掉一个周期,会对频率的推算带来误差,但由于计数的基数很大,这个误差可以忽略不计。


4 结 语
    运行结果表明,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。

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