LABWINDOWS在汽車電噴模塊檢測中的應(yīng)用

編者按：本文介紹了通過使用美國NI公司的LABWINDOWS軟件和相應(yīng)的硬件設(shè)施(NI-5112、PXI-8156B、NI-5411、PXI-6070E、NI-2503)，完成對汽車電噴模塊(EFI)輸入/輸出口的硬件測試及將測試數(shù)據(jù)生成TXT文件存盤的方法。同時通過編程完成了對設(shè)定工況下模塊的功能測試，從而確保了產(chǎn)品的可靠性。
引言
EFI模塊測試系統(tǒng)由NI測試儀、模擬負載箱、電源、條碼掃描和測試夾具五部分組成。測試人員手動將模塊放入夾具，并將條碼掃描以后，系統(tǒng)將自動執(zhí)行模塊功耗、輸入端對地電阻、A/D采樣值、輸出端漏電流、FET鉗位電壓、E2PROM校驗等多項檢驗。同時記錄檢測數(shù)據(jù)及通過/失敗狀態(tài)，并將數(shù)據(jù)自動存儲為TXT文件用于將來的數(shù)據(jù)分析。

圖1 EFI 測試系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)

硬件結(jié)構(gòu)
EFI 測試系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)參見圖1。模塊的檢測包括輸入端口硬件、輸出端口硬件及特定工況下的功能檢測三部分。 為完成輸入端口的硬件檢測，我們選用了PXI－6070E多功能卡進行數(shù)據(jù)采集，它有64路12位模擬量輸入，2路模擬量輸出，及八條數(shù)字I/0端口。端口切換選用了NI-2503開關(guān)卡，它是雙線24位開關(guān)卡，負責(zé)將被測試端口與采集卡PXI-6070E相連。
同樣，對輸出端的硬件切換由另一塊NI-2503卡完成。數(shù)據(jù)采集使用NI-5112示波器卡完成。它的100MHz頻寬可以確保對點火及噴油脈沖的采集，采集到的數(shù)據(jù)將會放到指定的緩沖區(qū)中。通過進行數(shù)據(jù)分析，我們就可以得到輸出信號脈沖的最大值及頻率值。
完成硬件的檢測后,同樣利用BOOTSTRAP模式,將標(biāo)定數(shù)據(jù)送入模塊E2PROM中,然后將芯片切換到單片模式。模擬正常工況檢測模塊工作狀態(tài)，進而完成特定工況下的功能檢測。通過以上的測試,確保了模塊的可靠性。

軟件設(shè)計
在擁有計算機及相應(yīng)硬件卡的環(huán)境下，LABWINDOWS以其基于C語言的開發(fā)環(huán)境，良好的用戶界面(如圖2所示)、強大的庫函數(shù)和方便快捷的調(diào)試手段，使設(shè)計者能以最快的速度設(shè)計、調(diào)試和開發(fā)實際的測試系統(tǒng)，大大降低了工作量。
模塊檢測系統(tǒng)軟件可以工作在三種模式下：硬件診斷模式；功能測試模式；EOL測試模式。

圖2 LABWINDOWS良好的用戶界面

對輸入端口的硬件檢測，可以通過調(diào)用NI-2503，NI-5112及PXI-6070E的驅(qū)動函數(shù)，來非常方便地完成。
芯片的A/D采樣值及輸出端口的硬件檢測，需要下載專用測試程序(使用匯編語言編寫，約1KB)。利用軟件編程, 首先要進入68HC11的BOOTSTRAP模式，然后將專用測試程序下載到芯片。通過調(diào)用專用測試程序的子程序，可以完成包括讀/寫芯片RAM、E2PROM區(qū)，校驗RAM、E2PROM區(qū)，A/D采樣值讀取，設(shè)定PWM輸出脈沖以及校驗版本號等多項功能。
功能測試時，使芯片工作在單片模式，通過調(diào)用NI-5411任意波形發(fā)生器驅(qū)動函數(shù)來模擬轉(zhuǎn)速信號的60-2波形，同時輸入相應(yīng)的電壓信號，模擬各傳感器信號輸入，完成特定工況下的功能測試。
所有測試結(jié)果將會存入到指定的文件中，用于統(tǒng)計CPK及數(shù)據(jù)分析。

分析評價
通過以上實際應(yīng)用，利用LABWINDOWS軟件開發(fā)的測試系統(tǒng)具有以下顯著優(yōu)點：
1. 加快了系統(tǒng)的開發(fā)周期，降低了開發(fā)難度。使用LABWINDOWS可以方便地調(diào)用硬件驅(qū)動程序及功能函數(shù),降低了工作強度，加速了開發(fā)進程。
2. 減少了測試周期。使用LABWINDOWS，使數(shù)據(jù)傳輸速度及測量時間得到提高,減少了產(chǎn)品的測量時間，每個模塊的測量時間小于50s。
3. 具有很高的通用性。使用相同的硬件環(huán)境，僅對軟件進行微調(diào)，就可以測量ECS、DIS等系列產(chǎn)品。