LABWINDOWS在汽車電噴模塊檢測中的應用

編者按：本文介紹了通過使用美國NI公司的LABWINDOWS軟件和相應的硬件設施(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據生成TXT文件存盤的方法。同時通過編程完成了對設定工況下模塊的功能測試，從而確保了產品的可靠性。
引言
EFI模塊測試系統由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，系統將自動執行模塊功耗、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。同時記錄檢測數據及通過/失敗狀態，并將數據自動存儲為TXT文件用于將來的數據分析。

圖1 EFI 測試系統的硬件結構

硬件結構
EFI 測試系統的硬件結構參見圖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多功能卡進行數據采集，它有64路12位模擬量輸入，2路模擬量輸出，及八條數字I/0端口。端口切換選用了NI-2503開關卡，它是雙線24位開關卡，負責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。數據采集使用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，采集到的數據將會放到指定的緩沖區中。通過進行數據分析，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,將標定數據送入模塊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，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。

軟件設計
在擁有計算機及相應硬件卡的環境下，LABWINDOWS以其基于C語言的開發環境，良好的用戶界面(如圖2所示)、強大的庫函數和方便快捷的調試手段，使設計者能以最快的速度設計、調試和開發實際的測試系統，大大降低了工作量。
模塊檢測系統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，可以通過調用NI-2503，NI-5112及PXI-6070E的驅動函數，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。通過調用專用測試程序的子程序，可以完成包括讀/寫芯片RAM、E2PROM區，校驗RAM、E2PROM區，A/D采樣值讀取，設定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，通過調用NI-5411任意波形發生器驅動函數來模擬轉速信號的60-2波形，同時輸入相應的電壓信號，模擬各傳感器信號輸入，完成特定工況下的功能測試。
所有測試結果將會存入到指定的文件中，用于統計CPK及數據分析。

分析評價
通過以上實際應用，利用LABWINDOWS軟件開發的測試系統具有以下顯著優點：
1. 加快了系統的開發周期，降低了開發難度。使用LABWINDOWS可以方便地調用硬件驅動程序及功能函數,降低了工作強度，加速了開發進程。
2. 減少了測試周期。使用LABWINDOWS，使數據傳輸速度及測量時間得到提高,減少了產品的測量時間，每個模塊的測量時間小于50s。
3. 具有很高的通用性。使用相同的硬件環境，僅對軟件進行微調，就可以測量ECS、DIS等系列產品。■