专利名称：数字化车辆仪表模拟装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种数字化车辆仪表模拟装置，特别适用车辆仪表系统模拟，是一种通用化的车辆仪表检测装置，属于仪器仪表技术领域，
背景技术：
随着现代汽车工业的发展，车辆性能和智能化水平不断提升；车辆仪表系统需要检测的参数越来越多，如车速、发动机温度和转速、油量、水温、气体浓度、安全气囊、各种指示灯等等。因此，车辆仪表的发展也越来越快，高精度、高可靠性的数字化汽车组合仪表得到广泛应用。同时，为了保护驾驶者和车辆的安全，车辆厂家对各类数字化的汽车仪表的检测要求也日趋严格。原有的车辆仪表检测系统和检测手段已经不再符合要求，高精度、广泛适应性及高复用性已经成为车辆仪表检测系统必然的发展趋势。为了满足这一需求，发明了一种高技术含量的车辆仪表检测系统——数字化车辆仪表模拟机。
发明内容
本发明的目的就是提供一种能够很好的模拟检测车辆仪表状态，输出信号种类多 (可模拟各种不同类型传感器)、范围宽、精度高、性能稳定，并可将所有数据适时传到上位机，进行记录、分析处理的数字化车辆仪表模拟装置。技术解决方案本发明系统包括CPU控制模块、数据存储模块、触摸屏人机接口模块、频率信号发生模块、可编程电压输出模块、开关量输出模块、电阻量输出模块、电感量测量模块、CAN 通信模块、电源模块。触摸屏人机接口模块与CPU控制模块相连用于输入各种校验参数和检测指令，并实时显示所设参数值和指令参数；CPU控制模块，将触摸屏输入的各种参数和命令进行解析处理，与频率信号发生模块连接，将处理后的频率数据传递、与可编程电压输出模块连接，将处理后的电压数据传递、与开关量输出模块连接，将处理后的开关数据传递、与电阻量输出模块连接，将处理后的电阻数据传递，同时与采集电感量测量模块连接， 将采集的电感量信号处理结果送触摸屏人机接口模块进行显示；CPU控制模块连接CAN通信模块完成与其他设备进行通信；CPU控制模块连接数据存储模块，用于存储相关参数的初始值，在系统上电时读出来以完成初始化工作。频率信号发生模块，由运算放大器、功率三极管和电阻、电容等组成多路频率信号发生电路，其中一路包括运算放大器TOA、功率三极管Ql和R16、R18、R19、R27、R28、R31、 C13组成；R16连接Cl 1组成滤波电路，连接C13、R18隔交流信号后连接运算放大器U5A ；运算放大器U5A连接R27、R28构成偏置电路；运算放大器U5A输出连接R19、功率三极管Q1、 R31组成驱动电路。可编程电压输出模块，由运算放大器、数字电位器和电阻等组成多路可编程电压输出电路，其中一路包括运算放大器U43A、数字电位器W3和R20组成；数字电位器W3输入连接CPU控制模块，接收CPU控制模块的参数，调整数字电位器的阻值，经R20连接运算放大器U43A输出可调电压信号。CPU控制模块采用高性能32位STM32F103^T7单片机实现各种信号的产生处理及运算处理。显示和键盘部分采用12. 1英寸6 彩色带LED背光触摸屏实现，具有显示清晰 (阳光下清晰可视)、操作方便等特点。频率信号发生模块采用STM32F103^T7内部PWM发生器产生不同频率和占空比的信号，并经高速光电隔离模块隔离后输出。可编程电压输出模块采用STM32F103^T7内部12位DA转换器产生可调电压，经电压跟随电路隔离放大隔离后输出。开关量输出模块通过STM32F103^T7产生开关信号，经光电隔离后输出。电阻量输出模块，采用高精度可编程集成电阻芯片通过CPU控制输出不同阻值的电阻信号。电感量测量模块，采用高稳定性、高精度芯片AD698实现对正弦波电感信号的调理，并将结果送入CPU进行处理。另外系统设置了两级看门狗，使其更加可靠。系统具有结构设计合理， 功能完善.操作简单，读数直观，检测精度高等优点。对所有参数的设置是通过触摸屏的软键盘来实现的，键盘由数字键0 9，小数点 “.”功能键“清除”、“确认”等组成；对各参数以表盘、文本、柱状图、信号灯等形式显示；具有操作简便、显示直观清晰、稳定性好、可靠性高等特点。
图1为本发明结构示意图；图2为本发明整体电路原理图；图3为本发明主机电路原理图；图4为本发明开关量频率量输出接口电路原理图。
具体实施例方式实施例本发明包括CPU控制模块1、数据存储模块2、触摸屏人机接口模块3、频率信号发生模块4、可编程电压输出模块5、开关量输出模块6、电阻量输出模块7、电感量测量模块8、 CAN通信模块9、电源模块10 ；触摸屏人机接口模块3与CPU控制模块1相连用于输入各种校验参数和检测指令，并实时显示所设参数值和指令参数；CPU控制模块1，将触摸屏输入的各种参数和命令进行解析处理，与频率信号发生模块4连接，将处理后的频率数据传递、 与可编程电压输出模块5连接，将处理后的电压数据传递、与开关量输出模块6连接，将处理后的开关数据传递、与电阻量输出模块7连接，将处理后的电阻数据传递，同时与采集电感量测最模块8连接，将采集的电感量信号处理结果送触摸屏人机接口模块3进行显示； CPU控制模块1连接CAN通信模块9完成与其他设备进行通信；CPU控制模块1连接数据存储模块2，用于存储相关参数的初始值，在系统上电时读出来以完成初始化工作；频率信号发生模块4，由运算放大器、功率三极管和电阻、电容等组成多路频率信号发生电路，其中一路包括运算放大器TOA、功率三极管Ql和R16、R18、R19、R27、R28、R31、 C13组成；R16连接Cll组成滤波电路，连接C13、R18隔交流信号后连接运算放大器TOA ；运算放大器U5A连接R27、R28构成偏置电路；运算放大器U5A输出连接R19、功率三极管Q1、 R31组成驱动电路。可编程电压输出模块5，由运算放大器、数字电位器和电阻等组成多路可编程电压输出电路，其中一路包括运算放大器U43A、数字电位器W3和R20组成；数字电位器W3输入连接CPU控制模块1，接收CPU控制模块1的参数，调整数字电位器的阻值，经R20连接运算放大器U43A输出可调电压信号。(一)·仪器连接将该模拟装置各信号输出接线端子与被校验仪表对应的接线口相连，确保接线无误后给模拟机上电。(二)·校验操作1.初始化系统上电后，首先通过触摸屏选择被校验仪表的型号参数，以便模拟装置初始化各类输出信号的精度、分辨率和范围。2.校验(1)对模拟量仪表的校验以校验水温表为例(设置温度49. O0C )，操作说明如下①.点击触摸屏上水温表表盘，此时，触摸屏上弹出一数字软键盘。②.通过软键盘输入水温值49. 0，并按确认键，此时，水温表指针指向49. 0°C位置，水温表表盘下边数字显示框里也显示温度值049. 0，同时，数字键盘隐藏。该数值设置完成后，对应的模拟水温传感器的输出端口，输出与49. 0°C相对应得物理量值。③.重复步骤①、②完成对其他测试点的校验。也可以直接拖动水温表表盘指针来修改水温参数值。(2)对开关量仪表的校验以校验右转向灯为例，操作说明如下点击触摸屏上右转向灯图标，此时，右转向灯图标中右转箭头符号闪烁，同时对应的模拟右转向灯信号输出端口上输出有效电平；再次点击触摸屏上右转向灯图标后，右转向灯图标中右转箭头符号停止闪烁，同时对应的模拟右转向灯信号输出端口上输出无效电平。
权利要求
1.数字化车辆仪表模拟装置，包括CPU控制模块(1)、数据存储模块O)、触摸屏人机接口模块(3)、频率信号发生模块G)、可编程电压输出模块(5)、开关量输出模块(6)、电阻量输出模块(7)、电感量测量模块(8)、CAN通信模块(9)、电源模块(10)；其特征在于，触摸屏人机接口模块⑶与CPU控制模块(1)相连，CPU控制模块⑴分别与频率信号发生模块G)、可编程电压输出模块(5)、开关量输出模块(6)、电阻量输出模块(7)、采集电感量测量模块(8)连接；CPU控制模块(1)连接CAN通信模块(9) ；CPU控制模块(1)与数据存储模块⑵连接。
2.根据权利要求1所述的数字化车辆仪表模拟装置，其特征在于，频率信号发生模块 G)，由运算放大器、功率三极管和电阻、电容等组成多路频率信号发生电路，其中一路包括运算放大器U5A、功率三极管Ql和R16、R18、R19、R27、R28、R31、C13组成；R16连接Cll 组成滤波电路，连接C13、R18隔交流信号后连接运算放大器U5A ；运算放大器U5A连接R27、 R28构成偏置电路；运算放大器U5A输出连接R19、功率三极管Ql、R31组成驱动电路。
3.根据权利要求1所述的数字化车辆仪表模拟装置，其特征在于，可编程电压输出模块(5)，由运算放大器、数字电位器和电阻等组成多路可编程电压输出电路，其中一路包括 运算放大器U43A、数字电位器W3和R20组成；数字电位器W3输入连接CPU控制模块⑴， 接收CPU控制模块(1)的参数，调整数字电位器的阻值，经R20连接运算放大器U43A输出可调电压信号。
全文摘要
本发明涉及一种数字化车辆仪表模拟装置，属于车辆仪表检测装置。本发明包括CPU控制模块、数据存储模块、触摸屏人机接口模块、频率信号发生模块、可编程电压输出模块、开关量输出模块、电阻量输出模块、电感量测量模块、CAN通信模块、电源模块。CPU控制模块对其它模块进行检测控制，根据触摸屏键盘输入的指令和数据来控制各模块的输出，模拟车辆仪表系统工作状态；各种校验参数通过键盘输入、修改和保存，可以满足车辆仪表中里程表、转速表、水温表、燃油表、机油压力表、气压表、电压表、仪表盘各指示灯的检定要求。结构简单、稳定性好、可靠性高，使用操作简便，可为车辆仪表制造生产线提供在线检测工装、整车仪表校验及故障诊断方法。
文档编号G01M17/007GK102175280SQ20111002021
公开日2011年9月7日 申请日期2011年1月7日 优先权日2011年1月7日
发明者刘月峰, 李琦, 江杰, 肖俊生, 陈波, 默少丽 申请人:内蒙古科技大学