LABWINDOWS在汽车电喷模块检测中的应用

编者按：本文介绍了通过使用美国NI公司的LABWINDOWS软件和相应的硬件设施(NI-5112、PXI-8156B、NI-5411、PXI-6070E、NI-2503)，完成对汽车电喷模块(EFI)输入/输出口的硬件测试及将测试数据生成TXT文件存盘的方法。同时通过编程完成了对设定工况下模块的功能测试，从而确保了产品的可靠性。
引言
EFI模块测试系统由NI测试仪、模拟负载箱、电源、条码扫描和测试夹具五部分组成。测试人员手动将模块放入夹具，并将条码扫描以后，系统将自动执行模块功耗、输入端对地电阻、A/D采样值、输出端漏电流、FET钳位电压、E2PROM校验等多项检验。同时记录检测数据及通过/失败状态，并将数据自动存储为TXT文件用于将来的数据分析。

图1 EFI 测试系统的硬件结构

硬件结构
EFI 测试系统的硬件结构参见图1。模块的检测包括输入端口硬件、输出端口硬件及特定工况下的功能检测三部分。 为完成输入端口的硬件检测，我们选用了PXI－6070E多功能卡进行数据采集，它有64路12位模拟量输入，2路模拟量输出，及八条数字I/0端口。端口切换选用了NI-2503开关卡，它是双线24位开关卡，负责将被测试端口与采集卡PXI-6070E相连。
同样，对输出端的硬件切换由另一块NI-2503卡完成。数据采集使用NI-5112示波器卡完成。它的100MHz频宽可以确保对点火及喷油脉冲的采集，采集到的数据将会放到指定的缓冲区中。通过进行数据分析，我们就可以得到输出信号脉冲的最大值及频率值。
完成硬件的检测后,同样利用BOOTSTRAP模式,将标定数据送入模块E2PROM中,然后将芯片切换到单片模式。模拟正常工况检测模块工作状态，进而完成特定工况下的功能检测。通过以上的测试,确保了模块的可靠性。

软件设计
在拥有计算机及相应硬件卡的环境下，LABWINDOWS以其基于C语言的开发环境，良好的用户界面(如图2所示)、强大的库函数和方便快捷的调试手段，使设计者能以最快的速度设计、调试和开发实际的测试系统，大大降低了工作量。
模块检测系统软件可以工作在三种模式下：硬件诊断模式；功能测试模式；EOL测试模式。

图2 LABWINDOWS良好的用户界面

对输入端口的硬件检测，可以通过调用NI-2503，NI-5112及PXI-6070E的驱动函数，来非常方便地完成。
芯片的A/D采样值及输出端口的硬件检测，需要下载专用测试程序(使用汇编语言编写，约1KB)。利用软件编程, 首先要进入68HC11的BOOTSTRAP模式，然后将专用测试程序下载到芯片。通过调用专用测试程序的子程序，可以完成包括读/写芯片RAM、E2PROM区，校验RAM、E2PROM区，A/D采样值读取，设定PWM输出脉冲以及校验版本号等多项功能。
功能测试时，使芯片工作在单片模式，通过调用NI-5411任意波形发生器驱动函数来模拟转速信号的60-2波形，同时输入相应的电压信号，模拟各传感器信号输入，完成特定工况下的功能测试。
所有测试结果将会存入到指定的文件中，用于统计CPK及数据分析。

分析评价
通过以上实际应用，利用LABWINDOWS软件开发的测试系统具有以下显著优点：
1. 加快了系统的开发周期，降低了开发难度。使用LABWINDOWS可以方便地调用硬件驱动程序及功能函数,降低了工作强度，加速了开发进程。
2. 减少了测试周期。使用LABWINDOWS，使数据传输速度及测量时间得到提高,减少了产品的测量时间，每个模块的测量时间小于50s。
3. 具有很高的通用性。使用相同的硬件环境，仅对软件进行微调，就可以测量ECS、DIS等系列产品。