专利名称：Abs实验台架位移精确控制系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种汽车ABS制动性能检测领域，特别涉及ABS实验台架 位移精确控制系统。
背景技术：
目前在国内各种汽车检测线中，对汽车制动性能的检测方法，仍然都是 利用反力式制动试验台来测试汽车的最大制动力、制动协调时间、制动力过 程差、驻车制动力、制动拖滞力等参数以评价汽车的制动性能。但是，对于 目前大量的安装有ABS的车辆，这些参数的测量根本不能反映其实际的制动 效果。因为装有ABS的汽车，其制动过程与未装ABS的汽车有较大区别。装 有ABS的汽车在进行制动时，其制动力上升到一定程度后，ABS装置开始自 动调节制动缸的制动压力，使车轮始终保持在一定的滑移率范围之内，从而 获得最大地面制动力。在这一过程中，制动缸中的液压处于不停的变化之中， 汽车车轮的减速度也随之不断变化。反力式制动试验台只能对未装ABS的车 辆的制动性能进行检测，其滚筒转速较低，制动测试时的车速较低，如果对 装有ABS的车辆进行制动性能检测，在此低速下ABS根本不可能工作，同时
轮胎与滚筒之间的附着系数也是一个固定值，不能模拟测试在路面附着系数
发生变化时ABS的工作性能。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种ABS实验台架位 移精确控制系统，该系统的精度和可靠性高，同时提高了系统的效率和准确 性。
本发明的技术方案是这样实现的本发明的单片机及CPLD系统与光电编码器连接，通过光电编码器的A,B相脉冲的输出来计数；单片机及CPLD 系统通过四路控制信号与固态继电器连接；固态继电器与交流接触器连接； 交流接触器与行程电机连接并控制形成电机；固态继电器与气阀连接，气阀 控制锁紧阀；光电到位开光通过两路数字信号与单片机及CPLD系统连接； 行程限位开光通过两路数字信号与单片机及CPLD系统连接;单片机及CPLD 系统与CAN通信模块连接。
所述的CAN通信模块，单片机89C51与CAN控制器SJA1000相连， 然后通过高速光耦6N137与CAN收发器PCA82C250相连。
所述的固态继电器，CPLD芯片的FRONT、 BACK、 LOCK和UNLOCK 四个脚分别与四个继电器K4-1、K3-1、K1-1和K2-1相连，CPLD芯片的CLK 信号通过电阻R12与有源晶振OSCILATOR的OUT端相连。
本发明采用0MR0N公司的E6B2-CWZ3E型光电编码器设计出 一套精确的台 架位移控制系统。采用E6B2-CWZ3E型光电编码器记录脉冲数，因为它精确度 高，自身附有逆接、负荷短路保护回路，具有较高的可靠性，这样保证了本 发明的整个系统的精度和可靠性。用光电编码器记录的总脉冲数除以滚轮每 转一圈光电编码器记录的脉冲数得出滚轮转动的圈数，然后根据滚轮的直径 计算出台架移动的距离。采用下位机只采集数据，上位机来进行判断的方法， 减轻了下位机的负担，提高了系统的效率和准确性。下位机不断把移动距离 传送给计算机，计算机把移动的距离和要求移动的距离作比较，如果达到要 求移动的距离，则给下位机发送台架停止移动命令，让台架停止移动，否则 继续移动直到达到要求为止。
图l是本发明系统结构图2是锁紧、松开继电器控制器的CPLD内部逻辑图； 图3是本发明的电路设计图3 (a)是CAN通信模块原理图3 (b)是固态继电器控制电路图4是本发明软件流程图4 (a)是本发明下位机主程序流程图;
图4 (b)是本发明中断1服务程序流程图； 图4 (c)是本发明中断O服务程序流程下面结合附图对本发明的内容作进一步详细说明。
具体实施例方式
参照图1所示，光电编码器直接与单片机系统连接，通过A相输入和B 相输入线将记录的脉冲数据传给单片机和CPLD系统；行程电机通过交流接 触器与固态继电器相连，单片机通过给固态继电器发送断开/连接命令来控制 行程电机的工作与否；锁紧阀连接在气阀上，气阀再与固态继电器连接，单 片机通过给固态继电器发送断开/连接命令来控制气阀的，进而控制锁紧阀的 锁紧或松开；光电到位开关和行程限位开关都直接与单片机相连，当着两个 开关检测到台架已经到位时，则发送给单片机台架到位信息，单片机收到到 位信息后给下位机发送台架停止移动命令，让台架停止移动。单片机和CPLD 系统与CAN通信模块，通过CAN通信模块与上位机进行通信。
本发明以51单片机为核心，主要使用了 CAN总线技术、CPLD技术、 计算机技术经实践验证该位移控制器具有控制精确、实时性强、运行稳定、 设计成本低等特点,且具有升级的潜力。本发明将ABS试验台的当前信息通过CAN总线实施报告给上位机，并 接收上位机的命令控制试验台的移动与停止。
参照图2所示，a0直接与D触发器的D端相连，al和elk通过一个与门 连接到D触发器的CP端。当al位为0时，不改变当前状态，当al为1时， 根据a0来控制继电器，a0为0时松开，为1时锁紧。因此，可以在al为1 时对aO进行采样，为0时停止采样。采样时使用一个D触发器，利用与门"l 过0不过"的特性，对D触发器的时钟输入进行控制，便可完成此功能。图 中的输出信号"lock"，输出l时表示锁紧，O表示松开。
参照图3 (a)所示，单片机89C51的POO与CAN控制器SJAIOOO的 ADO相连；单片机89C51的POl与CAN控制器SJAIOOO的ADl相连；单 片机89C51的P02与CAN控制器SJAIOOO的AD2相连；单片机89C51的 P03与CAN控制器SJAIOOO的AD3相连；单片机89C51的P04与CAN控 制器SJAIOOO的AD4相连；单片机89C51的P05与CAN控制器SJAIOOO 的AD5相连；单片机89C51的P06与CAN控制器SJAIOOO的AD6相连； 单片机89C51的P07与CAN控制器SJAIOOO的AD7相连；单片机89C51 的RD与CAN控制器SJAIOOO的RD相连；单片机89C51的WR与CAN控 制器SJAIOOO的WR相连；单片机89C51的ALE与CAN控制器SJAIOOO 的ALE相连；单片机89C51的INT1与CAN控制器SJAIOOO的INT1相连； 单片机89C51的P30与CAN控制器SJAIOOO的RST相连；CAN控制器 SJAIOOO的VSS1,VSS2,VSS3都与地线(GND)相连；CAN控制器SJAIOOO 的VDD1，VDD2，VDD3都与电源正(VCC)相连；CAN控制器SJAIOOO的 TXO都与电阻R33相连；电阻R33与光电隔离器6N137-T的IN2相连；CAN控制器SJA1000的RX0都与电阻R37相连；电阻R37与VCC相连；CAN 控制器SJA1000的RXO与光电隔离器6N137-R的OUT相连；光电隔离器 6N137-T的OUT与电阻R31相连；电阻R31与VDD相连；光电隔离器 6N137-T的OUT与CAN收发器82C250的TXD相连；光电隔离器6N137-R 的IN2与CAN收发器82C250的RXD通过一个电阻R36相连；CAN收发器 82C250的GND与VCC之间连一个电容C15; CAN收发器82C250的CANH 连接电阻R34输出CAN-H与地线串一个电容C16，输出与二极管D3的1 脚相连再接入地；CAN收发器82C250的CANL连接R37输出CAN-L与地 线串一个电容C17,输出与二极管D4的1脚相连再接入地;CAN-H与CAN-L 间串一个电阻R32。
参照图3 (b)所示，CPLD芯片的FRONT、 BACK、 LOCK禾n UNLOCK 四个脚分别与四个继电器K4-1、K3-1、K1-1和K2-1相连，CPLD芯片的CLK 信号通过电阻R12与有源晶振OSCILATOR的OUT端相连。
参照图4 (a)所示，当系统启动时，下位机先初始化，然后等待中断， 根据中断的类型，分别把中断交给外部中断1程序或外部中断0程序进行处 理。
参照图4 (b)所示，外部中断服务程序1首先接受数据，然后对命令进 行分析，进而确定执行哪个命令，执行完毕后中断返回。
参照图4 (c)所示，外部中断服务程序O首先读取CPLD数据，然后判 断是否要发送数据，如果是则发送数据，否则中断返回。
其工作原理CPLD采集到ABS试验台位置及其传感器的实时信息，并 每10ms向单片机发送中断信号，单片机接收到中断信号后读取CPLD中的信息并通过CAN总线将信息发送给上位机；单片机接收上位机的控制信号 并分析，如要调整距离(前进或后退)，则向CPLD发送控制继电器的命令, CPLD控制机电器实现试验台的移动；在试验台移动的过程中，CPLD如监 测到试验台已到达上限或下限时，立刻关闭继电器，停止试验台的移动。
本发明所选用转速传感器为型号为E6B2-CWZ3E的光电编码器。它的滚 筒直径240mm，每圈有2000个脉冲。最高测量时速为40Km/h，故
Fmax=40*1000*2000/(3600*3.14*0.240)=29488Hz 采样间隔为10ms，最小测量频率100Hz; 此时速度测量精度为40xl00/29488=0.136Km/h。
权利要求
1、ABS实验台架位移精确控制系统，包括单片机及CPLD系统，其特征在于，单片机及CPLD系统与光电编码器连接，通过光电编码器的A，B相脉冲的输出来计数；单片机及CPLD系统通过四路控制信号与固态继电器连接；固态继电器与交流接触器连接；交流接触器与行程电机连接并控制形成电机；固态继电器与气阀连接，气阀控制锁紧阀；光电到位开光通过两路数字信号与单片机及CPLD系统连接；行程限位开光通过两路数字信号与单片机及CPLD系统连接；单片机及CPLD系统与CAN通信模块连接。
2、 根据权利要求1所述的ABS实验台架位移精确控制系统，其特征在 于，所述的CAN通信模块，单片机89C51与CAN控制器SJA1000相连， 然后通过高速光耦6N137与CAN收发器PCA82C250相连。
3、 根据权利要求1所述的ABS实验台架位移精确控制系统，其特征在 于，所述的固态继电器，CPLD芯片的FRONT、 BACK、 LOCK和UNLOCK 四个脚分别与四个继电器K4-1、K3-1、K1-1和K2-l相连，CPLD芯片的CLK 信号通过电阻R12与有源晶振OSCILATOR的OUT端相连。
全文摘要
本发明公开了一种ABS实验台架位移精确控制系统，该系统的单片机及CPLD系统与光电编码器连接，通过光电编码器的A，B相脉冲的输出来计数；单片机及CPLD系统通过四路控制信号与固态继电器连接；固态继电器与交流接触器连接；交流接触器与行程电机连接并控制形成电机；固态继电器与气阀连接，气阀控制锁紧阀；光电到位开光通过两路数字信号与单片机及CPLD系统连接；行程限位开光通过两路数字信号与单片机及CPLD系统连接；单片机及CPLD系统与CAN通信模块连接。本发明具有较高的可靠性，提高了系统的效率和准确性。
文档编号G05D3/20GK101419468SQ20081023229
公开日2009年4月29日 申请日期2008年11月17日 优先权日2008年11月17日
发明者妮 孙, 徐志刚, 东 林, 梁敏健, 谢耀华, 赵祥模, 郝茹茹, 建 马 申请人:长安大学