单片机在测试系统中的应用

毕业论文论文题目：单片机在测试系统中的应用系部：电子信息工程系专业名称：电子信息工程技术班级： 104031 学号： 0943136 姓名：指导教师：完成时间： 2013 年 5 月 28 日摘要：随着科学技术的发展，测试系统技术在人们的生活中扮演的角色将越来越重，然而基于单片机的测试系统因为其简单，方便，将会取代传统的古老测试方法，本文首先通过汽车压力测试和健身车测试这两个系统对人们生活的影响，以及在未来的发展趋势，从侧面阐述了基于单片机的测试系统对人们日常生活息息相关。

然后，论述了在每个系统中，单片机是这么样使这个测试系统运行的，从而达到测试的效果的。

关键字：单片机、压力测试、转速测试Abstract：With the development of science and technology, testing system technology plays in people's lives will be more and more important role, but the test system based on SCM because of its simple, convenient, will replace the old traditional test methods, this paper test the two systems on people's lives by automobile pressure test and fitness cars, as well as in the the future trend of development, from the side of the test system is closely related to the daily life of people SCM based on. Then, discussedin each system, SCM is what makes this testing system,to achieve the result of test。

keywords: SCM, pressure test,speed test目录前言 (4)1 测试系统的概况 (5)1.1 测试系统的定义 (5)1.2 测试系统的组成 (5)1.1.1测试系统的框图 (5)1.1.2控制模块的介绍 (5)1.1.3元器件的介绍 (6)2单片机在测试系统中的应用 (6)2.1单片机在汽车压力测试系统中的应用 (6)2.1.1 汽车压力测试系统的发展趋势 (6)2.1.2汽车压力测试系统存在的必要性 (7)2.1.3汽车胎压测试系统的系统结构 (7)2.1.4 单片机所控制的发射模块 (9)2.1.5单片机所控制的接收模块 (10)2.2 单片机在健身车转速测试中的应用 (10)2.2.1 健身车转速测试系统的发展 (10)2.2.2 系统的硬件组成以及元器件介绍 (10)2.2.3 单片机所控制的硬件模块 (12)2.2.3 单片机所控制的软件系统部分 (12)3 测试系统可靠性问题的解决 (13)总结 (15)参考文献 (17)前言当今时代是信息时代。

信息科技包括信息的获取、处理、传输、存储、执行。

测试是科技、生产领域获取信息的主要手段，在这个信息流中处于源头位置，所以从一定意义上说，没有测试，信息科技就成了无源之水、无本之木。

处于源头的信息是最微弱、最容易受到干扰的。

信息的准确性首先取决于源头信息，取决于测试。

为了提高所获取信息的准确性，现代的测试系统往往还包括信息的预处理、预存储、传输和控制，把从信息的获取到控制作为一个整体来对待。

谈到信息科技，人们往往首先想到的是计算机。

信息时代的主要标志是高性能的电子计算机的发展与广泛应用。

确实，高性能计算机的发展将信息处理和存储技术发展到空前高度，使信息流在推动科技和生产的作用发生了革命性的变化。

需要指出的是，计算机的发展也离不开制造技术和测试技术。

计算机的性能指标首先是它的运算速度和存储容量，这些都取决于在一块芯片上能集成多少个晶体管，后者又取决于大规模集成电路的线条能做得多细。

目前，大规模集成电路的线宽已做到0.1μm左右，进一步的发展要求将线条做到纳米级。

知名的摩尔定理说芯片上开关器件的密度每18个月翻一番，其实这是在N Taniguchi于1974年提出的制造误差按指数曲线下降的预测基础上得出的。

正是精密工程按N. Taniguchi预测的曲线发展，保证了计算机工业的发展，保证了摩尔定理的兑现。

一度困扰大规模集成电路发展的是芯片引脚数目的限制，正是机械工业提供的端面安装技术、测试技术提供的端点球形与平面性的准确测量，使大规模集成电路实现了引脚数目的突破。

1 测试系统的概况1.1 测试系统的定义存储测试技术是一种70年代开始的新的测试方法。

存储测试是在对被测对象无影响或影响在允许范围的条件下，在被测体内放置微型数据采集与存储测试仪，现场实时完成信息的快速采集与记忆，事后回收记录仪，由计算机处理和再现测试信息的一种动态测试技术1.2 测试系统的组成1.1.1测试系统的框图测试系统的构成如图1所示图1 测试系统结构图由图可以了解到，测试系统主要通过三个阶段来实现，分别是信息的获取，信息的转换和信息的显示和处理。

1.1.2控制模块的介绍信息的获取：信息的获取信息的获取主要是由传感器来完成的，其中输出信号有如下特点：（1）输出量为电压，电流，频率等电量。

（2）输出的电信号一般都比较弱。

输出信号与噪声混淆在一起，其噪声是传感器内部噪声。

（3）传感器的信噪比小，输出信号弱是因为信号淹没在噪声中。

（4）传感器的输出信号呈现线性或非线性（一般在某个范围内显示线性）。

（5）外界的环境的变换会影响传感器的输出特性（温度，冲击等）。

信号转换：信号的转换主要通过放大器，变换器把转换的信息放大，变换。

然而转换的内容主要有以下几个方面：（1）阻抗变换----输出的时候阻抗很高的时候；（2）信号放大----输出信号微弱的时候；(3）噪声抑制----信号淹没在噪声中；（4）电压，电流（V,A）转换----需要电流输出时；（5）模拟，数字（A,D）转换----需要输出数字信号；信号的显示和处理：信号的显示常用到的仪器主要有发光数码管、液晶显示器、CRT、示波器。

1.1.3元器件的介绍发光二级管：发光二极管（英语：Light-Emitting Diode，简称LED）是一种能发光的半导体电子元件。

这种电子元件早在1962年出现，早期只能发出低光度的红光，之后发展出其他单色光的版本，时至今日能发出的光已遍及可见光、红外线及紫外线，光度也提高到相当的光度。

而用途也由初时作为指示灯、显示板等；随着技术的不断进步，发光二极管已被广泛的应用于显示器、电视机采光装饰和照明。

液晶是显示器：液晶显示器(LCD)英文全称为Liquid Crystal Display，它一种是采用了液晶控制透光度技术来实现色彩的显示器。

LCD显示器还通过液晶控制透光度的技术原理让底板整体发光，所以它做到了真正的完全平面。

一些高档的数字LCD显示器采用了数字方式传输数据、显示图像，这样就不会产生由于显卡造成的色彩偏差或损失。

完全没有辐射的优点，即使长时间观看LCD显示器屏幕也不会对眼睛造成很大伤害。

CRT：它是一根真空管，里面有一个或多个电子枪，电子枪射出电子束，电子束射到真空管前表面的内侧时，前表面内侧上的发光涂料受到电子束的击打而发光。

示波器：示波器是一种用途十分广泛的电子测量仪器。

它能把肉眼看不见的电信号变换成看得见的图像，便于人们研究各种电现象的变化过程。

示波器利用狭窄的、由高速电子组成的电子束，打在涂有荧光物质的屏面上，就可产生细小的光点。

在被测信号的作用下，电子束就好像一支笔的笔尖，可以在屏面上描绘出被测信号的瞬时值的变化曲线。

利用示波器能观察各种不同信号幅度随时间变化的波形曲线，还可以用它测试各种不同的电量，如电压、电流、频率、相位差、调幅度等等。

2单片机在测试系统中的应用2.1单片机在汽车压力测试系统中的应用2.1.1 汽车压力测试系统的发展趋势汽车工业的发展带动汽车配备用品行业的发展和技术升级。

其中，继安全气囊、ABS(防抱死制动系统)后，国际汽车领域出现的TPMS(汽车胎压检测系统)，被誉为新一代汽车高科技安全配备用品。

在汽车的高速行驶过程中，轮胎故障是所有驾驶者最为担心和最难预防的，也是突发性交通事故发生的重要原因。

据统计，在高速公路上发生的交通事故有70％～80％是由于爆胎引起的。

怎样防止爆胎已成为安全驾驶的一个重要课题。

据有关专家分析，保持标准的车胎气压行驶和及时发现车胎漏气是防止爆胎的关键。

2.1.2汽车压力测试系统存在的必要性轮胎由橡胶和骨架材料制成，装于轮胎毅的外侧，支承汽车重量，吸收和缓和冲击与振动，并使汽车与地面保持良好的附着性能，从而有效地传递汽车的驱动力矩或制动力矩。

轮胎的工作特性对汽车的安全行驶影响很大。

然而影响轮胎性能的主要因素有：（1）轮胎温度过高。

由于环境气温过高，以及轮胎在高速旋转时与地面的摩擦，都有可能导致轮胎温度过高，从而使橡胶老化，缩短了轮胎的使用寿命。

（2）轮胎内部气压过大或欠压。

当汽车负载过高或者温度过高而引起胎内气体膨胀时，都会导致轮胎内部气压过大而发生爆胎现象。

（3）轮胎漏气导致欠压，也会增大轮胎和地面的摩擦，不仅耗油，还会缩短轮胎的使用寿命。

可以看出轮胎的机械性能通过轮胎内部的温度和压力反映出来，因此，TPMS 只要能够实时地检测到轮胎内部的温度和压力情况，就可以分析出轮胎的运行状况。

但是TPMS发射系统处于轮胎的封闭状态中，因此要解决问题，TPMS必须要具备以下技术指标：（1）考虑到安装并采用纽扣电池供电等问题，采样发射端应体积小、功耗低（2）系统能识别本各采样发射端发来的温度、压力测量值（3）系统能滤除别的汽车发来的任何数据（4）接收端能对各采样发射端发来的温度、压力测量值实时显示，并能进行越限报警.。

2.1.3汽车胎压测试系统的系统结构1）汽车胎压测试系统的工作原理和功能TPMS由采样发射模块和接收模块构成。

采样发射模块安装在轮胎内，接收模块安装在车厢内。

采样发射模块对压力传感器检测的气压和温度信号进行采样，由MCU(微控制单元)进行数据分析处理后送给射频发射电路，信号经调制后发射给接收模块。

接收模块的解调电路将发射模块发射出来的射频信号放大解调后，将数字信号送给MCU。

MCU作出相应的处理，如更新当前压力值、声光报警等，从而实现轮胎压力的显示和监控。

系统的结构图如图2所示：图2 TPMS系统结构图TPMS系统的主要功能是：（1）当某个轮胎的压力过高、过低时报警（2）轮胎保养换位时，各轮胎采样发射模块的位置编号可重新设定（3）可显示各轮胎当前压力值、温度值。