專利名稱：數(shù)字化車輛儀表模擬裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種數(shù)字化車輛儀表模擬裝置，特別適用車輛儀表系統(tǒng)模擬，是一種通用化的車輛儀表檢測裝置，屬于儀器儀表技術領域，
背景技術：
隨著現(xiàn)代汽車工業(yè)的發(fā)展，車輛性能和智能化水平不斷提升；車輛儀表系統(tǒng)需要檢測的參數(shù)越來越多，如車速、發(fā)動機溫度和轉速、油量、水溫、氣體濃度、安全氣囊、各種指示燈等等。因此，車輛儀表的發(fā)展也越來越快，高精度、高可靠性的數(shù)字化汽車組合儀表得到廣泛應用。同時，為了保護駕駛者和車輛的安全，車輛廠家對各類數(shù)字化的汽車儀表的檢測要求也日趨嚴格。原有的車輛儀表檢測系統(tǒng)和檢測手段已經(jīng)不再符合要求，高精度、廣泛適應性及高復用性已經(jīng)成為車輛儀表檢測系統(tǒng)必然的發(fā)展趨勢。為了滿足這一需求，發(fā)明了一種高技術含量的車輛儀表檢測系統(tǒng)——數(shù)字化車輛儀表模擬機。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是提供一種能夠很好的模擬檢測車輛儀表狀態(tài)，輸出信號種類多 (可模擬各種不同類型傳感器)、范圍寬、精度高、性能穩(wěn)定，并可將所有數(shù)據(jù)適時傳到上位機，進行記錄、分析處理的數(shù)字化車輛儀表模擬裝置。技術解決方案本發(fā)明系統(tǒng)包括CPU控制模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊、觸摸屏人機接口模塊、頻率信號發(fā)生模塊、可編程電壓輸出模塊、開關量輸出模塊、電阻量輸出模塊、電感量測量模塊、CAN 通信模塊、電源模塊。觸摸屏人機接口模塊與CPU控制模塊相連用于輸入各種校驗參數(shù)和檢測指令，并實時顯示所設參數(shù)值和指令參數(shù)；CPU控制模塊，將觸摸屏輸入的各種參數(shù)和命令進行解析處理，與頻率信號發(fā)生模塊連接，將處理后的頻率數(shù)據(jù)傳遞、與可編程電壓輸出模塊連接，將處理后的電壓數(shù)據(jù)傳遞、與開關量輸出模塊連接，將處理后的開關數(shù)據(jù)傳遞、與電阻量輸出模塊連接，將處理后的電阻數(shù)據(jù)傳遞，同時與采集電感量測量模塊連接， 將采集的電感量信號處理結果送觸摸屏人機接口模塊進行顯示；CPU控制模塊連接CAN通信模塊完成與其他設備進行通信；CPU控制模塊連接數(shù)據(jù)存儲模塊，用于存儲相關參數(shù)的初始值，在系統(tǒng)上電時讀出來以完成初始化工作。頻率信號發(fā)生模塊，由運算放大器、功率三極管和電阻、電容等組成多路頻率信號發(fā)生電路，其中一路包括運算放大器TOA、功率三極管Ql和R16、R18、R19、R27、R28、R31、 C13組成；R16連接Cl 1組成濾波電路，連接C13、R18隔交流信號后連接運算放大器U5A ；運算放大器U5A連接R27、R28構成偏置電路；運算放大器U5A輸出連接R19、功率三極管Q1、 R31組成驅動電路?？删幊屉妷狠敵瞿K，由運算放大器、數(shù)字電位器和電阻等組成多路可編程電壓輸出電路，其中一路包括運算放大器U43A、數(shù)字電位器W3和R20組成；數(shù)字電位器W3輸入連接CPU控制模塊，接收CPU控制模塊的參數(shù)，調(diào)整數(shù)字電位器的阻值，經(jīng)R20連接運算放大器U43A輸出可調(diào)電壓信號。CPU控制模塊采用高性能32位STM32F103^T7單片機實現(xiàn)各種信號的產(chǎn)生處理及運算處理。顯示和鍵盤部分采用12. 1英寸6 彩色帶LED背光觸摸屏實現(xiàn)，具有顯示清晰 (陽光下清晰可視)、操作方便等特點。頻率信號發(fā)生模塊采用STM32F103^T7內(nèi)部PWM發(fā)生器產(chǎn)生不同頻率和占空比的信號，并經(jīng)高速光電隔離模塊隔離后輸出。可編程電壓輸出模塊采用STM32F103^T7內(nèi)部12位DA轉換器產(chǎn)生可調(diào)電壓，經(jīng)電壓跟隨電路隔離放大隔離后輸出。開關量輸出模塊通過STM32F103^T7產(chǎn)生開關信號，經(jīng)光電隔離后輸出。電阻量輸出模塊，采用高精度可編程集成電阻芯片通過CPU控制輸出不同阻值的電阻信號。電感量測量模塊，采用高穩(wěn)定性、高精度芯片AD698實現(xiàn)對正弦波電感信號的調(diào)理，并將結果送入CPU進行處理。另外系統(tǒng)設置了兩級看門狗，使其更加可靠。系統(tǒng)具有結構設計合理， 功能完善.操作簡單，讀數(shù)直觀，檢測精度高等優(yōu)點。對所有參數(shù)的設置是通過觸摸屏的軟鍵盤來實現(xiàn)的，鍵盤由數(shù)字鍵0 9，小數(shù)點 “.”功能鍵“清除”、“確認”等組成；對各參數(shù)以表盤、文本、柱狀圖、信號燈等形式顯示；具有操作簡便、顯示直觀清晰、穩(wěn)定性好、可靠性高等特點。


圖1為本發(fā)明結構示意圖；圖2為本發(fā)明整體電路原理圖；圖3為本發(fā)明主機電路原理圖；圖4為本發(fā)明開關量頻率量輸出接口電路原理圖。
具體實施例方式實施例本發(fā)明包括CPU控制模塊1、數(shù)據(jù)存儲模塊2、觸摸屏人機接口模塊3、頻率信號發(fā)生模塊4、可編程電壓輸出模塊5、開關量輸出模塊6、電阻量輸出模塊7、電感量測量模塊8、 CAN通信模塊9、電源模塊10 ；觸摸屏人機接口模塊3與CPU控制模塊1相連用于輸入各種校驗參數(shù)和檢測指令，并實時顯示所設參數(shù)值和指令參數(shù)；CPU控制模塊1，將觸摸屏輸入的各種參數(shù)和命令進行解析處理，與頻率信號發(fā)生模塊4連接，將處理后的頻率數(shù)據(jù)傳遞、 與可編程電壓輸出模塊5連接，將處理后的電壓數(shù)據(jù)傳遞、與開關量輸出模塊6連接，將處理后的開關數(shù)據(jù)傳遞、與電阻量輸出模塊7連接，將處理后的電阻數(shù)據(jù)傳遞，同時與采集電感量測最模塊8連接，將采集的電感量信號處理結果送觸摸屏人機接口模塊3進行顯示； CPU控制模塊1連接CAN通信模塊9完成與其他設備進行通信；CPU控制模塊1連接數(shù)據(jù)存儲模塊2，用于存儲相關參數(shù)的初始值，在系統(tǒng)上電時讀出來以完成初始化工作；頻率信號發(fā)生模塊4，由運算放大器、功率三極管和電阻、電容等組成多路頻率信號發(fā)生電路，其中一路包括運算放大器TOA、功率三極管Ql和R16、R18、R19、R27、R28、R31、 C13組成；R16連接Cll組成濾波電路，連接C13、R18隔交流信號后連接運算放大器TOA ；運算放大器U5A連接R27、R28構成偏置電路；運算放大器U5A輸出連接R19、功率三極管Q1、 R31組成驅動電路。可編程電壓輸出模塊5，由運算放大器、數(shù)字電位器和電阻等組成多路可編程電壓輸出電路，其中一路包括運算放大器U43A、數(shù)字電位器W3和R20組成；數(shù)字電位器W3輸入連接CPU控制模塊1，接收CPU控制模塊1的參數(shù)，調(diào)整數(shù)字電位器的阻值，經(jīng)R20連接運算放大器U43A輸出可調(diào)電壓信號。(一)·儀器連接將該模擬裝置各信號輸出接線端子與被校驗儀表對應的接線口相連，確保接線無誤后給模擬機上電。(二)·校驗操作1.初始化系統(tǒng)上電后，首先通過觸摸屏選擇被校驗儀表的型號參數(shù)，以便模擬裝置初始化各類輸出信號的精度、分辨率和范圍。2.校驗(1)對模擬量儀表的校驗以校驗水溫表為例(設置溫度49. O0C )，操作說明如下①.點擊觸摸屏上水溫表表盤，此時，觸摸屏上彈出一數(shù)字軟鍵盤。②.通過軟鍵盤輸入水溫值49. 0，并按確認鍵，此時，水溫表指針指向49. 0°C位置，水溫表表盤下邊數(shù)字顯示框里也顯示溫度值049. 0，同時，數(shù)字鍵盤隱藏。該數(shù)值設置完成后，對應的模擬水溫傳感器的輸出端口，輸出與49. 0°C相對應得物理量值。③.重復步驟①、②完成對其他測試點的校驗。也可以直接拖動水溫表表盤指針來修改水溫參數(shù)值。(2)對開關量儀表的校驗以校驗右轉向燈為例，操作說明如下點擊觸摸屏上右轉向燈圖標，此時，右轉向燈圖標中右轉箭頭符號閃爍，同時對應的模擬右轉向燈信號輸出端口上輸出有效電平；再次點擊觸摸屏上右轉向燈圖標后，右轉向燈圖標中右轉箭頭符號停止閃爍，同時對應的模擬右轉向燈信號輸出端口上輸出無效電平。
權利要求
1.數(shù)字化車輛儀表模擬裝置，包括CPU控制模塊(1)、數(shù)據(jù)存儲模塊O)、觸摸屏人機接口模塊(3)、頻率信號發(fā)生模塊G)、可編程電壓輸出模塊(5)、開關量輸出模塊(6)、電阻量輸出模塊(7)、電感量測量模塊(8)、CAN通信模塊(9)、電源模塊(10)；其特征在于，觸摸屏人機接口模塊⑶與CPU控制模塊(1)相連，CPU控制模塊⑴分別與頻率信號發(fā)生模塊G)、可編程電壓輸出模塊(5)、開關量輸出模塊(6)、電阻量輸出模塊(7)、采集電感量測量模塊(8)連接；CPU控制模塊(1)連接CAN通信模塊(9) ；CPU控制模塊(1)與數(shù)據(jù)存儲模塊⑵連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的數(shù)字化車輛儀表模擬裝置，其特征在于，頻率信號發(fā)生模塊 G)，由運算放大器、功率三極管和電阻、電容等組成多路頻率信號發(fā)生電路，其中一路包括運算放大器U5A、功率三極管Ql和R16、R18、R19、R27、R28、R31、C13組成；R16連接Cll 組成濾波電路，連接C13、R18隔交流信號后連接運算放大器U5A ；運算放大器U5A連接R27、 R28構成偏置電路；運算放大器U5A輸出連接R19、功率三極管Ql、R31組成驅動電路。
3.根據(jù)權利要求1所述的數(shù)字化車輛儀表模擬裝置，其特征在于，可編程電壓輸出模塊(5)，由運算放大器、數(shù)字電位器和電阻等組成多路可編程電壓輸出電路，其中一路包括 運算放大器U43A、數(shù)字電位器W3和R20組成；數(shù)字電位器W3輸入連接CPU控制模塊⑴， 接收CPU控制模塊(1)的參數(shù)，調(diào)整數(shù)字電位器的阻值，經(jīng)R20連接運算放大器U43A輸出可調(diào)電壓信號。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種數(shù)字化車輛儀表模擬裝置，屬于車輛儀表檢測裝置。本發(fā)明包括CPU控制模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊、觸摸屏人機接口模塊、頻率信號發(fā)生模塊、可編程電壓輸出模塊、開關量輸出模塊、電阻量輸出模塊、電感量測量模塊、CAN通信模塊、電源模塊。CPU控制模塊對其它模塊進行檢測控制，根據(jù)觸摸屏鍵盤輸入的指令和數(shù)據(jù)來控制各模塊的輸出，模擬車輛儀表系統(tǒng)工作狀態(tài)；各種校驗參數(shù)通過鍵盤輸入、修改和保存，可以滿足車輛儀表中里程表、轉速表、水溫表、燃油表、機油壓力表、氣壓表、電壓表、儀表盤各指示燈的檢定要求。結構簡單、穩(wěn)定性好、可靠性高，使用操作簡便，可為車輛儀表制造生產(chǎn)線提供在線檢測工裝、整車儀表校驗及故障診斷方法。
文檔編號G01M17/007GK102175280SQ20111002021
公開日2011年9月7日 申請日期2011年1月7日 優(yōu)先權日2011年1月7日
發(fā)明者劉月峰, 李琦, 江杰, 肖俊生, 陳波, 默少麗 申請人:內(nèi)蒙古科技大學