專利名稱：基于32位arm微控制器的發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)試儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)試儀，具體地說(shuō)，是涉及一種基于32位ARM微控制器的發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)試儀。
背景技術(shù)：
在近年來(lái)實(shí)行的歐洲排放標(biāo)準(zhǔn)VI的背景下，與該標(biāo)準(zhǔn)相對(duì)應(yīng)的ETC、ESC實(shí)驗(yàn)已逐漸成為測(cè)試發(fā)動(dòng)機(jī)瞬態(tài)性能的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)，現(xiàn)有發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)試技術(shù)中，一般采用發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)試儀對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的瞬態(tài)性能進(jìn)行測(cè)試，然而，現(xiàn)有的發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)試儀的數(shù)值運(yùn)算及程序運(yùn)行效率普遍很低，無(wú)法實(shí)現(xiàn)高速的PID閉環(huán)控制，并且該類發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)試儀由于芯片集成度低，對(duì)輸入傳感器及輸出驅(qū)動(dòng)器的兼容性差，單臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)試儀不能設(shè)置太多信號(hào)輸入輸出接口，因此，現(xiàn)有的發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)試儀受到的限制很大，功能不齊全，無(wú)法根據(jù)排放標(biāo)準(zhǔn)VI的要求完成發(fā)動(dòng)機(jī)瞬態(tài)性能的測(cè)試試驗(yàn)。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種基于32位ARM微控制器的發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)試儀，主要解決現(xiàn)有的發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)試儀不能根據(jù)新標(biāo)準(zhǔn)的要求對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行瞬態(tài)性能試驗(yàn)的問(wèn)題。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案如下:基于32位ARM微控制器的發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)試儀，包括主板和HMI面板，其特征在于:所述主板包括32位ARM微控制器，分別與該32位ARM微控制器連接的信號(hào)輸入接口總成、信號(hào)輸出接口總成和RS232接口 ；所述HMI面板包括32位ARM微控制器，分別與該32位ARM微控制器連接的顯示器、矩陣鍵盤(pán)、增量式旋轉(zhuǎn)編碼器信號(hào)輸入接口和RS232接口 ；所述主板和HMI面板通過(guò)二者的RS232接口與RS232接口之間的連接實(shí)現(xiàn)通訊。作為優(yōu)選，所述主板與HMI面板的32位ARM微控制器的芯片型號(hào)均為L(zhǎng)M4F232H5QC。進(jìn)一步地，為對(duì)整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)試儀起到保護(hù)作用，所述主板上還設(shè)有與其上的32位ARM微控制器連接的保護(hù)繼電器輸出接口，該接口與保護(hù)繼電器連接后便可對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)試儀的工作狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控并進(jìn)行保護(hù)。作為優(yōu)選，所述HMI面板上還設(shè)有與其上的32位ARM微控制器連接的LED背光燈。具體地說(shuō)，所述信號(hào)輸入接口總成包括均與主板上的32位ARM微控制器連接的應(yīng)變式傳感器頻率信號(hào)輸入接口、磁電式傳感器相位差信號(hào)輸入接口、惠斯通應(yīng)變電橋輸入接口以及電壓信號(hào)輸入接口。再進(jìn)一步地，所述信號(hào)輸出接口總成包括均與主板上的32位ARM微控制器連接的0-5V電壓輸出接口、PWM脈沖輸出接口以及CAN變頻器通信接口。更進(jìn)一步地，為提高發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)試儀的視覺(jué)效果，所述顯示器為液晶顯示器。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下有益效果:( I)本實(shí)用新型集成度高，兼容性強(qiáng)，功能齊全，工作效率高，并且使用方便。[0014](2)本實(shí)用新型采用32位ARM微控制器作為核心處理器，具有數(shù)據(jù)總線寬、響應(yīng)時(shí)間快，且程序執(zhí)行效率高的優(yōu)點(diǎn)，并且該32位ARM微控制器芯片的型號(hào)為L(zhǎng)M4F232H5QC，該型號(hào)的芯片采用Cortex-M4作為內(nèi)核，其內(nèi)部設(shè)有硬件FPU單精度浮點(diǎn)運(yùn)算單元，從而進(jìn)一步提升了數(shù)值的運(yùn)算能力，并且主板與HMI面板通過(guò)RS232接口實(shí)現(xiàn)相互通信，傳輸速度快，傳輸數(shù)據(jù)完整、精確，保證了 PID閉環(huán)的控制效率，使得PID控制能夠進(jìn)一步地滿足發(fā)動(dòng)機(jī)瞬態(tài)性能的測(cè)試要求，以便符合歐洲排放標(biāo)準(zhǔn)VI的要求。(3)本實(shí)用新型的信號(hào)輸入輸出接口多，在以32位ARM微控制器作為中心處理器的情況下，本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了各個(gè)接口之間信息的傳遞與通信，不僅實(shí)現(xiàn)方便，而且眾多的接口也大幅度豐富了本實(shí)用新型的功能，本實(shí)用新型具有調(diào)整精度高和易于開(kāi)發(fā)的優(yōu)點(diǎn)。(4)本實(shí)用新型在HMI面板上采用LED背光燈作為其背光源，可以使得HMI面板具有低功耗、低發(fā)熱量、亮度高、壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)。(5)本實(shí)用新型中HMI面板的顯示部分采用液晶顯示器，具有顯示內(nèi)容豐富、視覺(jué)效果佳的優(yōu)點(diǎn)。( 6 )本實(shí)用新型性價(jià)比高，具有較強(qiáng)輸入及輸出兼容性、高效率數(shù)值運(yùn)算及程序運(yùn)行能力、高速通信能力以及很好的人機(jī)交互性能，因此，本實(shí)用新型相比現(xiàn)有技術(shù)來(lái)說(shuō)，具有實(shí)質(zhì)性的特點(diǎn)和進(jìn)步，其適于在市場(chǎng)上推廣使用。

圖1為本實(shí)用新型的系統(tǒng)框圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明，本實(shí)用新型的實(shí)施方式包括但不限于下列實(shí)施例。
實(shí)施例如圖1所示，本實(shí)用新型包括主板和HMI面板，二者內(nèi)部均設(shè)置一個(gè)32位ARM微控制器作為核心，并且優(yōu)選地，本實(shí)施例中，二者的32位ARM微控制器芯片的型號(hào)均為L(zhǎng)M4F232H5QC，該型號(hào)的芯片為現(xiàn)有技術(shù)，由ARM公司研制開(kāi)發(fā)，其以Cortex_M4作為內(nèi)核，并輔以系統(tǒng)外設(shè)、串行通信外設(shè)、模擬外設(shè)及運(yùn)動(dòng)控制外設(shè)作為輸入輸出，具有FPU單精度浮點(diǎn)、DSP和并行計(jì)算的功能。所述主板和HMI面板上各設(shè)有一個(gè)與32位ARM微控制器連接的RS232接口，主板和HMI面板通過(guò)各自的RS232接口的連接實(shí)現(xiàn)二者之間的完整通信。此外，主板還設(shè)有分別與其上的32位ARM微控制器連接的信號(hào)輸入接口總成和信號(hào)輸出接口總成，二者通過(guò)32位ARM微控制器來(lái)確保輸入輸出的兼容性。具體來(lái)說(shuō)，所述信號(hào)輸入接口總成包括均與主板上的32位ARM微控制器連接的應(yīng)變式傳感器頻率信號(hào)輸入接口、磁電式傳感器相位差信號(hào)輸入接口、惠斯通應(yīng)變電橋輸入接口以及電壓信號(hào)輸入接口。而所述信號(hào)輸出接口總成則包括均與主板上的32位ARM微控制器連接的0-5V電壓輸出接口、PWM脈沖輸出接口以及CAN變頻器通信接口。另外，由于主板是發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)試儀的核心，因此，對(duì)于主板的保護(hù)也是至關(guān)重要的，因此，該主板上還設(shè)有與32位ARM微控制器連接的保護(hù)繼電器輸出接口，將其與外部的保護(hù)繼電器進(jìn)行連接，便可確保主板的安全使用。并且根據(jù)傳輸距離需要，32位ARM微控制器還可以再連接一個(gè)RS232/RS485通信接口，方便主板和HMI面板的遠(yuǎn)距離或近距離安裝。HMI面板作為發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)試儀的顯示部分，其還設(shè)有分別與該32位ARM微控制器連接的顯示器、矩陣鍵盤(pán)、增量式旋轉(zhuǎn)編碼器信號(hào)輸入接口和LED背光燈。增量式旋轉(zhuǎn)編碼器信號(hào)輸入接口用于接入外部的增量式旋轉(zhuǎn)編碼器旋鈕，相比現(xiàn)有發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)試儀采用的直流電機(jī)的方式，本實(shí)用新型可以準(zhǔn)確地對(duì)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，大大優(yōu)化了人機(jī)的交互性能。而采用LED背光燈作為HMI面板的背光源，可以使得HMI面板具有低功耗、低發(fā)熱量、亮度高、壽命長(zhǎng)的優(yōu)點(diǎn)。而本實(shí)施例中的顯示器優(yōu)選為液晶顯示器，解決了現(xiàn)有發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)試儀產(chǎn)品顯示色彩單一、顯示內(nèi)容少的問(wèn)題，使得HMI面板的顯示內(nèi)容更豐富，視覺(jué)效果更佳。以上主板和HMI面板中的所有輸入輸出接口與32位ARM微控制器之間均采用DC/DC及高速光電耦合器進(jìn)行電源及信號(hào)隔離，可以很好地使信號(hào)與信號(hào)之間的通信不受到任何的干擾。本實(shí)用新型在使用時(shí)，可根據(jù)實(shí)驗(yàn)需求及系統(tǒng)配置，通過(guò)HMI面板選擇PID控制模式及需要接入的傳感器的類型，然后根據(jù)所選傳感器的類型測(cè)量相應(yīng)的傳感器接口的信號(hào)，并將其轉(zhuǎn)換為扭矩及轉(zhuǎn)速量，從而得出試驗(yàn)數(shù)據(jù)。本實(shí)用新型可同時(shí)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)及測(cè)功機(jī)兩個(gè)個(gè)回路進(jìn)行PID控制，32位ARM微控制器按所選的PID模式、PID系數(shù)、測(cè)量值與給定值的差值進(jìn)行PID運(yùn)算，通過(guò)0-5V電壓輸出控制發(fā)動(dòng)機(jī)的油門開(kāi)度，或是與變頻器CAN通信對(duì)測(cè)功機(jī)的負(fù)荷大小進(jìn)行控制，其具有測(cè)功機(jī)恒扭矩發(fā)動(dòng)機(jī)開(kāi)環(huán)、測(cè)功機(jī)恒扭矩發(fā)動(dòng)機(jī)恒轉(zhuǎn)速、測(cè)功機(jī)恒轉(zhuǎn)速發(fā)動(dòng)機(jī)開(kāi)環(huán)、測(cè)功機(jī)恒轉(zhuǎn)速發(fā)動(dòng)機(jī)恒扭矩、測(cè)功機(jī)開(kāi)環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)開(kāi)環(huán)等PID模式，因此，本實(shí)用新型可以靈活適應(yīng)多種扭矩轉(zhuǎn)速傳感器、油門及變頻器及發(fā)動(dòng)機(jī)瞬態(tài)測(cè)試的試驗(yàn)條件。按照上述實(shí)施例，便可很好地實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型。
權(quán)利要求1.基于32位ARM微控制器的發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)試儀，包括主板和HMI面板，其特征在于:所述主板包括32位ARM微控制器，分別與該32位ARM微控制器連接的信號(hào)輸入接口總成、信號(hào)輸出接口總成和RS232接口 ；所述HMI面板包括32位ARM微控制器，分別與該32位ARM微控制器連接的顯示器、矩陣鍵盤(pán)、增量式旋轉(zhuǎn)編碼器信號(hào)輸入接口和RS232接口 ；所述主板和HMI面板通過(guò)二者的RS232接口與RS232接口之間的連接實(shí)現(xiàn)通訊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于32位ARM微控制器的發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)試儀，其特征在于:所述主板與HMI面板的32位ARM微控制器的芯片型號(hào)均為L(zhǎng)M4F232H5QC。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于32位ARM微控制器的發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)試儀，其特征在于:所述主板上還設(shè)有與其上的32位ARM微控制器連接的保護(hù)繼電器輸出接口。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于32位ARM微控制器的發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)試儀，其特征在于:所述HMI面板上還設(shè)有與其上的32位ARM微控制器連接的LED背光燈。
5.根據(jù)權(quán)利要求2 4任意一項(xiàng)所述的基于32位ARM微控制器的發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)試儀，其特征在于:所述信號(hào)輸入接口總成包括均與主板上的32位ARM微控制器連接的應(yīng)變式傳感器頻率信號(hào)輸入接口、磁電式傳感器相位差信號(hào)輸入接口、惠斯通應(yīng)變電橋輸入接口以及電壓信號(hào)輸入接口。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于32位ARM微控制器的發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)試儀，其特征在于:所述信號(hào)輸出接口總成包括均與主板上的32位ARM微控制器連接的0-5V電壓輸出接口、PWM脈沖輸出接口以及CAN變頻器通信接口。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于32位ARM微控制器的發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)試儀，其特征在于:所述顯示器為液晶顯示器。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了基于32位ARM微控制器的發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)試儀，解決現(xiàn)有的發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)試儀不能根據(jù)新標(biāo)準(zhǔn)的要求對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行瞬態(tài)性能試驗(yàn)的問(wèn)題。本實(shí)用新型包括主板和HMI面板，包括主板和HMI面板，其特征在于所述主板包括32位ARM微控制器，分別與該32位ARM微控制器連接的信號(hào)輸入接口總成、信號(hào)輸出接口總成和RS232接口；HMI面板包括32位ARM微控制器，分別與該32位ARM微控制器連接的顯示器、矩陣鍵盤(pán)、增量式旋轉(zhuǎn)編碼器信號(hào)輸入接口和RS232接口；主板和HMI面板通過(guò)二者的RS232接口與RS232接口之間的連接實(shí)現(xiàn)通訊。本實(shí)用新型集成度高，兼容性強(qiáng)，可以很好地對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行PID控制，從而對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的瞬態(tài)性能進(jìn)行試驗(yàn)，不僅測(cè)試數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，而且可以滿足歐洲排放標(biāo)準(zhǔn)Ⅵ的要求。
文檔編號(hào)G05B19/042GK202995352SQ201220735450
公開(kāi)日2013年6月12日 申請(qǐng)日期2012年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月28日
發(fā)明者余仁偉, 吳明祺 申請(qǐng)人:四川誠(chéng)邦測(cè)控技術(shù)有限公司