如制動(dòng)性能試驗(yàn)中需要測(cè)量行駛時(shí)間、實(shí)際初速度泉蝌、制動(dòng)距離來(lái)得到修正制動(dòng)距離银酬、制動(dòng)減速度;超越加速性能試驗(yàn)中需要測(cè)量行駛時(shí)間、測(cè)定的初速度凝颇、距離來(lái)得到超越加速度;滑行試驗(yàn)需要采集一系列時(shí)間點(diǎn)處的實(shí)時(shí)速度來(lái)得到滑行曲線(xiàn);油耗試驗(yàn)需要采集車(chē)速潘拱、汽油流量計(jì)信號(hào)來(lái)得到燃油消耗及百公里油耗等。在摩托車(chē)試驗(yàn)中末瘾，經(jīng)常需要測(cè)量多種信號(hào)并進(jìn)行分析處理唠芋。本測(cè)試系統(tǒng)正是為了滿(mǎn)足多種摩托車(chē)試驗(yàn)要求而開(kāi)發(fā)的，具有實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和分析車(chē)輛多種信號(hào)的功能讼舰，并且系統(tǒng)內(nèi)集成了多種數(shù)據(jù)處理模塊拧淘，能夠即時(shí)給出多種試驗(yàn)結(jié)果，省去了大量的人為數(shù)據(jù)處理蚂悯，大大提高了試驗(yàn)效率条肢。

2  道路試驗(yàn)儀的系統(tǒng)構(gòu)成

        本儀器采集各種傳感器信號(hào)，并按照摩托車(chē)有關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)采集數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算處理蒜薇。系統(tǒng)分為下位機(jī)和上位機(jī)兩部分稀忘。下位機(jī)以AT89S52單片機(jī)為核心，以具有全功能即時(shí)時(shí)鐘(RTC)的DS1642NV SRAM存儲(chǔ)試驗(yàn)數(shù)據(jù)脯堂，并帶有液晶顯示屏扣筛，能夠?qū)崟r(shí)顯示各種測(cè)試結(jié)果。
上位機(jī)采用VC++技術(shù)編制數(shù)據(jù)處理平臺(tái)颤与，能夠?qū)ο挛粰C(jī)的測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換處理水导。上位機(jī)和下位機(jī)之間的數(shù)據(jù)傳輸采用標(biāo)準(zhǔn)RS-232串行通信方式，具有接口簡(jiǎn)單继找、傳輸可靠的特點(diǎn)遂跟。試驗(yàn)過(guò)程下位機(jī)可與上位機(jī)分離，單獨(dú)試驗(yàn)婴渡，待試驗(yàn)結(jié)束后再與上位機(jī)相連幻锁，將試驗(yàn)數(shù)據(jù)上傳給上位機(jī)。系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示边臼。

3  系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

        路試儀的硬件電路以低成本AT89S52單片機(jī)芯片為核心哄尔，其外圍電路包括:DC-DC電源隔離轉(zhuǎn)換模塊假消、簡(jiǎn)易鍵盤(pán)、液晶顯示驅(qū)動(dòng)模塊岭接、帶時(shí)鐘非易失性RAM富拗、A/D轉(zhuǎn)換器、電源電壓檢測(cè)模塊等鸣戴。圖2為下位機(jī)的硬件原理框圖啃沪。

         A/D轉(zhuǎn)換芯片ADS7832引腳與ADC7802和ADS7803兼容，單向參考電壓:+5V或+3.3V葵擎，低功耗:ADS7832采用CMOS工藝制造．轉(zhuǎn)換期間耗電7.5mW谅阿，節(jié)電模式下僅為50μW:高轉(zhuǎn)換速度，能采樣50kHz的信號(hào)某蛆，具有四通道多路開(kāi)關(guān)碴秽，自動(dòng)校正，不需加偏置或增益調(diào)整诸跳，芯片內(nèi)部含有采樣保持承叫、電壓基準(zhǔn)和時(shí)鐘等電路，可簡(jiǎn)化用戶(hù)的電路設(shè)計(jì)和硬件開(kāi)鎖彼使，并可提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性织鳖。ADS7832輸出標(biāo)準(zhǔn)的RD，WR接馏，CS信號(hào)卷哟，它轉(zhuǎn)換出的數(shù)字量是12位，但它只有8條數(shù)據(jù)輸出線(xiàn)扇蚯，因此非常適合于與微處理器系統(tǒng)的接口役躬。

        利用差分放大381NAl05可以把一個(gè)雙極性信號(hào)(-5V~+5V)轉(zhuǎn)換為一個(gè)單極性信號(hào)，送入ADS7832的模擬輸入端柿糖，如圖3所示纸兔，從而擴(kuò)大了ADS7832的轉(zhuǎn)換信號(hào)范圍。

        DS1642是具有全功能即時(shí)時(shí)鐘(RTC)的NV SRAM(圖4)否副，提供非揮發(fā)性的讀寫(xiě)和附加的即時(shí)時(shí)鐘(RTC)功能汉矿。即時(shí)時(shí)鐘數(shù)據(jù)位于最高的八個(gè)RAM地址。RTC的寄存器包括:年备禀、月洲拇、日、星期曲尸、時(shí)呻待、分、秒，都以BCD碼表示蚕捉。每個(gè)月的天數(shù)和閏年的校正都是自動(dòng)完成的，RTC的時(shí)鐘寄存器是雙緩沖的柴淘，這主要是為了避免在時(shí)間更新周期時(shí)存取到不正確的數(shù)據(jù)迫淹，雙緩沖系統(tǒng)也預(yù)防了時(shí)間的漏失。DS1642也包含了它自己的失效電路为严，此電路在電源超出變動(dòng)范圍時(shí)升筛，會(huì)禁止選擇該裝置(DS1642)，此特性也預(yù)防在無(wú)法預(yù)測(cè)的操作下漏失數(shù)據(jù)垛搏。此種IC也很容易替換EPROM(2716)柳竟、EEPROM(2816)的插座，通用性好肩卡，使用簡(jiǎn)單慰乾。

        系統(tǒng)在硬件上采取了一些抗干擾措施。在輸入和輸出通道上采用光電隔離器來(lái)進(jìn)行信息傳輸;電源采用具有隔離功能的轉(zhuǎn)換模塊;每個(gè)集成電路芯片上都安置一個(gè)去耦電容;數(shù)字地與模擬地分開(kāi)相連嗦忍，最后一點(diǎn)接地等殊童。

4  系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

4.1  下位機(jī)軟件設(shè)計(jì)

下位機(jī)主要完成以下幾項(xiàng)工作:
(1) 設(shè)定日期、時(shí)鐘;
(2) 清空數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器數(shù)據(jù);
(3) 選擇測(cè)試項(xiàng)目進(jìn)行試驗(yàn);
(4) 查詢(xún)各測(cè)試項(xiàng)目數(shù)據(jù);
(5) 與上位機(jī)進(jìn)行通信阿绣。

        下位機(jī)主程序中的初始化包括各種常量和變量的初始化海泵、液晶顯示模塊的初始化、串行通信的初始化和ADC轉(zhuǎn)換器的初始化等郁邪。AT89S52具有3個(gè)定時(shí)/計(jì)數(shù)器围婴，其中T0工作于計(jì)數(shù)方式，用作外部脈沖信號(hào)的輸入昧识，其中斷子程序完成測(cè)量位移功能;T1工作于定時(shí)器方式钠四，其中斷子程序用作計(jì)量測(cè)試試驗(yàn)總時(shí)間，另外滞诺，T1還用于控制串行通信的波特率;T2工作于定時(shí)器方式形导，其中斷子程序控制采樣頻率。外部中斷INT1采集測(cè)量起始觸發(fā)信號(hào)习霹。

        系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)遵循了模塊化設(shè)計(jì)原則朵耕，設(shè)計(jì)了主程序和各類(lèi)子程序，其中主程序流程圖如圖5所示淋叶。主要子程序有:延時(shí)子程序阎曹、采樣子程序、液晶顯示子程序煞檩、時(shí)鐘設(shè)置和讀取子程序处嫌、測(cè)試數(shù)據(jù)存取DS1642子程序、串行通信子程序、歷史數(shù)據(jù)查詢(xún)子程序熏迹、BCD碼轉(zhuǎn)換子程序檐薯、濾波子程序、乘法子程序和除法子程序等挫勿。

        本儀器采用了菜單式操作思想上辖，通過(guò)操作上、下方向鍵和確認(rèn)鍵三個(gè)鍵琴哗，觀(guān)察液晶顯示屏可以實(shí)現(xiàn)對(duì)各項(xiàng)操作的選擇和執(zhí)行绎探，操作面板簡(jiǎn)潔美觀(guān)，易于試驗(yàn)員操作吟叙。

        系統(tǒng)在軟件上采取了各種抗干擾措施闲堆。單片機(jī)處于睡眠狀態(tài)時(shí)，只有定時(shí)/計(jì)數(shù)系統(tǒng)和中斷系統(tǒng)處于工作狀態(tài)揍丘。這時(shí)CPU對(duì)系統(tǒng)三總線(xiàn)上出現(xiàn)的干擾不會(huì)作出任何反應(yīng)捍辫，從而大大降低系統(tǒng)對(duì)干擾的敏感程度。
分析系統(tǒng)軟件后發(fā)現(xiàn)慢俄，CPU很多情況下是在執(zhí)行一些等待指令和循環(huán)檢查程序，由于這時(shí)CPU雖沒(méi)有重要工作妄结，但卻是清醒的磨夕，很容易受干擾。使CPU在沒(méi)有正常工作時(shí)休眠蔓姚，必要時(shí)再由中斷系統(tǒng)來(lái)喚醒它捕虽，之后又處于休眠，從而使CPU受到隨機(jī)干擾的威脅大大降低坡脐，同時(shí)降低了CPU的功耗泄私。另外，程序中還采用了指令冗余和軟件陷阱等抗干擾措施备闲。

4.2  上位機(jī)軟件設(shè)計(jì)

        上位機(jī)平臺(tái)具有非常良好的人機(jī)交互界面晌端。以往一些測(cè)試儀器需要人工記錄、分析數(shù)據(jù)恬砂，耗費(fèi)了大量時(shí)間咧纠。該上位機(jī)具有對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理、保存和打印等功能漆羔。

         串行通信正常與否決定著上位機(jī)工作的正確與否，因此要保證上位機(jī)與下位機(jī)之間通信的準(zhǔn)確性狱掂。串行通信的數(shù)據(jù)傳輸特點(diǎn)是先進(jìn)先出演痒，當(dāng)緩沖區(qū)存滿(mǎn)數(shù)據(jù)后亲轨，后來(lái)的數(shù)據(jù)就會(huì)把前面的數(shù)據(jù)“擠掉”。因此通信中采取了有效的接收深牲、發(fā)送握手信號(hào)熬席。

5  試驗(yàn)數(shù)據(jù)
        由于測(cè)試項(xiàng)目較多，此處僅給出摩托車(chē)滑行試驗(yàn)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)苦突。橫軸為采樣時(shí)間牙硫，縱軸為對(duì)應(yīng)時(shí)刻的車(chē)速。如圖6所示街剂。

        在相同路況下，多次試驗(yàn)柏豆，所獲數(shù)據(jù)重復(fù)性好绎弯，精度高，滿(mǎn)足摩托車(chē)道路試驗(yàn)相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)这毁。

6  結(jié)束語(yǔ)

        該路試儀數(shù)據(jù)處理精度高版逼，可做多項(xiàng)摩托車(chē)路試試驗(yàn)，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量大混闪，關(guān)閉電源后數(shù)據(jù)不丟失钮隙，體積小，安裝方便属瓣，操作簡(jiǎn)單载迄，成本低。單片機(jī)休眠模式的利用降低了儀器功耗抡蛙，延長(zhǎng)了電池使用時(shí)間护昧。各項(xiàng)測(cè)試試驗(yàn)嚴(yán)格符合摩托車(chē)道路試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)粗截，滿(mǎn)足了廣大摩托車(chē)研究及生產(chǎn)廠(chǎng)家的試驗(yàn)需要惋耙。

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