[发明专利]一种内燃机车微机控制系统测试方法及装置

权利要求书

1.一种内燃机车微机控制系统测试方法，其特征在于：所述方法是通过CAN总线或串行 总线与上位机通信，接收上位机的测试命令，并通过内部CAN总线接收到的测试命令传送给 内部各信号产生模块，装置内部各模块根据测试命令产生相应测试信号并通过适配电缆传送 给被测设备；信号检测模块检测被测设备输出信号，经CAN总线传送给CPU板，然后经CAN 或串行总线发送给上位机；上位机将给定信号与检测信号比较实现对被测设备的全自动闭环 测试；所述的全自动闭环测试是测试装置内部采用基于CAN总线的分布式模块，CPU板与数 字量输入输出板、频率板、恒流源板及模拟量输出板间通过内部CAN总线连接；测试装置通 过CPU板的外部CAN总线或串行总线与上位机通信，完全实现对被测装置的全自动循环测试； 所述的CPU板采用AVR微处理器，为该控制系统的核心，可实现CPU板与上位机及装置内部 的通信管理、现场可编程逻辑控制、串行接口、软件下载功能及故障数据的记录存储；CPU 板通过CAN或串行总线与外部通信管理，接收上位机指令给内部各模块及将各内部模块信息 上传给上位机，CPU板通过内部CAN总线与数字量输入输出板、频率板、恒流源板及模拟量 输出板交换数据；所述的数字量输入输出板、频率板、恒流源板及模拟量输出板除了通过CAN 总线与CPU板进行通信外，还提供被测设备所需的各种信号源及实时检测被测设备的输出信 号并通过CPU板上传给上位机；数字量输入输出板主要提供开关量输入及继电器输出信号， 块板同时提供24路开关量输入及24路继电器输出信号；频率板通过FPGA产生16路0-5V 的方波信号，再通过运放、比较产生-15-+15V的方波信号；恒流源板主要负责电压信号与电 流信号的转换，并且每一路提供0-400mA的电流信号；模拟量输出板主要实现36路数模转换， 同时通过跳线的方式提供8路4-20mA的电流信号。

2.一种内燃机车微机控制系统测试装置，由电源板、CPU板、数字量输入输出板、频率 量输出板、模拟量输出板、流压源板模块及机箱组成；电源板为测试装置提供工作电源，其 特征在于：内部采用基于CAN总线的分布式模块，CPU板与数字量输入输出板、频率板及模 拟量输出板间通过内部CAN总线连接；测试装置通过CAN或串行总线与上位机通信交换数据， 装置内部各模块采用基于CAN总线的分布式模块，CPU板与数字量输入输出板、频率板及模 拟量输出板间通过内部CAN总线连接，并对被测设备的全自动闭环测试；测试装置结构采用 混合机箱，左边是4个对外62芯插座，右上角是电源开关及开关电源板，右下角是六个电位 器，中间是标准的插件，插件内有CPU板、数字量输入输出板、频率板、恒流源板及模拟量 输出板及预留板位，且每块插件板上有指示灯或测试孔；CPU板为AVR微处理器；CPU板物理 上被分隔成上、下两个半区，它们是完全电气隔离，各自独立的，不过两半区是完全一样的， 它们互为冗余冷备份，通过机箱面板上的电源开关进行工作状态之间的切换；CPU板通过CAN 或串行总线与外部通信管理，接收上位机指令给内部各模块及将各内部模块信息上传给上位 机，CPU板通过内部CAN总线与数字量输入输出板、频率板、恒流源板及模拟量输出板交换 数据；主CPU板程序负责与上位机进行串口通讯以及与各通讯子板之间进行CAN通讯，根据 上位机送过来的数据，分配各子板的数据、调度任务；数字量输入输出板、频率板、恒流源 板及模拟量输出板除了通过CAN总线与CPU板进行通信外，并同时提供被测设备所需的各种 信号源及实时检测被测设备的输出信号并通过CPU板上传给上位机；数字量输入输出板提供 开关量输入及继电器输出信号，每块板同时提供24路开关量输入及24路继电器输出信号； 频率板通过FPGA产生16路0-5V的方波信号，再通过运放、比较产生-15-+15V的方波信号； 恒流源板主要负责电压信号与电流信号的转换，并且每一路提供0-400mA的电流信号；模拟 量输出板主要实现36路数模转换，同时通过跳线的方式提供8路4-20mA的电流信号。

3.根据权利要求2所述的内燃机车微机控制系统测试装置，其特征在于：数字量输入输 出板、频率板及模拟量输出板由CAN通信子板与母板的形式组成，其中CAN通信子板为通用 子板，负责与CPU通信，通过改变子板上CPU及FPGA程序可实现不同功能，数字量输入输出、 频率及模拟量输出输出驱动命令通过CPU板协议转换后分发到对应的插件板。