基于VB及AVR单片机的汽车整车智能考核系统设计

王志海（广东省机械高级技工学校，广东广州　510450）

基于VB及AVR单片机的汽车整车智能考核系统设计

王志海
（广东省机械高级技工学校，广东广州510450）

摘要：设计了汽车整车智能考核系统，分为硬件和软件部分。硬件部分主要功能是基于AVR单片机设计的智能主控板，智能主控板通过USR-WIFI232模块与PC进行WIFI网络通信，通过ADC模块测量被考核系统的电压，包含电阻测量、电压测量、断路故障设置、虚接故障测量、短路故障测量；采用多块单片机电路板设计，电路板之间通过TWI通信。软件部分是用VB开发的PC应用系统，软件的功能主要包含：网络教学，将复杂的汽车电路形象地显示出来，便于学生理解；网络设置故障，故障类型包含：断路故障、虚接故障和短路故障；网络测量被考核电路的电压和电阻参数；以及进行网络排除故障，智能化的考试管理功能等功能。

关键词：AVR单片机；WIFI通信；TWI通信；ADC；VB

汽车整车智能考核系统是针对汽车维修专业对各种车型实现信息化教学要求而研发的教学系统。

1　汽车整车智能考核系统通信模式

汽车整车智能考核系统中PC与智能主控板之间通过USR-WIFI232模块进行WIFI网络通信，智能主控板与USR-WIFI232模块通过RS-232通讯，智能主控板中多块电路板采用TWI总线通信，TWI总线通信最多可连接128个设备。汽车整车智能考核系统通信框图如图1所示。

2　汽车整车智能考核系统硬件设计

汽车整车智能考核系统硬件部分由电源模块、RS-232通信接口、AD基准电压模块、故障设置模块、电压采集模块、电阻测量模块和TWI通信接口模块组成，汽车整车智能考核系统硬件框图如图2所示。

（1）电源模块

电源模块采用LM2576稳压电路，输入电压12 V，输出电压5 V，输出电流3 A，电源输入最高电压为40 V。电源模块电路图如图3所示。

图1　汽车整车智能考核系统通信框图

图2　汽车整车智能考核系统硬件框图

图3　电源模块电路图

（2）RS-232通信接口模块

用单片机和PC机通过串口进行通信，尽管单片机有串行通信的功能，但单片机提供的信号电平和RS-232的标准不一样，单片机逻辑电平：逻辑1为5 V、逻辑0为0 V，而RS-232逻辑电平：逻辑1 为-3 V～-15 V、逻辑0 为+3 V～+15 V。因此需要通过MAX232芯片进行电平转换。MAX232芯片电平转换电路图如图4所示。

图4　MAX232芯片电平转换电路图

（3）AD基准电压模块

为保证AD采集电压的稳定性，需提供一个稳定独立的基准电压源，从而保证AD采集电压的准确性，智能主控板中采用TL431并联稳压集成电路提供稳定的5 V基准电压。TL431基准电压电路图如图5所示。

图5　TL431基准电压电路图

（4）故障设置模块

故障设置模块采用ULN2803达林顿管驱动器，驱动继电器，通过控制继电器，从而实现断路故障、虚接故障和短路故障，在汽车线路中串接继电器的常闭触电，当继电器不动作时，线路正常，当继电器动作时，可设置汽车线路的断路故障；在断路故障中控制断路故障继电器不定时断开或接通来实现虚接故障；在汽车线路中的传感器输出信号线中在不断开线路的基础上，通过继电器的常开触电把信号线与GND连接，当继电器不动作时，线路正常，当继电器动作时，可设置汽车传感器信号线的短路故障。智能主控板故障设置电路图，如图6所示，其中K1为断路故障继电器，K2为短路故障继电器。

图6　智能主控板故障设置电路图

（5）电压采集模块

电压采集模块采用ATmega16单片机自带的10位ADC模块，由于汽车电路采用的是12 V电源，在发动机发动后最高电压可达到14.8 V，通过电阻分压电路是AD采集电源在0～5 V的范围内，选用200 kΩ和100 kΩ电阻串联，分压后的电压为被测电路的1/3。电压采集模块电路图如图7所示。

图7　电压采集模块电路图

3　汽车整车智能系统软件设计

根据实际应用的需求，软件部分能够真实地实现20名以上学员同时进行车辆高技术系统的维修诊断实训，解决车辆及场地不足的问题；可以实现网络教学，将复杂的汽车电路，形象地显示出来，便于学生理解；系统实时地采集车辆各种电器线路的电压数据，学员只需要在电脑上即可完成各种电压和电阻的测量，大大地提高了实训的效率；智能化的考试管理功能，方便教师进行考试试卷设计，以及学员考试完后成绩的统计，实现考试网络管理；网络化的实训管理，系统可以随时控制每一位学员的工作状态，教师对学员实训管理的网络化。本系统适用于中高等职业技术院校、普通教育类学院和培训机构对整车电器理论和维修实训的教学需要。汽车整车智能系统软件界面如图8所示。

图8　汽车整车智能系统软件界面

参考文献：

［1］沈文.AVR单片机C语言开发入门指导［M］.北京：清华大学出版社，2003.

［2］刘炳文.精通Visual Basic.NET中文版［M］.北京：机械工业出版社，2004.

(编辑：向飞)

The Design of Auto Intelligent Evaluation System Based on VB and AVR Single Chips

WANG Zhi-hai
（Guangdong Machinery Technician College，Guangzhou510450，China）

Abstract:Designed auto intelligent evaluation system，which is divided into hardware and software，the main function of the hardware is the intelligent control board based on AVR single chip，the intelligent control board which contains resistance measuring，voltage measuring，open circuit fault setting and virtual fault，short measurement communicate with PC by WIFI network through USR-WIFI232 module，and the voltage of the board measured by ADC module.The intelligent main control abroad consist of many single chip circuit boards，which communicate with each other through TWI，the software consist of PC application system developed by VB，it is mainly used to teaching in the net，displayed the complex automotive circuit vividly to make the students understand the network failure better，the fault type contains open circuit fault，virtual fault，and short circuit，the voltage and resistance of the tested circuit measured by the net to rule out the net fault and manage the test intelligently.

Key words:AVR Single Chips；WIFI communication；TWI communication；ADC；VB

作者简介：王志海，男，1987年生，福建南平人，大学本科，助理讲师。研究领域：机电一体化、电气自动化控制。已发表论文2篇。

收稿日期：2015－06－08

DOI:10.3969/j.issn.1009-9492.2015.08.027

中图分类号：TP3

文献标识码：A

文章编号：1009－9492 (2015 ) 08－0099－03