【摘 要】本文簡要介紹制動蹄片疲勞試驗機控制系統(tǒng)的系統(tǒng)設計，主要探討了單片機控制系統(tǒng)軟硬件的調(diào)試過程，最終得出失敗的結(jié)論，證明了單片機系統(tǒng)在穩(wěn)定性和可靠性方面的不足。為科研技術(shù)人員在類似領域選用芯片提供了寶貴經(jīng)驗。

【關(guān)鍵詞】單片機壽命 系統(tǒng)測試 疲勞試驗機

一、引言

隨著汽車產(chǎn)量的增加，民族品牌汽車、合資品牌汽車、進口汽車的市場競爭愈演愈烈，江淮瑞風推出15萬公里的免費保養(yǎng)，奇瑞A3推出10萬公里的免費保養(yǎng)，合資品牌部分車型也推出了10萬公里的免保。免保里程加長了，說明汽車質(zhì)量提高了。汽車的任何一個零部件，如果經(jīng)常出現(xiàn)問題，不僅影響這款車的銷量，更影響了企業(yè)的品牌形象。如何來保證質(zhì)量，就需要做不同的測試。在汽車設計過程中，每個零部件的壽命都必須經(jīng)過嚴格測試并達到設計要求，本次設計是某汽車廠外包的汽車制動蹄片疲勞試驗機的設計與開發(fā)，本文主要探討該試驗機控制系統(tǒng)的設計與調(diào)試過程，重點介紹調(diào)試過程。

二、系統(tǒng)設計

系統(tǒng)控制要求簡單，計劃采用51單片機作為主控芯片，接受壓力傳感器和按鍵信號，用24C04芯片存取數(shù)據(jù)，實現(xiàn)掉電存儲。用繼電器實現(xiàn)輸入輸出的分離。

三、軟硬件設計

四、系統(tǒng)測試

系統(tǒng)總裝完畢后，檢測完所有硬件連接，我們開始了功能測試，測試開始時，運轉(zhuǎn)正常，心中歡喜，運行到6250次之后，控制系統(tǒng)出現(xiàn)死機。既然能正常運行上千次，我首先懷疑硬件故障，下面是我們測試的記錄。

（一）第1次測試

測試內(nèi)容：將電機線圈電源與單片機電源分離

測試原因：實驗中，單片機不帶負載運行正常，電磁閥經(jīng)測試工作正常

測試說明：電磁閥測試在PLC試驗臺進行，用PLC編程進行測試，使用PLC定時器給電磁閥線圈不用時間，三位四通電磁換向閥工作正常

測試結(jié)果：繼電器不工作，光耦集電極和發(fā)射極不通，電壓為5v，光耦不工作。懷疑光耦二極管正極側(cè)電阻（2K）過大，改接300歐

（二）第2次測試

測試內(nèi)容：光耦二極管正極側(cè)（1腳）外接電阻測試

測試原因：光耦不工作

測試說明：對原來20K電阻先后改接300歐和600歐

測試結(jié)果：光耦仍然不工作

（三）第3次測試

測試內(nèi)容：光耦三極管集電極側(cè)（4腳）外接10K上拉電阻測試

測試原因：三極管側(cè)集電極（4腳）

測試說明：電源接10K電阻后再接負載和三極管C極

測試結(jié)果：光耦仍然不工作

（四）第4次測試

測試內(nèi)容：光耦好壞

測試原因：光耦一直不導通

測試說明：讓光耦1腳接600歐電阻，2腳接地，3腳接地，4腳接發(fā)光二極管，再接300歐電阻，接電源

測試結(jié)果：光耦正常工作

（五）第5次測試

測試內(nèi)容：將測試電路加繼電器負載測試

測試原因：用測試電路接負載測試

測試結(jié)果：光耦仍不工作

（六）第6次測試

測試內(nèi)容：光耦三極管側(cè)接pnp三極管

測試說明：光耦三極管集電極側(cè)（4腳）外接PNP三極管的B極，pnp三極管E極接電源，集電極（C極）接負載之后接地

測試結(jié)果：光耦工作

（七）第7次測試

測試內(nèi)容：外接負載

測試結(jié)果：光耦仍不工作

（八）第8次測試

測試內(nèi)容：光耦二極管側(cè)和三極管側(cè)使用不用的供電電源測試

測試說明：三極管側(cè)使用12V電源，經(jīng)過7805轉(zhuǎn)換為5v，7805芯片，管腳向右，左邊第一腳為12V輸入，中間地，右邊5V輸出，在輸入輸出之間接50Uf以上電容

測試結(jié)果：工作數(shù)千次或數(shù)百次后停止

以上8次測試均失敗，多次實驗表明，51系列單片機在連續(xù)不斷電，高頻工作條件下，由于內(nèi)部原因，將會出現(xiàn)死機情況。

五、結(jié)束語

本實驗機最后采用西門子PLC完成了試驗，在ss連續(xù)50萬次運行過程中，PLC控制系統(tǒng)穩(wěn)定可靠地完成了任務，51系列單片機經(jīng)過各種可靠性設計及測試，最終失敗。經(jīng)過長時間測試說明，51系列單片機無法完成較高頻率，連續(xù)性的工作。在穩(wěn)定性及可靠性要求高的場合，應該選用可靠性更高的控制芯片或PLC。

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