一种模拟负载板卡与系统的制作方法

1.本技术涉及abs测试模拟技术领域，具体而言，涉及一种模拟负载板卡与系统。


背景技术：

2.零件在实验，或验证功能时，均需要一个模拟实车的功能电子负载盒，以模拟实际工作的状况。abs(antilock brake system，制动防抱死系统)在实验检测过程中也需要对abs器件上的各个功能进行测试模拟。abs模拟负载需要具有多种功能。
3.目前在进行功能模拟时，需要定制一个模拟负载盒，模拟负载盒具有携带很不方便，线束等制作麻烦，盒子定制成本高。
4.综上，现有技术中存在模拟负载盒携带不变，且成本较高的问题。


技术实现要素：

5.本技术的目的在于提供一种模拟负载板卡与系统，以解决现有技术中模拟负载盒携带不变且成本较高的问题。
6.为了实现上述目的，本技术实施例采用的技术方案如下：
7.一方面，本技术实施例提供了一种模拟负载板卡，所述模拟负载板卡包括mcu、信号传输模块、电流监控模块、控制模块组以及感应模块组，所述的mcu分别与所述电流监控模块、所述控制模块组以及所述感应模块组电连接，所述信号传输模块分别与所述控制模块组、所述感应模块组电连接，且所述mcu、所述信号传输模块、所述电流监控模块、所述控制模块组以及所述感应模块组集成于同一电路板上；其中，
8.所述信号传输模块用于与一待测abs模块通信连接；
9.所述控制模块组、所述感应模块组用于依据所述abs传输的信号导通或关断；
10.所述电流监控模块用于获取所述待测abs模块的电流信息，并将所述电流信息传输至所述mcu；
11.mcu还用于与上位机通信连接，以接收所述上位机的控制指令。
12.可选地，所述电流监控模块包括的切换单元、第一电流监控单元以及第二电流监控单元，所述切换单元分别与所述第一电流监控单元、所述第二电流监控单元电连接，所述第一电流监控单元所述第二电流监控单元均与所述mcu电连接，所述切换单元、第一电流监控单元以及所述第二电流监控单元还与所述待测abs模块通信连接；其中，
13.所述切换单元用于依据所述待测abs模块的工作状态切换导通状态；
14.当所述切换单元处于第一导通状态时，所第一电流监控单元导通，以通过所述第一电流监控单元确定所述待测abs模块的工作电流；
15.当所述切换单元处于第二导通状态时，所第二电流监控单元导通，以通过所述第二电流监控单元确定所述待测abs模块的静态电流。
16.可选地，所述切换模块包括单刀双掷开关，所述单刀双掷开关包括切换端子；其中，
17.当所述切换单元处于第一导通状态时，所述切换端子与所述第一电流监控单元连接；
18.当所述切换单元处于第二导通状态时，所述切换端子与所述第二电流监控单元连接。
19.可选地，所述切换单元包括第一电阻、第一光耦、第二电阻、第三电阻以及第一开关管，所述第一光耦包括第一发光二极管与第一受光三极管，所述第一电阻的一端与所述第一发光二极管的阳极电连接，所述第一电阻的另一端用于连接第一驱动电源，所述第一发光二极管的阴极与所述待测abs模块电连接，所述第一受光三极管的发射极接地，集电极分别与所述第二电阻、所述第三电阻以及所述第一开关管的第一端电连接，所述第二电阻的另一端接地，所述第二电阻与所述单刀双掷开关还用于与第二驱动电源电连接，所述第一开关管的第二端接地，所述第一开关管的第三端与所述单刀双掷开关电连接。
20.可选地，所述控制模块组包括abs控制模块与ign控制模块，所述abs控制模块与所述ign控制模块均分别与所述mcu、所述待测abs模块电连接。
21.可选地，所述ign控制模块包括第四电阻、第二光耦、第五电阻、第六电阻、第二开关管以及驱动开关，所述第二光耦包括第二发光二极管与第二受光三极管，所述第四电阻的一端与所述第二发光二极管的阳极电连接，所述第四电阻的另一端用于连接第一驱动电源，所述第二发光二极管的阴极与所述mcu电连接，所述第二受光三极管的发射极接地，集电极分别与所述第五电阻、所述第六电阻以及所述第二开关管的第一端电连接，所述第五电阻的另一端接地，所述第五电阻与所述驱动开关还用于与第二驱动电源电连接，所述第二开关管的第二端接地，所述第二开关管的第三端与所述驱动开关电连接；其中，所述驱动开关与所述待测abs模块的ign电连接。
22.可选地，所述感应模块组包括刹车信号模块、轮速传感器模块、车速输出模块以及报警灯模块，所述刹车信号模块、轮速传感器模块、车速输出模块以及报警灯模块均分别与所述mcu、所述待测abs模块电连接。
23.可选地，所述模拟负载板卡还包括通讯模块，所述mcu用于通过所述通讯模块分别与所述待测abs模块、所述上位机电连接。
24.另一方面，本技术实施例还提供了一种模拟负载系统，所述模拟负载系统包括上述的模拟负载板卡。
25.可选地，所述模拟负载系统还包括电源模块，所述电源模块与所述模拟负载板卡连接，并用于为所述模拟负载板卡供电。
26.相对于现有技术，本技术具有以下有益效果：
27.本技术提供了一种模拟负载板卡与系统，该模拟负载板卡包括mcu、信号传输模块、电流监控模块、控制模块组以及感应模块组，的mcu分别与电流监控模块、控制模块组以及感应模块组电连接，信号传输模块分别与控制模块组、感应模块组电连接，且mcu、信号传输模块、电流监控模块、控制模块组以及感应模块组集成于同一电路板上；其中，信号传输模块用于与一待测abs模块通信连接；控制模块组、感应模块组用于依据abs传输的信号导通或关断；电流监控模块用于获取待测abs模块的电流信息，并将电流信息传输至mcu；mcu还用于与上位机通信连接，以接收上位机的控制指令。由于本技术提供的模拟负载板卡中，将多个模块集成于同一电路板上，因此其体积更小，携带更加方便，并且成本更低。
28.为使本技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
29.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它相关的附图。
30.图1为本技术实施例提供的模拟负载板卡的模块示意图。
31.图2为本技术实施例提供的模拟负载板卡的另一种模块示意图。
32.图3为本技术实施例提供的电流监控模块的电路示意图。
33.图4为本技术实施例提供的ign控制模块的电路示意图。
34.图5为本技术实施例提供的轮速传感器模块的电路示意图。
35.图6为本技术实施例提供的车速输出模块的电路示意图。
36.图7为本技术实施例提供的报警灯模块的电路示意图。
37.图中：
38.100-模拟负载板卡；110-mcu；120-信号传输模块；130-电流监控模块；140-控制模块组；150-感应模块组；141-abs控制模块；142-ign控制模块；151-刹车信号模块；152-轮速传感器模块；153-车速输出模块；154-报警灯模块。
具体实施方式
39.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
40.因此，以下对在附图中提供的本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
41.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本技术的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
42.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
43.下面结合附图，对本技术的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
44.正如背景技术中所述，现有技术中在进行功能模拟时，需要定制一个模拟负载盒，不仅携带不便，并且定制成本较高。
45.有鉴于此，为了解决上述问题，本技术提供了一种模拟负载板卡，通过将多个模块集成于同一pcb板上的方式，实现了模拟负载板卡的小型化并降低了成本。
46.下面对本技术提供的芯片本体进行示例性说明：
47.作为一种实现方式，请参阅图1，模拟负载板卡100包括mcu110、信号传输模块120、电流监控模块130、控制模块组140以及感应模块组150，mcu110分别与电流监控模块130、控制模块组140以及感应模块组150电连接，信号传输模块120分别与控制模块组140、感应模块组150电连接，且mcu110、信号传输模块120、电流监控模块130、控制模块组140以及感应模块组150集成于同一电路板上。
48.其中，信号传输模块120用于与一待测abs模块通信连接，控制模块组140、感应模块组150用于依据abs传输的信号导通或关断，电流监控模块130用于获取待测abs模块的电流信息，并将电流信息传输至mcu110，mcu110还用于与上位机通信连接，以接收上位机的控制指令。
49.通过将多个功能模块集成于同一pcb板上的方式，不仅使整个模拟负载板的体积更小，携带更加方便，并且成本更低。
50.请参阅图2，为本技术提供的一种模拟负载板卡100的实际连接示意图。其中，该示意图包括控制模块组140包括abs控制模块141与ign控制模块142，感应模块组150包括刹车信号模块151、轮速传感器模块152、车速输出模块153以及报警灯模块154，当然地，在其它的一些实施例中，模拟负载板卡100也可以包括更多的功能模块，在此不做限定。
51.其中，信号传输模块120实际为信号输入/输出端口，模拟负载板卡100通过该端口与待测abs模块进行连接，进而实现信号的传输。
52.电流的监控分为静态电流监控与工作电流检测。根据要求，静态电流要在150ma以下，因此检测静态的器件需要能检测出小电流，工作电流需要检测到最大30a的状态，因此需要一个能检测到大电流的模块。
53.在此基础上，作为一种实现方式，电流监控模块130包括切换单元、第一电流监控单元以及第二电流监控单元，切换单元分别与第一电流监控单元、第二电流监控单元电连接，第一电流监控单元第二电流监控单元均与mcu110电连接，切换单元、第一电流监控单元以及第二电流监控单元还与待测abs模块通信连接。其中，切换单元用于依据待测abs模块的工作状态切换导通状态，当切换单元处于第一导通状态时，所第一电流监控单元导通，以通过第一电流监控单元确定待测abs模块的工作电流，当切换单元处于第二导通状态时，所第二电流监控单元导通，以通过第二电流监控单元确定待测abs模块的静态电流。
54.通过设置切换单元，可以根据实际情况切换导通的电流监控单元，使得其能够更加灵活的进行电流监控。
55.其中，请参阅图3，作为一种实现方式，切换模块包括单刀双掷开关ry6，单刀双掷开关ry6包括切换端子，当切换单元处于第一导通状态时，切换端子与第一电流监控单元连接；当切换单元处于第二导通状态时，切换端子与第二电流监控单元连接。
56.在一种可选的实现方式中，切换单元包括第一电阻r83、第一光耦u24、第二电阻r87、第三电阻r81以及第一开关管q14，第一光耦u24包括第一发光二极管与第一受光三极管，第一电阻r83的一端与第一发光二极管的阳极电连接，第一电阻r83的另一端用于连接第一驱动电源，第一发光二极管的阴极与待测abs模块电连接，第一受光三极管的发射极接地，集电极分别与第二电阻r87、第三电阻r81以及第一开关管q14的第一端电连接，第二电阻r87的另一端接地，第三电阻r81与单刀双掷开关ry6还用于与第二驱动电源电连接，第一开关管q14的第二端接地，第一开关管q14的第三端与单刀双掷开关ry6电连接。
57.图3中的电路工作原理为：
58.在默认状态下，第一发光二极管的负极输入高电平，此时第一发光二极管中无电流流过，第一光耦u24未导通，此时第一受光三极管中也无电流流过，通过第二电阻r87与第三电阻r81组成的分压电路，使开关管q14的控制端接收到驱动电压导通，进而使得单刀双掷开关ry6的切换端子与第一电流监控单元相连。即图中单刀双掷开关ry6的4pin连接5pin，进而使得电路连接到u26组成的第一电流监控单元，检测静态电流。
59.需要说明的是，一方面，本技术对开关管q14的类型并不做限定，例如，本技术电路中采用的是nmos开关管q14，但在其它的实现方式中，也可以采用其它的开关管q14，例如三极管或者采用pmos管等。另一方面，本技术提供的单刀双掷开关ry6采用磁控式开关，开关管q14与单刀双掷开关ry6的驱动端连接，即开关管q14的3pin与单刀双掷开关ry6的1pin连接，且单刀双掷开关ry6的2pin与第一驱动电源连接。在默认状态下，单刀双掷开关ry6的切换端子4pin连接5pin，当开关管q14导通时，单刀双掷开关ry6的驱动端有电路流过，切换端子4pin切换至与6pin。
60.并且，切换端子4pin与第二驱动电源相连，第二驱动电源即为待测电源。
61.而当第一发光二极管的负极输入低电平时，第一发光二极管中有电流流过，第一光耦u24导通，此时第一受光三极管导通，将开关管q14的控制端电源拉低，开关管q14无法盗用，此时单刀双掷开关ry6的切换端子与第二电流监控单元相连。即图中单刀双掷开关ry6的4pin连接3pin，进而使得电路连接到u21组成的第二电流监控单元，检测工作电流。
62.当然地，在应用中，为了避免噪声的干扰，还会设置其它元件，例如第一发光二极管的负极通过滤波电容c64接地，第一电阻r83与第一驱动电源连接的一端也通过滤波电容c61接地。
63.并且，u26在工作时，检测静态电压为电源流过电阻r86在u26的pin1和pin8上产生压降，经过后级放大计算出静态电流。u21在检测到工作电流后，通过后级电路换算出电压经过放大输出，再次不在赘述。
64.可以理解地，通过设置本技术提供的电流监控模块130，能够更好的监控待测abs模块处于工作状态时电流是否正常，并且能够基于待测abs模块的状态选择合适的电流监控单元进行监测。
65.可选地，abs控制模块141与ign控制模块142均分别与mcu110、待测abs模块电连接。
66.其中，ign控制模块142包括第四电阻r41、第二光耦u10、第五电阻r45、第六电阻r40、第二开关管q4以及驱动开关ry2，第二光耦u10包括第二发光二极管与第二受光三极管，第四电阻r41的一端与第二发光二极管的阳极电连接，第四电阻r41的另一端用于连接
第一驱动电源，第二发光二极管的阴极与mcu110电连接，第二受光三极管的发射极接地，集电极分别与第五电阻r45、第六电阻r40以及第二开关管q4的第一端电连接，第五电阻r45的另一端接地，第六电阻r40与驱动开关ry2还用于与第二驱动电源电连接，第二开关管q4的第二端接地，第二开关管q4的第三端与驱动开关ry2电连接；其中，驱动开关ry2与待测abs模块的ign电连接。
67.其中，第二光耦u10的2pin默认为悬空状态，第二光耦u10断开，此时经过第五电阻r45与的第六电阻r40组成的分压电路为第二开关管q4提供驱动电压，驱动开关ry2闭合，ign与ecu电源电压导通，ign工作。而当第二光耦u10的2pin由上位机拉到低电平时，第二光耦u10导通，此时第二开关管q4的驱动端电压被拉低，第二开关管q4处于截止状态，ign与ecu电源断开。
68.通过ign控制模块142可以控制待测abs模块的icg的工作状态。
69.同理地，abs控制模块141与ign控制模块142的电路的结构相同，在此不再进行赘述。
70.感应模块组150包括刹车信号模块151、轮速传感器模块152、车速输出模块153以及报警灯模块154，刹车信号模块151、轮速传感器模块152、车速输出模块153以及报警灯模块154均分别与mcu110、待测abs模块电连接。
71.其中，刹车信号模块151与上述的ign控制模块142的电路的结构相同，在此不再进行赘述。
72.轮速传感器模块152的电路如图5所示，轮速传感器通过三极管和电阻组成限流电路，其中，电阻r46、电阻r50、三极管q6b以及三极管q5a组成7ma的输出电路，电阻r47、电阻r48、三极管q5b、三极管q61组成另一路7ma的输出电路，通过光耦u11的2pin端口的频率来控制电阻r47组成的电路的开断，模拟产生轮速传感器的7ma和14ma的电流波形。
73.车速输出模块153的电路如图6所示，其中，通过与abs的车速输出端口连接到光耦u6的2pin，根据车速的高低电平，导通光耦u6，在光耦u6的4pin端口处读到车速的高低电平判断其频率。
74.报警灯模块154的电路如图7所示，其中，光耦u4的2pin和待测abs模块的报警灯连在一起，当待测abs模块的报警灯io口输出低电平时，光耦u4导通，开关管q1断开，报警灯不亮，当abs报警灯悬空或者为高电平时，光耦u4未导通，开关管q1导通，报警灯点亮。
75.并且，模拟负载板卡100还包括通讯模块，mcu110用于通过通讯模块分别与待测abs模块、上位机电连接。其中，通讯模块中包括can通讯与k_line通讯，mcu110通过can通讯与上位机相连，上位机通过can指令控制pcb板上mcu110来控制各功能模块的操作，当上位机需要直接用诊断仪读取时，可直接通过k_line指令来达到需要控制ecu的功能。
76.在上述实现方式的基础上，本技术实施例还提供了一种模拟负载系统，该模拟负载系统包括上述的模拟负载板卡100。
77.其中，模拟负载系统还包括电源模块，电源模块与模拟负载板卡100连接，并用于为模拟负载板卡100供电。需要说明的是，本技术提供的电源模块采用外购的隔离电源模块，能更好的分离数字地和模拟地，减少串扰及ecu故障给上控制端带来的损伤。
78.综上所述，本技术提供了一种模拟负载板卡与系统，该模拟负载板卡包括mcu、信号传输模块、电流监控模块、控制模块组以及感应模块组，的mcu分别与电流监控模块、控制
模块组以及感应模块组电连接，信号传输模块分别与控制模块组、感应模块组电连接，且mcu、信号传输模块、电流监控模块、控制模块组以及感应模块组集成于同一电路板上；其中，信号传输模块用于与一待测abs模块通信连接；控制模块组、感应模块组用于依据abs传输的信号导通或关断；电流监控模块用于获取待测abs模块的电流信息，并将电流信息传输至mcu；mcu还用于与上位机通信连接，以接收上位机的控制指令。由于本技术提供的模拟负载板卡中，将多个模块集成于同一电路板上，因此其体积更小，携带更加方便，并且成本更低。
79.以上所述仅为本技术的优选实施例而已，并不用于限制本技术，对于本领域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。
80.对于本领域技术人员而言，显然本技术不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本技术的精神或基本特征的情况下，能够以其它的具体形式实现本技术。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本技术的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本技术内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。