CN204241910U - 基于lpc1764单片机的远动终端单元测试系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种基于LPC1764单片机的远动终端单元测试系统，数据存储模块连接单片机，通路切换模块一端连接单片机，接收单片机发送的导通路径切换信息，另一端通过相应的测试接口连接到被测RTU模块，第一RS232串口通信模块一端连接单片机，另一端通过通信接口连接计算机，计算机通过通信接口依次连接第二RS232串口通信模块和RS485串口通信模块后通过RTU模块通信接口连接到被测RTU模块，单片机通过气缸控制板通信接口连接到气缸控制板，与气缸控制板双向通信。本实用新型可为远动终端单元模块的测试提供测试条件，通过软件指令切换测试条件，切换速度快；减少测试人员操作步骤，提高生产效率；实现软件自动控制，测试结果精确，准确率高。
Description
技术领域
本实用新型涉及远动终端单元模块(RTU)的自动测试系统，尤其涉及一种基于LPC1764单片机的远动终端单元测试系统。
背景技术
远动终端单元主要用于监视、控制与数据采集的应用。具有遥测、遥信、遥调、遥控功能。多应用于电力、水利、石油等行业。
而远动终端单元功能繁多，数据采集、数据传输、数据处理等功能的精度要求也很高，因此在检测时需要对大量的数据进行处理。如采用人工方式检测，则需要检测人员有很好的技术基础，同时由于测试过程复杂极易出错。最主要的是测试时间非常长，生产效率低。
实用新型内容
针对现有技术的不足，本实用新型提供一种用于检测远动终端单元性能及各个接口功能的基于LPC1764单片机的远动终端单元测试系统。以便减少测试时引入的认为误差，降低对测试人员的要求并便于对远动终端单元功能进行检测。
本实用新型为实现上述目的所采用的技术方案是：一种基于LPC1764单片机的远动终端单元测试系统，数据存储模块连接单片机，与单片机双向通信，用于存储RTU测试板当前的配置数据；
通路切换模块一端连接单片机，接收单片机发送的导通路径切换信息，另一端通过相应的测试接口连接到被测RTU模块，用于切换不同的导通路径；
第一RS232串口通信模块一端连接单片机，另一端通过通信接口连接计算机，实现计算机与单片机之间的通信连接；
计算机通过通信接口依次连接第二RS232串口通信模块和RS485串口通信模块后通过RTU模块通信接口连接到被测RTU模块，建立计算机与被测RTU模块之间的通信连接；
单片机通过气缸控制板通信接口连接到气缸控制板，与气缸控制板双向通信，实现单片机与气缸控制板之间的通信连接。
所述测试接口包括DI测试接口、AI测试接口、AI输入接口和DO测试接口。
供电模块连接测试系统，为测试系统供电。
所述被测RTU模块通过指示灯接口连接单片机，用于检测被测RTU模块的指示灯状态。
还包括MODEM检测电路通过MODEM接口连接被测RTU模块，用于检测被测RTU模块的MODEM接口功能。
还包括选带模块检测电路通过选带模块接口连接被测RTU模块，用于检测被测RTU模块的选带模块接口功能。
本实用新型具有以下有益效果及优点：
1、本实用新型可为远动终端单元模块的测试提供测试条件；
2、本实用新型可通过软件指令切换测试条件，切换速度快；
3、本实用新型可减少测试人员操作步骤，提高生产效率；
4、本实用新型可实现软件自动控制，测试结果精确，准确率高。
附图说明
图1为本实用新型电路框图；
图2为RS485与RS232通信转换电路；
图3为光电耦合器电路；
图4为DI测试电路；
图5为AI测试电路。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本实用新型做进一步的详细说明。
本实用新型旨在减少测试过程中的人为误差，降低测试人员技能要求，提高测试效率。在频繁更换测试项目的情况下，远动终端单元测试板可以根据计算机指令完成测试项目的自动切换，并提供远动终端单元的测试条件。远动终端单元测试板可用于测试远动终端单元的以下功能：电路参数、模拟输入信号(AI)、数字输入信号(DI)、数字输出信号(DO)、RS232通信、RS485通信、以太网通信、状态指示、指示灯板接口、MODEM扩展接口、选带模块接口、看门狗复位、实时时钟。
如图1所示，本实用新型所提供的RTU测试板，用于远动终端单元性能指标的自动检测。其电路包括单片机最小系统、数据存储模块、串口通信模块、通路切换模块、供电模块以及与被测RTU模块对应的各个接口。单片机最小系统是整个电路板的控制核心，用以运行本实用新型的测试程序，控制整个电路板的通信、测试通路切换、数据存储等功能；数据存储模块主要用以存储RTU测试板当前的配置数据；串口通信模块主要有RS232通信与RS485通信2种类型，共3个通信接口。第一个用于RTU测试板的单片机最小系统与计算机通信，RTU测试板根据计算机的指令进行配置，并返回相应的信息。第二个用于计算机与被测RTU模块间的通信链路的建立，主要实现RS232与RS485通信模式的转换。第三个用于RTU测试板的单片机最小系统与气缸控制板之间的通信，主要用来为气缸控制板提供控制命令，实现对气缸及LCD屏的控制；通路切换模块主要由继电器组成，用以切换不同的导通路径，实现不同测试项目的切换；供电模块主要有DC/+12V与DC/+24V两种直流电的输入，用以为RTU测试工装及被测RTU模块供电；被测RTU模块接口主要用于RTU测试工装与被测RTU模块直接各个接口的连接，以实现对RTU模块各个功能的测试。
单片机最小系统使用了NXP公司的LPC1764单片机进行设计。使用12M的晶振，匹配电容为18p。仿真接口采用2*10的20pin接口的JTGA方式。由于担心本工装程序自动重启而影响自动测试系统，因此本次工装的设计未加入看门狗复位电路，对复位引脚只做了上拉设计。
数据存储模块的设计使用的是ATMEL公司的存储芯片AT24C254芯片，其256K的存储空间足够用了存放RTU测试板的配置数据。
串口通信模块分为以下三个部分：
(1)RTU测试板的单片机最小系统与计算机通信：本部分电路使用LPC1764单片机的串口1。采用SP3232芯片的典型电路设计，用于串口通信的RS232电平与TTL电平的转换。实现单片机与计算机的通信。使RTU测试板可以接收到来自计算机的控制指令，并对其进行回复。本部分的对外接口采用DB9母头的，可使用串口延长线直接与计算机测串口相连。DB9接口定义为：2脚发送、3脚接收、5脚为地。
(2)RTU测试板的单片机最小系统与气缸控制板通信：本部分电路使用LPC1764单片机的串口3。同样采用SP3232芯片的典型电路设计，用于串口通信的RS232电平与TTL电平的转换。对外接口采用2.54mm间距的3pin白色插座。RTU测试板可通过此串口控制气缸控制板。接口定义为：3脚发送、2脚接收、1脚为地。
(3)计算机与被测RTU模块间的通信：如图2所示，此部分电路采用SP3232芯片、RS485芯片与一个NPN型的三极管9013进行设计，主要实现RS232与RS485通信协议的转换。SP3232芯片负责RS232电平与TTL电平的转换；RS485芯片负责TTL电平与RS485协议的转换；NPN型三极管9013在电路中起到RS485芯片输入/输出使能的作用。
通路切换模块电路由2部分组成：
(1)如图3，由瑞萨公司的PS2801-4四通道晶体管输出光电耦合器芯片组成。光电耦合器在电路中起到隔离的作用，使单片机的+3.3V电压的I/O可以控制+24V电压的通断。
(2)如图4，由松下公司的AQL124继电器组成。AQL124为+24V电压控制的继电器。有+24V电压控制其通路的切换。
RTU模块DI功能测试方法：如图4，DI功能检测的电压有+12V和+24V两种，因此使用继电器L13作为两种电压的切换开关，其公共端COM为DI功能输出想要的电压。同时为了在不测试DI功能时，RTU模块的DI接口无电压输入，因此使用继电器L12作为开关，控制测试电压的输入与断开。同时继电器L10与L11分别控制电压为DI0—DI3输入电压的通断。由以上4个继电器，通过单片机程序控制使其输出给RTU模块DI接口的信号为：+12V的“1010”，“0101”信号以及+24V的“1010”，“0101”两种信号。RTU模块会根据此输入的信号产生不同的DI状态，通过查询此时的DI状态检测RTU的DI功能。
RTU模块AI功能测试方法：如图5，图中为AI0的通路切换电路图。图中的AI0与光电耦合器的输出相连，由此控制继电器公共端COM与另外两个引脚NC、N.O.的通断。当需要测试AI0及AI的输入信号AI_IN与AI0通断相连时，单片机对应的控制引脚输出高电平，此时光电耦合器的输出引脚断开，AI0出的电压为+24V的高电平电压，从而使继电器GND引脚为低电平，继电器的公共端COM与N.O.引脚相连，将AI信号引入到被测RTU模块的AI0接口。通过查询RTU模块AI0的数据信息检测AI0的性能。同样的方式可以测试RTU模块AI1～AI7的AI性能。
供电模块：本部分电路使用LM2576S-5V芯片及LDO芯片LM1117，将DC/+12V的输入电压转为DC/+5V以及DC/+3.3V。电源输入接口使用5.08间距2Pin的绿色接线座。
Claims (6)
1.一种基于LPC1764单片机的远动终端单元测试系统，其特征在于：数据存储模块连接单片机，与单片机双向通信，用于存储RTU测试板当前的配置数据；
通路切换模块一端连接单片机，接收单片机发送的导通路径切换信息，另一端通过相应的测试接口连接到被测RTU模块，用于切换不同的导通路径；
第一RS232串口通信模块一端连接单片机，另一端通过通信接口连接计算机，实现计算机与单片机之间的通信连接；
计算机通过通信接口依次连接第二RS232串口通信模块和RS485串口通信模块后通过RTU模块通信接口连接到被测RTU模块，建立计算机与被测RTU模块之间的通信连接；
单片机通过气缸控制板通信接口连接到气缸控制板，与气缸控制板双向通信，实现单片机与气缸控制板之间的通信连接。
2.根据权利要求1所述的基于LPC1764单片机的远动终端单元测试系统，其特征在于：所述测试接口包括DI测试接口、AI测试接口、AI输入接口和DO测试接口。
3.根据权利要求1所述的基于LPC1764单片机的远动终端单元测试系统，其特征在于：供电模块连接测试系统，为测试系统供电。
4.根据权利要求1所述的基于LPC1764单片机的远动终端单元测试系统，其特征在于：所述被测RTU模块通过指示灯接口连接单片机，用于检测被测RTU模块的指示灯状态。
5.根据权利要求1所述的基于LPC1764单片机的远动终端单元测试系统，其特征在于：还包括MODEM检测电路通过MODEM接口连接被测RTU模块，用于检测被测RTU模块的MODEM接口功能。
6.根据权利要求1所述的基于LPC1764单片机的远动终端单元测试系统，其特征在于：还包括选带模块检测电路通过选带模块接口连接被测RTU模块，用于检测被测RTU模块的选带模块接口功能。
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