一種汽車點火瞬間電壓模擬方法及電路的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種汽車點火瞬間電壓模擬方法以及電路，包括處理單元，儲存單元、觸發單元以及輸出單元，其中所述觸發單元為所述處理單元提供觸發信號，所述儲存單元儲存有供所述處理器調用的數據。并且通過采集電池供電電壓在點火瞬間的變化樣本，形成一模擬數據庫，并且配合ACC電壓的模擬，準確地模擬出汽車點火瞬間的各種供電電壓參量。本發明避免了能夠精準地模擬出點火過程中電池供電電壓以及ACC電壓相對于時間發生變化，并且兩者為同時控制，降低了設計成本，提高了測試效率。
【專利說明】
一種汽車點火瞬間電壓模擬方法及電路
技術領域
[0001]本發明涉及車載電壓控制領域，特別涉及一種汽車點火瞬間電壓模擬方法及電路。
【背景技術】
[0002]隨著汽車行業的快速發展，中控車載娛樂系統也日趨復雜化和多元化。車載娛樂系統是一種典型的嵌入式產品，當它的功能不斷增多時，軟件設計中各功能模塊之間的交互、以及資源的分配管理也變得越來越復雜和繁瑣。軟件測試是軟件開發質量保證的一個重要環節，在規定的環境下對程序運行執行一系列的操作，以發現程序錯誤，衡量軟件質量，并對其是否能滿足設計要求進行評估。然而，在很多娛樂功能在運行的過程中進行汽車點火瞬間(Cranking)操作時，由于電壓瞬間異常變化，而導致各種異常表現。然而，很多娛樂功能在運行的過程中進行Cranking操作時，由于電壓瞬間異常變化，而導致各種異常表現(即由電壓異常導致的Bug)。測試人員要模擬這種環境進行軟件的驗證測試，主要有兩種途徑:
1、實車測試
測試環境與車載娛樂系統實際的使用環境一致，測試可靠性程度高。但實車資源缺乏，如果每個功能模塊都要安排實車驗證，測試資源的調配將及其困難。顯然這種Cranking環境用于廣泛的功能測試是不現實的。
[0003]2、設備儀器模擬
有一種程控電壓輸出設備可以根據Cranking電壓的實際變化規律設置參數，然后進行電壓模擬輸出。但每臺設備每次只能輸出一個回路，不能同時控制ACC和B+的電壓變化。如果采用兩臺設備分別控制ACC和B+，電壓變化的相對時間將難以控制。而且這種設備價格昂貴，將會帶來不小的設計成本增加。但現有的兩種汽車點火瞬間(Cranking)測試環境使用都非常有限，而且成本高，不利于普及。
【發明內容】
[0004]本發明為了解決上述技術問題，提供了一種汽車點火瞬間電壓模擬方法。
[0005]—種汽車點火瞬間電壓模擬方法，包括處理單元，儲存單元、觸發單元以及輸出單元，其中所述觸發單元為所述處理單元提供觸發信號，所述儲存單元儲存有供所述處理器調用的數據，電壓模擬方法包括以下步驟:
S10.對實車電壓采集若干電壓樣本；
S20.對所述電壓樣本進行量化計算，將采集的電壓樣本數據換算成至少一組預設的特定進制數值；
S30.以一維數組的形式將至少一組所述預設的特定進制數值寫入儲存單元中；
S40.在收到觸發信號后所述處理單元調用至少一個所述一維數組，并發送至輸出單元，同時通過1端口輸出相應電平以模擬ACC電壓； 550.所述輸出單元根據所述一維數組的值以及ACC電壓值輸出相應的模擬輸出電壓。
[0006]進一步的，所述步驟SI具體包括:以第一預設時間段為單位，在第二預設時間段內持續采集實車點火瞬間的波形，形成多個電壓樣本的值。
[0007]進一步的，所述步驟S20具體包括:
521.對所述電壓樣本進行歸一化；
522.將歸一化的后的電壓樣本按特定級數進行分級。
[0008]作為優選的一種情況，所述第一預設時間段為3ms?8ms，第二預設時間段為500ms?1000ms ο
[0009]進一步的，所述步驟S50還包括信號轉換步驟:
551.將至少一組所述一維數組的值通過數字模擬轉換器轉換成模擬電壓值；
552.將所述模擬電壓值通過放大電路放大后輸出模擬輸出電壓。
[00?0] 進一步的，所述步驟S50還包括放大電壓反饋步驟，處理單元檢測所述輸出單元輸出的模擬輸出電壓值，當所述模擬輸出電壓與預設輸出電壓不同時，所述處理單元調整電壓輸出值。
[0011]另外，本發明還提供一種汽車點火瞬間電壓模擬電路，包括處理單元，儲存單元、觸發單元以及輸出單元，所述觸發單元為所述處理單元提供觸發信號，所述儲存單元儲存有供所述處理器調用的數據，所述處理單元向所述輸出單元提供輸出信號，所述輸出單元根據所述輸出信號向外輸出模擬輸出電壓，同時將所述模擬輸出電壓反饋給所述處理單
J L ο
[0012]進一步的，所述輸出單元包括數字模擬轉換器以及放大電路，所述處理單元的輸出端與所述數字模擬轉換器的輸入端連接，所述數字模擬轉換器的輸出端通過所述放大電路有向外輸出模擬輸出電壓。
[0013]進一步的，所述處理單元通過1端口輸出電平信號，并通過所述放大電路輸入端模擬輸出電壓。
[0014]本發明一種汽車點火瞬間電壓模擬方法以及電路具有以下有益效果:能夠精準地模擬出點火過程中電池供電電壓以及ACC電壓相對于時間發生變化，并且兩者為同時控制，降低了設計成本，提高了測試效率。
【附圖說明】
[0015]圖1為本發明一實施例中的汽車點火瞬間電壓模擬電路示意圖。
[0016]圖2為本發明一實施例中的汽車點火瞬間電壓模擬方法流程圖。
[0017]圖3為本發明一實施例中的電壓樣本量化流程圖。
[0018]圖4為本發明一實施例中的信號轉換步驟流程圖。
[0019]其中，M⑶為處理單元為MCU，數字模擬轉換器為DAC，放大電路為AMP，儲存單元為E2PR0M，出發單元為KEY，變壓電路為LDO。
【具體實施方式】
[0020]下面結合附圖對本發明的較佳實施例進行詳細闡述，以使本發明的優點和特征更易被本領域技術人員理解，從而對本發明的保護范圍作出更為清楚的界定。
[0021]本發明揭示了一種汽車點火瞬間電壓模擬方法，該方法基于電壓模擬電路，如圖1所示，主要包括:處理單元，儲存單元、觸發單元以及輸出單元。
[0022]其中，觸發單元為所述處理單元提供觸發信號，即觸發信號相當于汽車的點火狀態信號。儲存單元用于儲存經過處理的電壓樣本數據，這些電壓樣本數據供處理單元調用。處理單元包括觸發信號輸入端、反饋信號輸入端、數據輸入端以及信號輸出端，其中觸發信號輸入端連接觸發單元，數據輸入端則連接儲存單元，通過對儲存單元的讀取獲取電壓樣本數據，而信號輸出端則連接輸出單元，想輸出單元提供輸出信號，同時反饋信號輸入端則連接輸出單元的輸出端，獲取反饋信號。在輸出單元方面，輸出單元包括數字模擬轉換器以及放大電路，處理單元的輸出端與所述數字模擬轉換器的輸入端連接，數字模擬轉換器的輸出端通過所述放大電路有向外輸出模擬輸出電壓，從而模擬汽車點火瞬間電池供電電壓的變化。同時為了模擬汽車點火瞬間ACC電壓的變化，處理單元還通過1端口輸出電平信號，并通過所述放大電路輸入端模擬輸出電壓。
[0023]優選的，觸發單元為常斷式按鈕。同時，為了想處理單元提供穩定的供電電壓，通常會在處理單元于外接電源之間設置變壓電路。
[0024]請參見圖2，汽車點火瞬間電壓模擬方法具體包括以下步驟:
S10.對實車電壓采集若干電壓樣本;具體的，以第一預設時間段為單位，在第二預設時間段內持續采集實車點火瞬間的波形，形成多個電壓樣本的值。在實施過程中可以在示波器中以5ms為單位記下電壓幅值，實際上每次點火所延續的時間為800ms左右，也就是說要記錄約160組數據。因此優選的情況下第一預設時間段為3ms?8ms，第二預設時間段為500ms?100ms。
[0025]S20.對所述電壓樣本進行量化計算，將采集的電壓樣本數據換算成至少一組預設的特定進制數值;具體量化步驟如圖3所示，S21.對所述電壓樣本進行歸一化;S22.將歸一化的后的電壓樣本按特定級數進行分級。
[0026]在本實施例中，先將采集的160組數據換算成16進制數值。具體的換算方法如下: A=(U/12)*255(A為換算后16進制數值，U為實際測量的電壓幅值)
例如:某個瞬間電壓值為8V，換算成16進制值為AA( 170)，另一個瞬間電壓值為10V，換算成16進制值為D5(213)，以此類推。將電壓分為255級。
[0027]S30.以一維數組的形式將至少一組所述預設的特定進制數值寫入儲存單元中；將步驟S20中的轉化得到的16進制數值列成一維數組，同時寫入儲存單元中，帶處理單元調用。
[0028]S40.在收到觸發信號后所述處理單元調用至少一個所述一維數組，并發送至輸出單元，同時通過1端口輸出相應電平以模擬ACC電壓;具體的，可以通過設置一定時器，定時器設定時間與第一預設時間段相同，當處理單元接收到觸發信號時，則以該第一時間預設時間段為時鐘單位，通過信號輸出端和/或1口輸出到輸出單元中，為輸出單元提供輸出信號。
[0029]S50.所述輸出單元根據所述一維數組的值以及ACC電壓值輸出相應的模擬輸出電壓。由于處理單元所輸出的是數字信號，因此需要進行轉換成模擬信號;所述步驟S50還包括如圖4所示的信號轉換步驟，S51.將處理單元輸出的輸出電壓數字信號通過數字模擬轉換器轉換成模擬信號，S52.并且通過放大電路進行放大，從數字模擬轉換器轉換獲得的電壓值只有3V左右，需要通過放大電路將其升至12V，才能帶動車載娛樂系統正常工作。
[0030]另外為了輸出準確的模擬電壓，所述步驟S50還包括放大電壓反饋步驟，通過在放大電路輸出端與處理單元反饋信號輸入端之間增加反饋回路，當輸出電壓與預設輸出電壓不同時，通過反饋回路反饋至測試設備MCU，使測試設備MCU調整電壓數字量，當模擬輸出電壓與理想電壓相差超出預定范圍時，處理單元MCU輸出的電壓數字量會得到小幅度的調整，從而減小模擬輸出電壓實際輸出的偏移量。為了更好地接收反饋信號，相應地，處理單元反饋信號輸入端設有內ADC模擬數字轉換端口。
[0031]優選實施例中，處理單元可以采用以CORTEX M3為核心的處理芯片電路。
[0032]上面結合附圖對本發明的實施方式作了詳細說明，但是本發明并不限于上述實施方式，在本領域普通技術人員所具備的知識范圍內，還可以在不脫離本發明宗旨的前提下作出各種變化。
【主權項】
1.一種汽車點火瞬間電壓模擬方法，其特征在于，包括處理單元，儲存單元、觸發單元以及輸出單元，其中所述觸發單元為所述處理單元提供觸發信號，所述儲存單元儲存有供所述處理器調用的數據，電壓模擬方法包括以下步驟: Sl0.對實車電壓采集若干電壓樣本； 520.對所述電壓樣本進行量化計算，將采集的電壓樣本數據換算成至少一組預設的特定進制數值； S30.以一維數組的形式將至少一組所述預設的特定進制數值寫入儲存單元中； S40.在收到觸發信號后所述處理單元調用至少一個所述一維數組，并發送至輸出單元，同時通過1端口輸出相應電平以模擬ACC電壓； 550.所述輸出單元根據所述一維數組的值以及ACC電壓值輸出相應的模擬輸出電壓。2.根據權利要求1所述的一種汽車點火瞬間電壓模擬方法，其特征在于，所述步驟SI具體包括:以第一預設時間段為單位，在第二預設時間段內持續采集實車點火瞬間的波形，形成多個電壓樣本的值。3.根據權利要求1所述的一種汽車點火瞬間電壓模擬方法，其特征在于，所述步驟S20具體包括: 521.對所述電壓樣本進行歸一化； 522.將歸一化的后的電壓樣本按特定級數進行分級。4.根據權利要求1所述的一種汽車點火瞬間電壓模擬方法，其特征在于，所述第一預設時間段為3ms?8ms，第二預設時間段為500ms?I OOOms。5.根據權利要求1所述的一種汽車點火瞬間電壓模擬方法，其特征在于，所述步驟S50還包括信號轉換步驟: 551.將至少一組所述一維數組的值通過數字模擬轉換器轉換成模擬電壓值； 552.將所述模擬電壓值通過放大電路放大后輸出模擬輸出電壓。6.根據權利要求1所述的一種汽車點火瞬間電壓模擬方法，其特征在于，所述步驟S50還包括放大電壓反饋步驟，處理單元檢測所述輸出單元輸出的模擬輸出電壓值，當所述模擬輸出電壓與預設輸出電壓不同時，所述處理單元調整電壓輸出值。7.—種汽車點火瞬間電壓模擬電路，其特征在于:包括處理單元，儲存單元、觸發單元以及輸出單元，所述觸發單元為所述處理單元提供觸發信號，所述儲存單元儲存有供所述處理器調用的數據，所述處理單元向所述輸出單元提供輸出信號，所述輸出單元根據所述輸出信號向外輸出模擬輸出電壓，同時將所述模擬輸出電壓反饋給所述處理單元。8.根據權利要求7所述的一種汽車點火瞬間電壓模擬電路，其特征在于，所述輸出單元包括數字模擬轉換器以及放大電路，所述處理單元的輸出端與所述數字模擬轉換器的輸入端連接，所述數字模擬轉換器的輸出端通過所述放大電路有向外輸出模擬輸出電壓。9.根據權利要求8所述的一種汽車點火瞬間電壓模擬電路，其特征在于，所述處理單元通過1端口輸出電平信號，并通過所述放大電路輸入端模擬輸出電壓。
【文檔編號】G01R1/28GK105929209SQ201610277749
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年4月29日
【發明人】張猛, 鄔禮
【申請人】惠州市德賽西威汽車電子股份有限公司