燃料開關測試系統的設計與實現

0 引 言
眾所周知能源危機和大氣污染是未來汽車燃料所要解決的最關鍵問題。為降低排放，緩解石油能源緊張的局面，氣體燃料受到了世界各國的重視和推廣。大量實車試驗均證實以天然氣(CNG)或液化石油氣(LPG)為燃料，發動機的NOx，總碳氫THC，CO及CO2的排放較汽油的排放污染明顯減少，且大大節省了能源。
雙燃料汽車技術的關鍵之一是油和氣轉換控制，燃料開關正是用于以自動或手動的方式實現燃料間的切換，其品質也關系到汽車的整體性能。本文所針對的燃料開關具有以下的主要功能：燃料切換、燃料容量顯示、蜂鳴器報警以及指示燈亮度關于環境光照度自動調節等。為確保燃料開關的質量控制滿足最苛刻的歐洲汽車零部件質量標準，燃料開關必須百分之百進行測試。傳統測試方法是通過測試人員手工測試，測試速度慢，受人為因素影響，差錯率相對較高，產品質量得不到保障。于是有必要研究一種能用計算機實現的自動測試系統。本文設計并實現了一種能用于對燃料開關進行完成功能測試、通訊速率自動測定并具有過壓自動保護能力的燃料開關自動測試系統。
該測試系統基于PC機和單片機P89LPC938，測試人員通過PC機向測試系統發出測試命令，由單片機識別并處理測試指令，向燃料開關發出相應的測試信號，以測試對應性能。下面將對整個系統及每個模塊進行詳細說明分析。

1 燃料開關測試系統的組成及工作原理
該測試系統由電源模塊、單片機P89LPC938控制模塊、通信接口模塊及電平轉換模塊組成，圖1是測試系統的結構圖。

該測試系統的工作原理：測試人員在PC機界面選擇要測試的項目，PC機通過串口將此命令發送給測試系統，經過RS 232-TTL電平轉換后，該指令送至單片機控制模塊，由單片機P89LPC938組成的控制單元識別所收到的測試要求后，從指令集中取出相應的命令信號以協定的通信協議向燃料開關發送命令，如果燃料開頭能夠正確識別所收到的命令，它將回送應答信號，同時執行該命令所要求的測試項目，如點亮不同的指示燈，發出不同音調與音高的報警聲等。待每項測試執行完成后，結果回送給單片機，單片機再經由串口將此結果發送給PC機進行存儲和顯示。
各模塊的作用如下：
電源模塊：由于不同芯片所要提供的電壓不同，且在此測試系統中，需要5 V及3．3 V，所以電源模塊的電路要產生不同的電壓提供給各芯片。
電平轉換模塊：實現PC機與單片機之間的RS 232電平至TTL電平轉換。
PC機顯示存儲模塊：測試人員通過PC機發送測試命令，并將每個燃料開關的序列號及相應的各項功能測試結果顯示并保存。
通信接口模塊：本文所針對的燃料開關僅有一根信號線，只能實現半雙工通信，接口模塊的功用就是用于實現單片機全雙工方式與燃料開關半雙工方式之間的轉換。