郭华伟 赵明
石家庄海山实业发展总公司，河北 石家庄 050000
0 引言
该电气盒线线路测试系统，主要用于复杂逻辑电器盒类产品的性能的测试，本文着重讲述了电气盒线路测试系统的设计与测试原理，以及CAN总线通讯协议在系统中的应用。
1 硬件组成
系统的硬件主要有工业控制计算机、控制切换单元、测量单元三部分构成见表1。
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表1硬件组成
2 系统总体原理框图
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由上位机发送控制命令，控制切换单元将被测试的信号线切至数据多用表的表笔两端。然后上位机再通过RS232接口将数据多用表切换到电压档测量，进行测量，测量完毕后由上位机将测量数据读出。
2.3 二极管通断测量原理
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由上位机发送控制命令，控制切换单元将被测试的信号线切至时间测量单元。然后上位机接通被测产品电源，完后马上通知时间测量单元开始测量（附带超时时间、信号类型等信息），时间测量单元在检测到脉冲后，将测量值上传至上位机。
3 系统数据通讯
3.1 测试信号输入策略
系统分上位机和下位机两部分构成，上位机、下位机通过CAN总线连接，上位机负责测试命令的发送，测试结果的处理、显示等。下位机有1块母板，母板有8块子板。每块子板都可通过设置跳线设定其地址编码，8块子板的地址编码为（1--8）。每块子板负责测试16个通道，8块子板完成128个通道的测试，每通道4个继电器可完成16种状态的测试。在测试设备上有4个插座（编号分别为1#、2#、3#、4#），1号插头有55针，2号插头有42针，3号插头有32针，4号插头有26针，4个插头总共为155针（在本系统中只用到128针，其余的用于其他设备对被测设备的测试）。每个插头的针号从1#开始编号。这样在测试时测试通道和对应子板之间的计算关系为：
例：对2号插头的第20针进行测试，则
55（1号插头的针数）+ 20（2号插头的针数）= 75
75 整除16 = 4 在第（4 +1）块子板
75 –16 * 4 = 11 在第11通道
插座编号（1# --- 4#）：
插座1：55针
插座2：42针
插座3：32针
插座4：26针
3.2 通讯协议
在本测试设备中，采用标准CAN V2.0协议。主从机通信采用具有11 位识别符的标准帧格式。双方通信以帧为单位，11位ID识别符作为从机地址使用。数据字段统一长度为8。数据域定义如下：
3.2.1 数据域结构
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3.2.2 通信命令类型说明
0x11 ---- 单个继电器动作命令 (要求应答)
主机→从机；
Data1：继电器编号（1号～64号）；
Data2：继电器状态数据，
0x00 ---- 释放
0x01 ---- 吸合
other ---- 无效
Data3 ～Data7：备用
0x22 ---- 单通道设置命令 (要求应答)
主机→从机；
Data1：通道编号（1～16，对应CH1～CH16）；
Data2：通道状态数据，
0x00 ---- 悬空
0x01 ---- GLD+27V
0x02 ---- GLDGND
0x03 ---- JY+ 绝缘表正表笔
0x04 ---- JY- 绝缘表负表笔
Data3 ～Data7：备用
0x33 ---- 组继电器动作命令 (要求应答)
主机→从机；
Data1：组号（1～2）
0x01 ---- 组1，继电器Num1 ~ Num32
0x02 ---- 组2，继电器Num33 ~ Num64
Data2：继电器1 ~8 (组1) 或 继电器33~40(组2)状态数据
Data3：继电器9 ~16(组1) 或 继电器41~48(组2)状态数据
Data4：继电器16~24(组1) 或 继电器49~56(组2)状态数据
Data5：继电器25~32(组1) 或 继电器57~64(组2)状态数据
说明：用数据字节中的1位表示对应继电器的状态，1 – 吸合，0 – 释放。
0x44 ---- 组通道动作命令 (要求应答)
主机→从机；
Data1：通道组号(1~2)
0x01 ---- 通道组1，通道CH1 ~ CH8
0x02 ---- 通道组2，通道CH9 ~ CH16
Data2：CH1、CH2通道状态
Data3：CH3、CH4通道状态
Data4：CH5、CH6通道状态
Data5：CH7、CH8通道状态
说明： 数据字段使用一字节表示两个通道的状态，低4位表示CHx通道状态，高4位表示CHx+1通道状态。
0000B ---- 悬空
0001B ---- GLD+27V
0010B ---- GLDGND
0011B ---- JY+ 绝缘表正表笔
0100B ---- JY- 绝缘表负表笔
0x55 ---- 读编码数据命令 (要求应答)
主机→从机；
无数据
0x66 ---- 板复位命令 (要求应答)
主机→从机；
无数据
0x77 ---- 启动时间测试命令 (要求应答)
此命令只用于第8号板，即延时继电器延时时间测试板。
主机→从机；
Data1 ～Data4：超时时间数据。
Dt = Data4*224 + Data3*65536 + Data2*256 + Data1;
Data5 =1：无源触点测试 =2：被测端为28V =3被测端为28地
Data6 ～Data7：备用。
0x88 ---- 停止时间测试命令 (要求应答)
此命令只用于第8号板，即延时继电器延时时间测试板。
主机→从机；
无数据
0x01 ---- 上传应答命令
从机→主机；
Data1：应答类别
0x11 ~ 0x77 ---- 应答的命令类型
Data2: 应答数据(signed char型数据)
0 ---- 正确
-1 ---- 错误命令码
-2 ---- 错误数据字段
Data3 ～Data7：备用。
0x02 ---- 上传延时时间数据命令
从机→主机；
Data1：应答数据(signed char型数据)
0 ---- 正确
-3 ---- 超时未闭合。
Data2 ～ Data5：延时时间数据。
Dt = Data5*224 + Data4*65536 + Data3*256 + Data2;
Data6 ～ Data7：备用。
4、系统的软件设计
软件的总体流程如图7所示，主界面如图8所示。
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6 结束语
电气盒线线路测试系统,满足了复杂电气盒类产品的电气性能测量。由于系统采用了CAN总线，使系统具备了灵活的扩展性。该测试系统对开发类似系统具有一定的参考价值。
参考文献
[1]模拟电子技术基础.第四版.高等教育出版社，2006
[2] 单片机原理及其接口技术.清华大学出版社，2004