[LabVIEW技术教程]基于LabVIEW和PXI的汽车数字仪表测控系统设计.pdfVIP

[LabVIEW 技术教程 ]基于 LabVIEW 和PXI 的汽车数字 仪表测控系统设计 本文所介绍的测 试系统不仅能够对汽 车数字仪表进行在线 测试，而且作为具备 CAN 网络节点的测 试设备可以进一步升 级为汽车网络诊断测 试系统。 - 全周 刘, 中 国汽车技术研究中 心 The Challenge: 在汽车智能数字仪表 的开发过程中，数字 仪表所需要采集的信 息量比较多，各种车 型的信息参数又差别 较大，这些问题的存 在给仪表的实车测试 和参数标定带来了困 难。为了在开发过程 中能够快速有效的测 试系统的各项功能， 提高系统开发效率， 图1 仪表测试系统 硬件功能框图 系统设计 汽车智能数字仪表测试系统的开发要求针对不同的车型， 能够模拟产生出仪表所需的各种采集信号信息， 并且能够通过 CAN 接口与被测仪表进行通信。 本文介绍的测试系统包括以下主要功能。 1 ）车速里程表的脉冲信号模拟产生 2 ）发动机转速表的脉冲信号模拟产生 3 ）车辆燃油表信号模拟产生 4 ）车辆水温表信号模拟产生 5 ）各种车灯、车窗、车门等车身开关信号模拟产生 6 ）数字仪表具有 CAN 通信接口，作为一个 CAN 节点，可以与车上 CAN 网络上的其他节点进行通信。 系统硬件设计： 数字仪表测试系统的硬件系统主要包括主控制器、 PXI 板卡、信号接线盒、数据通信转换板卡、供电电源以及被测试仪表等主要部分。 NI 公司提供的 PXI 模块化板卡设备具有体积小、速度快、易扩展等特点，因此在硬件设计方面我们采用了 PXI 板卡产生汽车仪表所需的各种信号。汽车数字仪表的里程表 和发动机转速表需要采集的是数字脉冲信号，不同的车型由于采用的传感器不同，所输出的脉冲信号高电平从 3V-12V 不等。为了能够全面测试设计仪表的 信号，采用 PXI-6624 板卡，配合外部供电电路，产生仪表所需的一系列数字脉冲信号。 PXI-6624 是工业级隔离的 32 位定时器／计数器 PXI 接口板卡，具 有８路隔离的通道，我们采用 Couter0 和 Counter1 作为车速表和转速表的脉冲信号提供通道。燃油表和水温表采集的是模拟信号， PXI-6233 能够输出 4 路 10V 模拟电平信号， PXI-6713 能够输出 8 路 10V 模拟电平信号，我们选择 PXI-6713 或者 PXI-6233 的 2 个模拟输出通道作为燃油表和水温表的模拟信号提 供通道。由于仪表上的开关量信号比较多，如刹车、左右转向灯、燃油报警、水温报警以及左右车门开关信号等，他们之间产生的干扰也比较大。我们选用 PXI-6528 对仪表的开关量进行控制， PXI-6528 是高速隔离的数字 I/O 通道，输入和输出通道分别独立，有效的抑制了信号之间的干扰。 采用一块数据通信转换卡来完成仪表参数的标定以及作为 CAN 节点与车上其他 CAN 节点的数据通信， 该卡的主要功能是完成串口信号与 CAN 信号之 间的转换功能，开发数据通信转换卡的目的一是为了节约成本，二是考虑到大多数台式机或笔记本没有 CAN 接口。通过这个板卡对被控仪表的特征参数， 如车辆的特征系数、传感器的传感系数、发动机的速比以及仪表的一些标定参数等进行设定。由于目标车型不确定，仪表的一些特征参数需要实车测试才能 最后标定，所以该板卡可作为以后仪表参数标定用。 整个测试系统硬件功能框图如图 1 所示。 系统软件设计： 仪表测试系统软件采用 NI 公司的 LabVIEW 8.20 平台。 LabVIEW 是基于图形化