專利名稱：汽車儀表盤led指示燈測試儀的制作方法
汽車儀表盤LED指示燈測試儀 技術(shù)方案 本發(fā)明涉及一種測試儀器，特別涉及一種汽車儀表盤LED指示燈測試儀。
背景技術(shù)：
我公司在實施汽車儀表盤控制板產(chǎn)業(yè)化系統(tǒng)工程中遇到了 LED指示燈測試問題， 國內(nèi)沒有現(xiàn)成的針對該產(chǎn)品的測試儀器，國外有類似功能的儀器，且需定制而且費用很高， 因此LED指示燈測試儀成了制約汽車儀表盤控制板產(chǎn)業(yè)化的瓶頸。為了解決此瓶頸問題我 們確定了自主開發(fā)LED指示燈測試儀。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于現(xiàn)有技術(shù)存在的現(xiàn)狀，本發(fā)明提供了一種采用單片機(jī)控制，實現(xiàn)快速、準(zhǔn)確的 檢測LED燈故障的汽車儀表盤LED指示燈測試儀。 本發(fā)明為實現(xiàn)上述目的，所采取的技術(shù)方案是一種汽車儀表盤LED指示燈測試 儀，其特征在于包括設(shè)置在測試臺內(nèi)存儲有檢測程序的控制電路，所述測試臺包括控制 箱、固定有定位柱的PCB定位板、固定有軸套的針床、與針床相固定的針床上板、立柱、上蓋 板、壓把，所述上蓋板通過四根立柱與PCB定位板相固定，其中兩根立柱穿過軸套與針床活 動連接，所述壓把與上蓋板相固定，與壓把相連的壓軸穿過上蓋板與針床上板固定，所述 PCB定位板固定在控制箱上；所述控制電路為控制電路A、控制電路B兩塊相同的電路，控制 電路包括主芯片Ul、輔助芯片U2、輔助芯片U3、繼電器矩陣、電源、總報警燈、指示燈、被測 LED燈、電源開關(guān)及復(fù)位鍵，數(shù)個所述指示燈、數(shù)個所述被測LED燈及總報警燈分別與輔助 芯片U3、輔助芯片U2、主芯片Ul連接，輔助芯片U3、輔助芯片U2相連接并分別與主芯片Ul 連接，主芯片U1、連接有電源開關(guān)的電源分別與繼電器矩陣連接，繼電器矩陣的輸出電壓分 別輸出給與輔助芯片U3、輔助芯片U2、主芯片Ul相連的數(shù)個被測LED燈，所述復(fù)位鍵分別 與主芯片Ul、輔助芯片U2、輔助芯片U3連接。
—種汽車儀表盤LED指示燈測試儀，其特征在于所述檢測程序包括以下步驟
(1)、上電復(fù)位，U1、U2、U3初始化，將計數(shù)位n賦值10，即待測LED的供電電壓V將 有15V 5V變化10次； (2) 、Ul控制繼電器矩陣使V = 15-(10-n); (3)、Ul向U2、U3的INTO發(fā)出中斷信號，示意電壓已經(jīng)變換完成，可以對待測LED 進(jìn)行AD采集了 ； (4) 、U2、U3收到Ul發(fā)出的中斷信號后，對待測LED進(jìn)行AD采集轉(zhuǎn)換，并將采集結(jié) 果運算存儲到相應(yīng)存儲區(qū)域，即電路板A的Ul采集6個LED，電路板B的Ul采集5個LED, U2、U3都采集6個LED ; (5)、U1、U2、U3采集完成了進(jìn)入下一步，如果采集沒完成則返回上一步； (6)、采集每完成一次后，U1、U2、U3計數(shù)位n = n-l，Ul、U2、U3判斷n是否為O，若
不為0，則IO次采集未完成，則返回第二步變化電壓繼續(xù)采集，若為O，表明IO次電壓變化下的采集工作全部結(jié)束，下一步對結(jié)果進(jìn)行判斷輸出； (7)、采集值與給定范圍值比較，在范圍內(nèi)則總報警燈不亮，相應(yīng)指示燈亮，若采集 結(jié)果超出指定范圍則總報警燈亮，相應(yīng)指示燈滅。最后將測試結(jié)果輸出到面板上，測試過程 結(jié)束。 根據(jù)二極管正向?qū)?，反向截止的特性，可以通過檢測LED有無電流流過判斷LED 是否焊反及有無漏焊等造成LED不能發(fā)光現(xiàn)象； 性能不良的二極管電流也會與正常的二極管有所不同，把被測LED電流與基準(zhǔn)電 流比較加以區(qū)分，實現(xiàn)了由于LED自身性能不良，虛焊等導(dǎo)致的LED不能正常發(fā)光的現(xiàn)象；
由于LED的發(fā)光顏色決定于所用材料，所以不同顏色的LED在相同的電壓下導(dǎo)通 后流過的電流是不同的，可以通過對不同顏色LED電流的區(qū)分達(dá)到對LED顏色的區(qū)分，從而 實現(xiàn)了顏色的判別。 由于不同顏色LED間電流差別很小，要實現(xiàn)對不同顏色LED電流的區(qū)分就要對LED 電流進(jìn)行精確采集和運算，這就要求就必須有高精度的A/D轉(zhuǎn)換器，要實現(xiàn)對采集結(jié)果的 復(fù)雜運算比較就要采用單片機(jī)。由于性能好的A/D價格昂貴，而如果采用一個A/D復(fù)用，由 于被測LED多達(dá)35個，每個LED都要經(jīng)過10次的電壓變化，如果按每次電壓變化用1秒鐘， 則一塊電路板測完就需要大概6分鐘，這樣的效率是絕對不允許的，也是不能接受的。最 后選用raiLIP的P87C591帶6個10位A/D轉(zhuǎn)換器的單片機(jī)作為采集控制芯片，這樣6片 P87C591就解決了從繼電器控制到信號采集、運算處理及最終檢測結(jié)果輸出的全部問題。而 且采用單片機(jī)內(nèi)置A/D轉(zhuǎn)換器性能穩(wěn)定，外部干擾小，總體性價比高。 本發(fā)明的有益效果是該測試儀嵌入了單片機(jī)，且內(nèi)置A/D轉(zhuǎn)換器，整體性能穩(wěn) 定，抗干擾性強(qiáng)，易操作。與進(jìn)口類似功能產(chǎn)品價格相比還不到1/15，性價比很高，是實現(xiàn)汽 車儀表盤產(chǎn)業(yè)化項目的良好選擇。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖并作為摘要附圖。 圖2為本發(fā)明控制箱面板圖。 圖3為本發(fā)明針床的俯視圖。 圖4為本發(fā)明控制電路A原理框圖。 圖5為本發(fā)明控制電路B原理框圖。 圖6為本發(fā)明繼電器矩陣電路圖。 圖7為本發(fā)明單片機(jī)U1的軟件流程圖。 圖8為本發(fā)明單片機(jī)U2的軟件流程圖。 圖9為本發(fā)明單片機(jī)U3的軟件流程圖。 圖10為本發(fā)明實現(xiàn)檢測控制的軟件流程圖。
具體實施例方式
如圖1、2、3所示，汽車儀表盤LED指示燈測試儀，包括設(shè)置在測試臺內(nèi)存儲有檢測 程序的控制電路，測試臺包括控制箱1、固定有定位柱2-1的PCB定位板2、固定有軸套3-1 的針床3、與針床3相固定的針床上板4 立柱5、上蓋板6、壓把7。
在PCB定位板2板面靠近四個角的位置，通過螺釘對稱固定四個定位柱2-l，對待 測電路板起到定位作用，在針床3面上的兩端位置，對稱鑲嵌兩個軸套3-1 ，將針床上板4通 過兩個立板4-1用螺釘與針床3固定在一起形成了一個整體針床，將四根立柱5的一端通 過螺釘分別對稱固定在PCB定位板2板面的兩端上，將整體針床上的兩個軸套3-1分別套 入前端的兩根立柱5上，兩個軸套3-1與兩個立柱5滑配合，將上蓋板6放在四根立柱5的 另一端上，通過螺釘與四根立柱5固定在一起，將壓把7固定在上蓋板6上，與壓把7相連 的壓軸7-1穿過上蓋板6與針床上板4相固定，當(dāng)抬起或壓下壓把7時可帶動整體針床上、 下移動，以上結(jié)構(gòu)構(gòu)成了手動壓臺，最后將手動壓臺通過螺釘固定在控制箱1上，整個測試 臺組裝完成。 控制箱1上設(shè)有兩個電源開關(guān)l-l、兩個報警燈l-2、兩個復(fù)位鍵l-3、三十五個指 示燈1-4。針床3上設(shè)有三十五對測試針3-2，三十五對測試針3-2與控制箱1上設(shè)有的 三十五個指示燈1-4排列位置相對稱。 如圖4、5、6所示，控制電路為控制電路A、控制電路B兩塊相同的電路，控制電路 包括主芯片Ul、輔助芯片U2、輔助芯片U3、繼電器矩陣、電源、總報警燈l-2、指示燈1-4、 被測LED燈(即針床上設(shè)置的測試針3-2，測試針3-2按對組成，每對測試針3_2與被測電 路板上LED燈的正負(fù)兩個極接觸，實現(xiàn)對一個被測LED燈的測試)、電源開關(guān)1-1及復(fù)位鍵 l-3，數(shù)個指示燈l-4、數(shù)個被測LED燈及總報警燈1-2分別與輔助芯片U3、輔助芯片U2、主 芯片Ul連接，輔助芯片U3、輔助芯片U2相連接并分別與主芯片Ul連接，主芯片Ul、連接有 電源開關(guān)1-1的電源分別與繼電器矩陣連接，繼電器矩陣的輸出電壓分別輸出給與輔助芯 片U3、輔助芯片U2、主芯片Ul相連的數(shù)個被測LED燈，復(fù)位鍵分別與主芯片Ul、輔助芯片 U2、輔助芯片U3連接?？刂齐娐稟中與主芯片Ul、輔助芯片U2、輔助芯片U3分別相連接的 數(shù)個指示燈1-4各為六個，數(shù)個被測LED燈各為六個(即針床上設(shè)置的六對測試針3-2);控 制電路B中與輔助芯片U2、輔助芯片U3分別相連接的數(shù)個指示燈l-4各為六個、數(shù)個被測 LED燈各為六個(即針床上設(shè)置的六對測試針3-2)，與主芯片Ul相連接的數(shù)個指示燈1-4 為五個、數(shù)個被測LED燈為五個(即針床上設(shè)置的五對測試針3-2)。繼電器矩陣包括數(shù)個 繼電器、數(shù)個電阻，所述數(shù)個電阻串聯(lián)，在每個電阻兩端并聯(lián)一個繼電器，串聯(lián)電阻的一端 接直流電源，串聯(lián)電阻另一端接地。數(shù)個繼電器為十九個、數(shù)個電阻為二十個。
測試過程由于被測儀表盤上的部分LED相互之間有關(guān)聯(lián)，不能同時點亮，所以將 被測LED分成兩個部分分別測試(控制電路A、控制電路B)，以下為測試儀通過軟件程序?qū)?每組測試的工作過程，兩組原理相同。 如圖7、8、9、10所示，上電復(fù)位，U1、U2、U3初始化，初始化的內(nèi)容包括1.設(shè)定采 集結(jié)果的上下限范圍值；2.為采集結(jié)果劃分存儲區(qū)域；3. Ul、 U2、 U3將計數(shù)位n賦值10，即 待測LED的供電電壓V將有15V 5V變化10次，每個芯片將采集10次不同電壓下LED的 電流值，電壓V的變化由主芯片Ul控制繼電器矩陣變化得到。初始化后，Ul控制V = 15V 后，Ul向U2、U3的INTO發(fā)出中斷信號，示意電壓已經(jīng)變換完成，可以進(jìn)行信號采集了， U2、 U3收到Ul發(fā)出的中斷信號后，對待測LED進(jìn)行AD采集轉(zhuǎn)換，并將采集結(jié)果運算存儲到相應(yīng) 存儲區(qū)域。U2采集完成后向U3的INT1發(fā)出中斷信號，將U3的INT1標(biāo)志位置位，示意U2 已采集轉(zhuǎn)換完成。U3采集完成后檢驗中斷標(biāo)志有無置位，若有則向Ul的INT1發(fā)出中斷，示 意U2、 U3均已采集轉(zhuǎn)換完成，可以進(jìn)行電壓變換，進(jìn)行下一次采集；若U3中斷標(biāo)志沒被置
6位，U3等待U2中斷的到來，直到U2中斷到來后向Ul的INT1發(fā)出中斷，示意U2、U3均已采 集轉(zhuǎn)換完成，可以進(jìn)行電壓變換，進(jìn)行下一次采集。采集每完成一次后，U1、U2、U3計數(shù)位n =n-l，Ul、U2、U3判斷n是否為O，若不為O，主控芯片Ul變換電壓V， Ul、 U2、 U3重復(fù)上述 采集過程直至10次采集完成計數(shù)位n = 0，U1、U2、U3跳出循環(huán)采集過程，進(jìn)入判斷輸出程 序。若采集的結(jié)果滿足指定范圍則總報警燈不亮，相應(yīng)指示燈亮；若采集結(jié)果超出指定范圍 則總報警燈亮，相應(yīng)指示燈滅。最后將測試結(jié)果輸出到面板上，測試過程結(jié)束。
工作原理單片機(jī)控制繼電器矩陣，單片機(jī)復(fù)位時控制繼電器1 10全部導(dǎo)通，繼 電器11 19斷開，此時電阻1 9被短路，電壓V = 15V，主單片機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行AD采集 轉(zhuǎn)換。待AD采集轉(zhuǎn)換完成后，主單片機(jī)控制繼電器矩陣，使V以上部分一個繼電器斷開，此 時乂= (14R/15R)X15= 14V，完成一次電壓變化。接下來，系統(tǒng)每采集完一次，主單片機(jī)控 制繼電器矩陣使V以上部分一個繼電器斷開，V以下部分一個繼電器導(dǎo)通，如此變化10次， 使V點電壓由15V遞減至5V。通過單片機(jī)控制繼電器矩陣，實現(xiàn)被測LED供電電壓從15V 經(jīng)十次變化遞減到5V。電壓每變化一次，單片機(jī)對每個LED測試點電壓進(jìn)行一次A/D采集 轉(zhuǎn)換，把采集轉(zhuǎn)換的結(jié)果累加。將十次采集轉(zhuǎn)換的累加值與標(biāo)準(zhǔn)門限值比較，滿足標(biāo)準(zhǔn)門限 值的即為合格品，相應(yīng)指示燈不滅，總報警燈不亮；超出門限范圍則相應(yīng)指示燈滅，且總報 警燈亮。最終實現(xiàn)同一電路板上的35個LED，只要有漏焊、連焊、虛焊等焊接不良和LED自 身性能不良就會總報警(總指示燈亮)，且相應(yīng)指示燈指示(滅)，實現(xiàn)了同一電路板上的 35個LED的快速、準(zhǔn)確地檢測。
操作流程 — 、將待測電路板放入測試臺PCB定位板上，定位柱將待測電路定位；
二、接通電源，給設(shè)備提供220V供電； 三、將壓把向下壓下，整體針床向下移動，整體針床上固定的與控制電路主芯片、 輔助芯片通過導(dǎo)線相連的三十五對測試針與被測電路板上的三十五個被測LED燈正負(fù)兩 個極對應(yīng)接觸； 四、打開其中一個電源開關(guān)，按下相應(yīng)復(fù)位鍵，開始測試，測試完成后關(guān)閉電源開 關(guān)，打開另一個電源開關(guān)，按下另一個復(fù)位鍵，開始另一半測試，測試完成后關(guān)閉電源開 關(guān)； 五、將壓把抬起，整體針床向上移動，整體針床上固定的三十五對測試針與被測電 路板上的三十五個被測LED燈的正負(fù)兩個極脫開；
六、取下測完的電路板，本次測試完成。
結(jié)果分析 —、兩步測量均未報警，顯示面板上燈均未熄滅，可認(rèn)為該板35個LED均正常，未 發(fā)生漏件、焊反、壞件等故障； 二、兩步測量任何一次發(fā)生報警，顯示面板上的燈有個別熄滅，可視該板35個LED 有異常，可能發(fā)生漏件、焊反、壞件等故障，請到顯示面板燈的對應(yīng)位置查找。
權(quán)利要求
一種汽車儀表盤LED指示燈測試儀，其特征在于包括設(shè)置在測試臺內(nèi)存儲有檢測程序的控制電路，所述測試臺包括控制箱(1)、固定有定位柱(2-1)的PCB定位板(2)、固定有兩個軸套(3-1)的針床(3)、與針床(3)相固定的針床上板(4)、立柱(5)、上蓋板(6)、壓把(7)，所述上蓋板(6)通過四根立柱(5)與PCB定位板(2)相固定，其中兩根立柱(5)穿過兩個軸套(3-1)與針床(3)活動連接，所述壓把(7)與上蓋板(6)相固定，與壓把(7)相連的壓軸(7-1)穿過上蓋板(6)與針床上板(4)固定，所述PCB定位板(2)固定在控制箱(1)上；所述控制電路為控制電路A、控制電路B兩塊相同的電路，控制電路包括主芯片U1、輔助芯片U2、輔助芯片U3、繼電器矩陣、電源、總報警燈(1-2)、指示燈(1-4)、被測LED燈、電源開關(guān)(1-1)及復(fù)位鍵(1-3)，數(shù)個所述指示燈(1-4)、數(shù)個所述被測LED燈及總報警燈(1-2)分別與輔助芯片U3、輔助芯片U2、主芯片U1連接，輔助芯片U3、輔助芯片U2相連接并分別與主芯片U1連接，主芯片U1、連接有電源開關(guān)(1-1)的電源分別與繼電器矩陣連接，繼電器矩陣的輸出電壓分別輸出給與輔助芯片U3、輔助芯片U2、主芯片U1相連的數(shù)個被測LED燈，所述復(fù)位鍵(1-3)分別與主芯片U1、輔助芯片U2、輔助芯片U3連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車儀表盤LED指示燈測試儀，其特征在于所述控制箱(1) 上設(shè)有兩個電源開關(guān)(1-1)、兩個報警燈(1-2)、兩個復(fù)位鍵(1-3)、三十五個指示燈(1-4)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的汽車儀表盤LED指示燈測試儀，其特征在于所述針床 (3)上設(shè)有三十五對測試針(3-2)，三十五對測試針(3-2)與控制箱(1)上設(shè)有的三十五個 指示燈(1-4)排列位置相對稱。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車儀表盤LED指示燈測試儀，其特征在于所述控制電路 A中與主芯片Ul、輔助芯片U2、輔助芯片U3分別相連接的數(shù)個指示燈(1-4)、數(shù)個被測LED 燈各為六個；所述的控制電路B中與輔助芯片U2、輔助芯片U3分別相連接的數(shù)個指示燈 (1-4)、數(shù)個被測LED燈各為六個，與主芯片Ul相連接的數(shù)個指示燈(1-4)、數(shù)個被測LED燈 各為五個。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車儀表盤LED指示燈測試儀，其特征在于所述繼電器矩 陣包括數(shù)個繼電器、數(shù)個電阻，所述數(shù)個電阻串聯(lián)，在每個電阻兩端并聯(lián)一個繼電器，串聯(lián) 電阻的一端接直流電源，串聯(lián)電阻另一端接地。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的汽車儀表盤LED指示燈測試儀，其特征在于所述數(shù)個繼電 器為十九個、數(shù)個電阻為二十個。
7. —種汽車儀表盤LED指示燈測試儀，其特征在于所述檢測程序包括以下步驟(1) 、上電復(fù)位，Ul、 U2、 U3初始化，將計數(shù)位n賦值10，即待測LED的供電電壓V將有 15V 5V變化10次；(2) 、Ul控制繼電器矩陣使V二 15-(10-n);(3) 、Ul向U2、U3的INTO發(fā)出中斷信號，示意電壓已經(jīng)變換完成，可以對待測LED進(jìn)行 AD采集了 ;(4) 、U2、U3收到Ul發(fā)出的中斷信號后，對待測LED進(jìn)行AD采集轉(zhuǎn)換，并將采集結(jié)果運 算存儲到相應(yīng)存儲區(qū)域，即電路板A的Ul采集6個LED，電路板B的Ul采集5個LED， U2、 U3都采集6個LED ;(5) 、 Ul、 U2、 U3采集完成了進(jìn)入下一步，如果采集沒完成則返回上一步；(6) 、采集每完成一次后，Ul、 U2、 U3計數(shù)位n = n-l， Ul、 U2、 U3判斷n是否為O，若不為O，則10次采集未完成，則返回第二步變化電壓繼續(xù)采集，若為O，表明10次電壓變化下 的采集工作全部結(jié)束，下一步對結(jié)果進(jìn)行判斷輸出；(7)、采集值與給定范圍值比較，在范圍內(nèi)則總報警燈不亮，相應(yīng)指示燈亮，若采集結(jié)果 超出指定范圍則總報警燈亮，相應(yīng)指示燈滅。最后將測試結(jié)果輸出到面板上，測試過程結(jié) 束。
全文摘要
本發(fā)明涉及汽車儀表盤LED指示燈測試儀，測試臺上蓋板通過四根立柱與PCB定位板相固定，其中兩根立柱穿過軸套與針床活動連接，壓把與上蓋板相固定，與壓把相連的壓軸穿過上蓋板與針床上板固定，PCB定位板固定在控制箱上；控制電路為兩塊相同的電路，控制電路的指示燈、被測LED燈及總報警燈分別與輔助芯片U3、輔助芯片U2、主芯片U1連接，輔助芯片U3、輔助芯片U2相連接并分別與主芯片U1連接，主芯片U1、電源分別與繼電器矩陣連接，繼電器矩陣的輸出電壓分別輸出給與輔助芯片U3、輔助芯片U2、主芯片U1相連的數(shù)個被測LED燈，復(fù)位鍵分別與主芯片U1、輔助芯片U2、輔助芯片U3連接。該測試儀嵌入了單片機(jī)，內(nèi)置A/D轉(zhuǎn)換器，整體性能穩(wěn)定，抗干擾性強(qiáng)，易操作。與進(jìn)口類似功能產(chǎn)品價格相比還不到1/15，是實現(xiàn)汽車儀表盤產(chǎn)業(yè)化項目的良好選擇。
文檔編號G01R31/44GK101710172SQ20091022830
公開日2010年5月19日 申請日期2009年11月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月18日
發(fā)明者叢凱, 歷嘉琦, 孟輝, 曹文成, 王克偉, 谷麗秋, 高長澤 申請人:天津市中環(huán)電子計算機(jī)有限公司