电子电路故障诊断系统的设计
摘要：本设计主要是以电子控制系统故障自诊断和LIN总线为基础，使用转向柱式电动助力转向系统（EPS）的故障诊断方法，来实现电子电路故障诊断。
关键词： LIN总线 电子电路 故障诊断
随着电子设备的广泛应用,对其功能、智能化、可靠性要求更高,因此对电子设备故障的准确检测与诊断就日益迫切。传统常规分立器及人工诊断方式已无法满足需求,集成化、智能化、自动化的诊断方式就成为必然的发展方向。目前的电子电路故障诊断方法一般可分为测前模拟法和测后模拟法两大类,常见的方法包括故障字典法、参数辨识法、逼近法、故障验证法及人工智能法等多种,又以测前模拟法中的故障字典法最为成熟、最具实用价值。
现在设计电路板故障检测系统常用的方法基本有两种：数控针床法、红外成像法及模拟曲线分析法。
数控针床法的特点是将标准电路板通过照相的方法，把各个电路结点的位置关系存储到计算机中，将被测电路板固定到数控针床上，机械探针在计算机的控制下自动逐点测试，测试速度非常快。但存在以下问题：1、由于电路板的标准化程度和机械探针的强度不过关，探针经常不能可靠接出电路结点，所以实用性不强；2、针对非维修商而言这种方法不经济。
红外成像法就是先用液氮将被调电路板冷却，加电后通过红外镜观察温度剧烈上升的器件，但因为诊断覆盖率低、成本高的原因目前在市场上也没有得到广泛应用。
模拟曲线分析法，是一种在断电情况下排除电子故障的独有技术。它通常使用交流正弦波作为扫描波形，施加到没有通电的电子设备两端，在显示屏上（如示波器ＣＲＴ或计算机显示器等）显示该设备对应的Ｖ－Ｉ曲线，该Ｖ－Ｉ曲线也叫模拟曲线。这种方法从理论上讲就是不同元器件具有不同的特性从而也就有不同的Ｖ－Ｉ曲线；当元件发生故障时它的Ｖ－Ｉ曲线也会改变。电路板由很多元器件组成，在器件的连接处形成很多的节点。每个节点可以看成是构成这个节点的所有元器件所形成的集成电路的一个管角；它相对某一点（一般选择地）也会形成一个复合Ｖ－Ｉ曲线。这样，对于两个在结构上完全相同电路板或元件，在性能良好的情况下，它们的Ｖ－Ｉ曲线应该是一样的，反之曲线就会不相同。根据这个特点，我们就可以对故障电路板进行故障定位。方法是选择一个好的电路板与待测故障电路板同时测量相应的节点，这时在示波器上会出现两条Ｖ－Ｉ曲线，比较两者的ＶＩ曲线，就可以根据两条曲线的误差大小直观分析，从而迅速地判断设备的故障点。
电路板诊断系统主要由内阻信号发生器、示波器及一些探针组成。若进一步提高测量速度和准确度还应当有计算机及相应的软件。
当将内阻信号产生器输出的信号用探针接在待测电子设备两端时，相当于在端口串入一个有一定阻抗的元件。在激励作用下，该阻抗必然在回路上感应生成电流，在端口两端产生压降。这个电流、压降分别与示波器的两个通道ＣＨ1和ＣＨ2相连及其之间的相移以一定方式显示在示波器上。此时示波器工作在Ｘ－Ｙ触发方式下，示波器在这种工作方式下，电流使打在荧屏上的电子束产生一个纵向的偏移，而电压则使其产生一个横向的偏移，两种偏移运动的合成就是所看到的模拟曲线图形。然后再逐点对应测量性能良好的电路板最后进行曲线比较，确定出故障的位置。
利用上述方法，通过对比能够较快地查出故障位置，但效率较低。所以可以使用计算机利用以下方法进行自动判决，以进一步提高效率。
将计算机与示波器连接起来，通过示波器将标准电路板的各个关键点的模拟曲线采集下来，使模拟曲线量化为数值参数，并传送到计算机中，建立关于某一电路板的模拟曲线参数标准库。并根据多次测试中不同的结果，设定测试容基，即在容差范围内的测试结果被认为是正常值，否则认为有故障。测试时，对待测电路板的关键点逐一进行测试，并通过给定的容差与标准库对应的参数进行动态比较，最终给出关于电路板的诊断报告。
毕业设计说明书目录
1 引言……………………………………………………………………………………14
2 方案论证………………………………………………………………………………15
2．1方案一：………………………………………………………………………15
2．2方案二：………………………………………………………………………15
3 各电路设计和论证……………………………………………………………………15
3．1 方案一设计和论证……………………………………………………………15
3.1.1故障自诊断的基本原理………………………………………………………16
3.1.2电动助力转向系统故障自诊断………………………………………………16
3.1.2.1系统各组成部件的故障辨识………………………………………………16
3.1.2.2转矩传感器故障自诊断……………………………………………………16
3.1.2.3电机故障自诊断……………………………………………………………19
3.1.2.4车速和发动机转速信号故障自诊断………………………………………23
3.1.2.5电磁离合器故障自诊断……………………………………………………24
3.1.2.6控制单元电源线路故障自诊断……………………………………………27
3.1.3故障代码显示控制及安全防范措施…………………………………………27
3.2方案二设计和论证………………………………………………………………28
3.2.1硬件电路设计…………………………………………………………………29
3.2.1.1 系统设计思想………………………………………………………………29
3.3电源电路的设计…………………………………………………………………34
3.3.1方案二电源电路的设计………………………………………………………34
4. 软件设计………………………………………………………………………………34
4．1程序流程………………………………………………………………………34
4．1．1方案一程序流程……………………………………………………………34
4．1．2方案二程序流程……………………………………………………………36
4．2程序……………………………………………………………………………37
4．2．1方案一主程序………………………………………………………………37
5．软硬件系统的调试……………………………………………………………………38
6．参考文献………………………………………………………………………………42
参考文献
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[11]《基于LIN总线的车灯控制系统设计》主编 鲍贺川，杨明
[12]《电动助力转向系统故障自诊断的研究》主编 叶红弟 陆森林 何仁
[13]《关于数字电视机顶盒的知识》主编 雨林木风
[14] http://www.docin.com
[15] Http:/www.baidu.com
[16] Http:/www.goolge.com
