專利名稱：汽車儀表盤led指示燈測試儀的制作方法
汽車儀表盤LED指示燈測試儀 技術方案 本發(fā)明涉及一種測試儀器，特別涉及一種汽車儀表盤LED指示燈測試儀。
背景技術：
我公司在實施汽車儀表盤控制板產(chǎn)業(yè)化系統(tǒng)工程中遇到了 LED指示燈測試問題， 國內(nèi)沒有現(xiàn)成的針對該產(chǎn)品的測試儀器，國外有類似功能的儀器，且需定制而且費用很高， 因此LED指示燈測試儀成了制約汽車儀表盤控制板產(chǎn)業(yè)化的瓶頸。為了解決此瓶頸問題我 們確定了自主開發(fā)LED指示燈測試儀。
發(fā)明內(nèi)容
鑒于現(xiàn)有技術存在的現(xiàn)狀，本發(fā)明提供了一種采用單片機控制，實現(xiàn)快速、準確的 檢測LED燈故障的汽車儀表盤LED指示燈測試儀。 本發(fā)明為實現(xiàn)上述目的，所采取的技術方案是一種汽車儀表盤LED指示燈測試 儀，其特征在于包括設置在測試臺內(nèi)存儲有檢測程序的控制電路，所述測試臺包括控制 箱、固定有定位柱的PCB定位板、固定有軸套的針床、與針床相固定的針床上板、立柱、上蓋 板、壓把，所述上蓋板通過四根立柱與PCB定位板相固定，其中兩根立柱穿過軸套與針床活 動連接，所述壓把與上蓋板相固定，與壓把相連的壓軸穿過上蓋板與針床上板固定，所述 PCB定位板固定在控制箱上；所述控制電路為控制電路A、控制電路B兩塊相同的電路，控制 電路包括主芯片Ul、輔助芯片U2、輔助芯片U3、繼電器矩陣、電源、總報警燈、指示燈、被測 LED燈、電源開關及復位鍵，數(shù)個所述指示燈、數(shù)個所述被測LED燈及總報警燈分別與輔助 芯片U3、輔助芯片U2、主芯片Ul連接，輔助芯片U3、輔助芯片U2相連接并分別與主芯片Ul 連接，主芯片U1、連接有電源開關的電源分別與繼電器矩陣連接，繼電器矩陣的輸出電壓分 別輸出給與輔助芯片U3、輔助芯片U2、主芯片Ul相連的數(shù)個被測LED燈，所述復位鍵分別 與主芯片Ul、輔助芯片U2、輔助芯片U3連接。
—種汽車儀表盤LED指示燈測試儀，其特征在于所述檢測程序包括以下步驟
(1)、上電復位，U1、U2、U3初始化，將計數(shù)位n賦值10，即待測LED的供電電壓V將 有15V 5V變化10次； (2) 、Ul控制繼電器矩陣使V = 15-(10-n); (3)、Ul向U2、U3的INTO發(fā)出中斷信號，示意電壓已經(jīng)變換完成，可以對待測LED 進行AD采集了 ； (4) 、U2、U3收到Ul發(fā)出的中斷信號后，對待測LED進行AD采集轉(zhuǎn)換，并將采集結(jié) 果運算存儲到相應存儲區(qū)域，即電路板A的Ul采集6個LED，電路板B的Ul采集5個LED, U2、U3都采集6個LED ; (5)、U1、U2、U3采集完成了進入下一步，如果采集沒完成則返回上一步； (6)、采集每完成一次后，U1、U2、U3計數(shù)位n = n-l，Ul、U2、U3判斷n是否為O，若
不為0，則IO次采集未完成，則返回第二步變化電壓繼續(xù)采集，若為O，表明IO次電壓變化下的采集工作全部結(jié)束，下一步對結(jié)果進行判斷輸出； (7)、采集值與給定范圍值比較，在范圍內(nèi)則總報警燈不亮，相應指示燈亮，若采集 結(jié)果超出指定范圍則總報警燈亮，相應指示燈滅。最后將測試結(jié)果輸出到面板上，測試過程 結(jié)束。 根據(jù)二極管正向?qū)?，反向截止的特性，可以通過檢測LED有無電流流過判斷LED 是否焊反及有無漏焊等造成LED不能發(fā)光現(xiàn)象； 性能不良的二極管電流也會與正常的二極管有所不同，把被測LED電流與基準電 流比較加以區(qū)分，實現(xiàn)了由于LED自身性能不良，虛焊等導致的LED不能正常發(fā)光的現(xiàn)象；
由于LED的發(fā)光顏色決定于所用材料，所以不同顏色的LED在相同的電壓下導通 后流過的電流是不同的，可以通過對不同顏色LED電流的區(qū)分達到對LED顏色的區(qū)分，從而 實現(xiàn)了顏色的判別。 由于不同顏色LED間電流差別很小，要實現(xiàn)對不同顏色LED電流的區(qū)分就要對LED 電流進行精確采集和運算，這就要求就必須有高精度的A/D轉(zhuǎn)換器，要實現(xiàn)對采集結(jié)果的 復雜運算比較就要采用單片機。由于性能好的A/D價格昂貴，而如果采用一個A/D復用，由 于被測LED多達35個，每個LED都要經(jīng)過10次的電壓變化，如果按每次電壓變化用1秒鐘， 則一塊電路板測完就需要大概6分鐘，這樣的效率是絕對不允許的，也是不能接受的。最 后選用raiLIP的P87C591帶6個10位A/D轉(zhuǎn)換器的單片機作為采集控制芯片，這樣6片 P87C591就解決了從繼電器控制到信號采集、運算處理及最終檢測結(jié)果輸出的全部問題。而 且采用單片機內(nèi)置A/D轉(zhuǎn)換器性能穩(wěn)定，外部干擾小，總體性價比高。 本發(fā)明的有益效果是該測試儀嵌入了單片機，且內(nèi)置A/D轉(zhuǎn)換器，整體性能穩(wěn) 定，抗干擾性強，易操作。與進口類似功能產(chǎn)品價格相比還不到1/15，性價比很高，是實現(xiàn)汽 車儀表盤產(chǎn)業(yè)化項目的良好選擇。
圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖并作為摘要附圖。 圖2為本發(fā)明控制箱面板圖。 圖3為本發(fā)明針床的俯視圖。 圖4為本發(fā)明控制電路A原理框圖。 圖5為本發(fā)明控制電路B原理框圖。 圖6為本發(fā)明繼電器矩陣電路圖。 圖7為本發(fā)明單片機U1的軟件流程圖。 圖8為本發(fā)明單片機U2的軟件流程圖。 圖9為本發(fā)明單片機U3的軟件流程圖。 圖10為本發(fā)明實現(xiàn)檢測控制的軟件流程圖。
具體實施例方式
如圖1、2、3所示，汽車儀表盤LED指示燈測試儀，包括設置在測試臺內(nèi)存儲有檢測 程序的控制電路，測試臺包括控制箱1、固定有定位柱2-1的PCB定位板2、固定有軸套3-1 的針床3、與針床3相固定的針床上板4 立柱5、上蓋板6、壓把7。
在PCB定位板2板面靠近四個角的位置，通過螺釘對稱固定四個定位柱2-l，對待 測電路板起到定位作用，在針床3面上的兩端位置，對稱鑲嵌兩個軸套3-1 ，將針床上板4通 過兩個立板4-1用螺釘與針床3固定在一起形成了一個整體針床，將四根立柱5的一端通 過螺釘分別對稱固定在PCB定位板2板面的兩端上，將整體針床上的兩個軸套3-1分別套 入前端的兩根立柱5上，兩個軸套3-1與兩個立柱5滑配合，將上蓋板6放在四根立柱5的 另一端上，通過螺釘與四根立柱5固定在一起，將壓把7固定在上蓋板6上，與壓把7相連 的壓軸7-1穿過上蓋板6與針床上板4相固定，當抬起或壓下壓把7時可帶動整體針床上、 下移動，以上結(jié)構(gòu)構(gòu)成了手動壓臺，最后將手動壓臺通過螺釘固定在控制箱1上，整個測試 臺組裝完成。 控制箱1上設有兩個電源開關l-l、兩個報警燈l-2、兩個復位鍵l-3、三十五個指 示燈1-4。針床3上設有三十五對測試針3-2，三十五對測試針3-2與控制箱1上設有的 三十五個指示燈1-4排列位置相對稱。 如圖4、5、6所示，控制電路為控制電路A、控制電路B兩塊相同的電路，控制電路 包括主芯片Ul、輔助芯片U2、輔助芯片U3、繼電器矩陣、電源、總報警燈l-2、指示燈1-4、 被測LED燈(即針床上設置的測試針3-2，測試針3-2按對組成，每對測試針3_2與被測電 路板上LED燈的正負兩個極接觸，實現(xiàn)對一個被測LED燈的測試)、電源開關1-1及復位鍵 l-3，數(shù)個指示燈l-4、數(shù)個被測LED燈及總報警燈1-2分別與輔助芯片U3、輔助芯片U2、主 芯片Ul連接，輔助芯片U3、輔助芯片U2相連接并分別與主芯片Ul連接，主芯片Ul、連接有 電源開關1-1的電源分別與繼電器矩陣連接，繼電器矩陣的輸出電壓分別輸出給與輔助芯 片U3、輔助芯片U2、主芯片Ul相連的數(shù)個被測LED燈，復位鍵分別與主芯片Ul、輔助芯片 U2、輔助芯片U3連接?？刂齐娐稟中與主芯片Ul、輔助芯片U2、輔助芯片U3分別相連接的 數(shù)個指示燈1-4各為六個，數(shù)個被測LED燈各為六個(即針床上設置的六對測試針3-2);控 制電路B中與輔助芯片U2、輔助芯片U3分別相連接的數(shù)個指示燈l-4各為六個、數(shù)個被測 LED燈各為六個(即針床上設置的六對測試針3-2)，與主芯片Ul相連接的數(shù)個指示燈1-4 為五個、數(shù)個被測LED燈為五個(即針床上設置的五對測試針3-2)。繼電器矩陣包括數(shù)個 繼電器、數(shù)個電阻，所述數(shù)個電阻串聯(lián)，在每個電阻兩端并聯(lián)一個繼電器，串聯(lián)電阻的一端 接直流電源，串聯(lián)電阻另一端接地。數(shù)個繼電器為十九個、數(shù)個電阻為二十個。
測試過程由于被測儀表盤上的部分LED相互之間有關聯(lián)，不能同時點亮，所以將 被測LED分成兩個部分分別測試(控制電路A、控制電路B)，以下為測試儀通過軟件程序?qū)?每組測試的工作過程，兩組原理相同。 如圖7、8、9、10所示，上電復位，U1、U2、U3初始化，初始化的內(nèi)容包括1.設定采 集結(jié)果的上下限范圍值；2.為采集結(jié)果劃分存儲區(qū)域；3. Ul、 U2、 U3將計數(shù)位n賦值10，即 待測LED的供電電壓V將有15V 5V變化10次，每個芯片將采集10次不同電壓下LED的 電流值，電壓V的變化由主芯片Ul控制繼電器矩陣變化得到。初始化后，Ul控制V = 15V 后，Ul向U2、U3的INTO發(fā)出中斷信號，示意電壓已經(jīng)變換完成，可以進行信號采集了， U2、 U3收到Ul發(fā)出的中斷信號后，對待測LED進行AD采集轉(zhuǎn)換，并將采集結(jié)果運算存儲到相應 存儲區(qū)域。U2采集完成后向U3的INT1發(fā)出中斷信號，將U3的INT1標志位置位，示意U2 已采集轉(zhuǎn)換完成。U3采集完成后檢驗中斷標志有無置位，若有則向Ul的INT1發(fā)出中斷，示 意U2、 U3均已采集轉(zhuǎn)換完成，可以進行電壓變換，進行下一次采集；若U3中斷標志沒被置
6位，U3等待U2中斷的到來，直到U2中斷到來后向Ul的INT1發(fā)出中斷，示意U2、U3均已采 集轉(zhuǎn)換完成，可以進行電壓變換，進行下一次采集。采集每完成一次后，U1、U2、U3計數(shù)位n =n-l，Ul、U2、U3判斷n是否為O，若不為O，主控芯片Ul變換電壓V， Ul、 U2、 U3重復上述 采集過程直至10次采集完成計數(shù)位n = 0，U1、U2、U3跳出循環(huán)采集過程，進入判斷輸出程 序。若采集的結(jié)果滿足指定范圍則總報警燈不亮，相應指示燈亮；若采集結(jié)果超出指定范圍 則總報警燈亮，相應指示燈滅。最后將測試結(jié)果輸出到面板上，測試過程結(jié)束。
工作原理單片機控制繼電器矩陣，單片機復位時控制繼電器1 10全部導通，繼 電器11 19斷開，此時電阻1 9被短路，電壓V = 15V，主單片機控制系統(tǒng)進行AD采集 轉(zhuǎn)換。待AD采集轉(zhuǎn)換完成后，主單片機控制繼電器矩陣，使V以上部分一個繼電器斷開，此 時乂= (14R/15R)X15= 14V，完成一次電壓變化。接下來，系統(tǒng)每采集完一次，主單片機控 制繼電器矩陣使V以上部分一個繼電器斷開，V以下部分一個繼電器導通，如此變化10次， 使V點電壓由15V遞減至5V。通過單片機控制繼電器矩陣，實現(xiàn)被測LED供電電壓從15V 經(jīng)十次變化遞減到5V。電壓每變化一次，單片機對每個LED測試點電壓進行一次A/D采集 轉(zhuǎn)換，把采集轉(zhuǎn)換的結(jié)果累加。將十次采集轉(zhuǎn)換的累加值與標準門限值比較，滿足標準門限 值的即為合格品，相應指示燈不滅，總報警燈不亮；超出門限范圍則相應指示燈滅，且總報 警燈亮。最終實現(xiàn)同一電路板上的35個LED，只要有漏焊、連焊、虛焊等焊接不良和LED自 身性能不良就會總報警(總指示燈亮)，且相應指示燈指示(滅)，實現(xiàn)了同一電路板上的 35個LED的快速、準確地檢測。
操作流程 — 、將待測電路板放入測試臺PCB定位板上，定位柱將待測電路定位；
二、接通電源，給設備提供220V供電； 三、將壓把向下壓下，整體針床向下移動，整體針床上固定的與控制電路主芯片、 輔助芯片通過導線相連的三十五對測試針與被測電路板上的三十五個被測LED燈正負兩 個極對應接觸； 四、打開其中一個電源開關，按下相應復位鍵，開始測試，測試完成后關閉電源開 關，打開另一個電源開關，按下另一個復位鍵，開始另一半測試，測試完成后關閉電源開 關； 五、將壓把抬起，整體針床向上移動，整體針床上固定的三十五對測試針與被測電 路板上的三十五個被測LED燈的正負兩個極脫開；
六、取下測完的電路板，本次測試完成。
結(jié)果分析 —、兩步測量均未報警，顯示面板上燈均未熄滅，可認為該板35個LED均正常，未 發(fā)生漏件、焊反、壞件等故障； 二、兩步測量任何一次發(fā)生報警，顯示面板上的燈有個別熄滅，可視該板35個LED 有異常，可能發(fā)生漏件、焊反、壞件等故障，請到顯示面板燈的對應位置查找。
權(quán)利要求
一種汽車儀表盤LED指示燈測試儀，其特征在于包括設置在測試臺內(nèi)存儲有檢測程序的控制電路，所述測試臺包括控制箱(1)、固定有定位柱(2-1)的PCB定位板(2)、固定有兩個軸套(3-1)的針床(3)、與針床(3)相固定的針床上板(4)、立柱(5)、上蓋板(6)、壓把(7)，所述上蓋板(6)通過四根立柱(5)與PCB定位板(2)相固定，其中兩根立柱(5)穿過兩個軸套(3-1)與針床(3)活動連接，所述壓把(7)與上蓋板(6)相固定，與壓把(7)相連的壓軸(7-1)穿過上蓋板(6)與針床上板(4)固定，所述PCB定位板(2)固定在控制箱(1)上；所述控制電路為控制電路A、控制電路B兩塊相同的電路，控制電路包括主芯片U1、輔助芯片U2、輔助芯片U3、繼電器矩陣、電源、總報警燈(1-2)、指示燈(1-4)、被測LED燈、電源開關(1-1)及復位鍵(1-3)，數(shù)個所述指示燈(1-4)、數(shù)個所述被測LED燈及總報警燈(1-2)分別與輔助芯片U3、輔助芯片U2、主芯片U1連接，輔助芯片U3、輔助芯片U2相連接并分別與主芯片U1連接，主芯片U1、連接有電源開關(1-1)的電源分別與繼電器矩陣連接，繼電器矩陣的輸出電壓分別輸出給與輔助芯片U3、輔助芯片U2、主芯片U1相連的數(shù)個被測LED燈，所述復位鍵(1-3)分別與主芯片U1、輔助芯片U2、輔助芯片U3連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車儀表盤LED指示燈測試儀，其特征在于所述控制箱(1) 上設有兩個電源開關(1-1)、兩個報警燈(1-2)、兩個復位鍵(1-3)、三十五個指示燈(1-4)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的汽車儀表盤LED指示燈測試儀，其特征在于所述針床 (3)上設有三十五對測試針(3-2)，三十五對測試針(3-2)與控制箱(1)上設有的三十五個 指示燈(1-4)排列位置相對稱。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車儀表盤LED指示燈測試儀，其特征在于所述控制電路 A中與主芯片Ul、輔助芯片U2、輔助芯片U3分別相連接的數(shù)個指示燈(1-4)、數(shù)個被測LED 燈各為六個；所述的控制電路B中與輔助芯片U2、輔助芯片U3分別相連接的數(shù)個指示燈 (1-4)、數(shù)個被測LED燈各為六個，與主芯片Ul相連接的數(shù)個指示燈(1-4)、數(shù)個被測LED燈 各為五個。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車儀表盤LED指示燈測試儀，其特征在于所述繼電器矩 陣包括數(shù)個繼電器、數(shù)個電阻，所述數(shù)個電阻串聯(lián)，在每個電阻兩端并聯(lián)一個繼電器，串聯(lián) 電阻的一端接直流電源，串聯(lián)電阻另一端接地。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的汽車儀表盤LED指示燈測試儀，其特征在于所述數(shù)個繼電 器為十九個、數(shù)個電阻為二十個。
7. —種汽車儀表盤LED指示燈測試儀，其特征在于所述檢測程序包括以下步驟(1) 、上電復位，Ul、 U2、 U3初始化，將計數(shù)位n賦值10，即待測LED的供電電壓V將有 15V 5V變化10次；(2) 、Ul控制繼電器矩陣使V二 15-(10-n);(3) 、Ul向U2、U3的INTO發(fā)出中斷信號，示意電壓已經(jīng)變換完成，可以對待測LED進行 AD采集了 ;(4) 、U2、U3收到Ul發(fā)出的中斷信號后，對待測LED進行AD采集轉(zhuǎn)換，并將采集結(jié)果運 算存儲到相應存儲區(qū)域，即電路板A的Ul采集6個LED，電路板B的Ul采集5個LED， U2、 U3都采集6個LED ;(5) 、 Ul、 U2、 U3采集完成了進入下一步，如果采集沒完成則返回上一步；(6) 、采集每完成一次后，Ul、 U2、 U3計數(shù)位n = n-l， Ul、 U2、 U3判斷n是否為O，若不為O，則10次采集未完成，則返回第二步變化電壓繼續(xù)采集，若為O，表明10次電壓變化下 的采集工作全部結(jié)束，下一步對結(jié)果進行判斷輸出；(7)、采集值與給定范圍值比較，在范圍內(nèi)則總報警燈不亮，相應指示燈亮，若采集結(jié)果 超出指定范圍則總報警燈亮，相應指示燈滅。最后將測試結(jié)果輸出到面板上，測試過程結(jié) 束。
全文摘要
本發(fā)明涉及汽車儀表盤LED指示燈測試儀，測試臺上蓋板通過四根立柱與PCB定位板相固定，其中兩根立柱穿過軸套與針床活動連接，壓把與上蓋板相固定，與壓把相連的壓軸穿過上蓋板與針床上板固定，PCB定位板固定在控制箱上；控制電路為兩塊相同的電路，控制電路的指示燈、被測LED燈及總報警燈分別與輔助芯片U3、輔助芯片U2、主芯片U1連接，輔助芯片U3、輔助芯片U2相連接并分別與主芯片U1連接，主芯片U1、電源分別與繼電器矩陣連接，繼電器矩陣的輸出電壓分別輸出給與輔助芯片U3、輔助芯片U2、主芯片U1相連的數(shù)個被測LED燈，復位鍵分別與主芯片U1、輔助芯片U2、輔助芯片U3連接。該測試儀嵌入了單片機，內(nèi)置A/D轉(zhuǎn)換器，整體性能穩(wěn)定，抗干擾性強，易操作。與進口類似功能產(chǎn)品價格相比還不到1/15，是實現(xiàn)汽車儀表盤產(chǎn)業(yè)化項目的良好選擇。
文檔編號G01R31/44GK101710172SQ20091022830
公開日2010年5月19日 申請日期2009年11月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月18日
發(fā)明者叢凱, 歷嘉琦, 孟輝, 曹文成, 王克偉, 谷麗秋, 高長澤 申請人:天津市中環(huán)電子計算機有限公司