汽车动力转向油泵试验台触摸屏人-机界面设计

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Design of Touch Screen M an.M achine Interface Test Bench for VehiclePower Steering PumpW ANG Yulin.WANG Yun. LIU Guangfu(School of Mechanical and Automotive Engineering，Hefei University of Technology，Hefei Anhui 230001，China)Abstract：Keyboard input and LED display are used in traditional vehicle power steering pump test bench to achieve man-ma-chine interaction，in this interface，a high quality of personnel is required，and operation is neither visualized nor convenient，hencethe rate of product testing is reduced. Touch screen has such advantages as a rugged-endurable in use，fast response，space-savingand easy to communicate，and many others，SO the interaction between human and machine are made more straightforward. Based onabove maters，by using MODBUS communication protocol to write single-chip communication program，the purpose of communicationbetween the touch screen and single-chip was realized. According to the test outline process to design the man-machine interfacescreen，in the interface，the two modes：manual and automatic operation was contained，and data showing，parameter seting，auto-marie testing，alarm and other functions could be achieved.The usage results show that this man-machine interface possesses the at-tributes of friendliness，highly-precision in monitoring，convenient and simple in operation，therefore it has a broad application pros-pect。

Keywords：Steering pump；Test bench；Touch screen；MODBUS；Man-machine interface转向泵是汽车液压动力转向系统中的油源装置，其性能的好坏直接影响到汽车行驶的平稳性和可靠性 ，因此转向泵出厂前必须进行严格的性能测试。汽车动力转向油泵试验台采用单片机控制系统，通过控制电液比例阀和变频器实现对汽车动力转向油泵的油压和转速进行无级调节，用户根据要求调整转向泵的工况，实现转向泵在各种工况下完成压力、流量、温度、转速、扭矩等参数的自动测试，从而完成试验大纲所规定的跑合、安全阀调节、容积效率测试和最大流量测试等汽车转向泵试验流程。目前大部分试验台人 -机界面采用键盘输入和 LED显示，用户通过键盘向单片机控制系统发出指令或输入数据，控制系统的各种信息或参数通过 LED显示反馈给操作者，这种界面按键多、复杂，对操作人员的技能有所要求，而且界面占用空间大，易损坏 ，系统不稳定，可靠性差。

为了解决上述问题，开发了-种基于触摸屏的汽车动力转向油泵试验台。触摸屏是集信息显示、处理、通信和控制于-体的综合信息系统，具有坚固耐用、反应速度快 、节收间、易于交流等诸多优点。

将转向泵的4个测试程序编制好存入控制系统程序存储器中，用触摸屏组态软件编辑图形菜单，分别启动相对应的试验程序，实现 自动测试。另外人 -机界面添加手动和自动两种测试方式，提高产品的适应性。

1 触摸屏与控制系统通信1.1 触摸屏与单片机的硬件连接人 -机界面控制系统主要包括单片机和触摸屏 ，其硬件连接如图 1所示 ，触摸屏和单片机采用主从通收稿日期：2012-01-05基金项 目：国家 自然科学基金重点项目 (50735006)作者简介 ：王玉琳 (1966-)，男，硕士 ，副教授 ，研究方向为机电-体化 。E-mail：wy.204###163.corn。

· 2· 机床与液压 第41卷信方式，触摸屏作为主机，单片机作为从机。Samk-oon SA系列触摸屏有 3个设备连接端口，1个 Pc(USB)端 口用 于 程 序 下 载，2个 RS232/RS422/RS485端口用于通信，由于单片机 AT89S52无 RS232接口，因此需要扩展-片MAX232，将TXD、RXD的J4 J3 J2DB9--- j- -LO--- 6 6O- TX RXD- m OO·-- Z- -7 OO 3 RX TXD 3 ··--OO-- 曼- -璺 OO- 上 ----oo-- jI- -2 -o- - -os GND GND sTTL电平转换成RS232电平。为实现与单片机-对-通信，用-根 RS232通信电缆连接单片机 RS232口与触摸屏通信、COM1口，其中包括通信 电缆 DB9的2-2，、 3-3，5-5。

图1 触摸屏与单片机硬件连接1.2 触摸屏组 态画面设计(1)设置通信参数触摸屏与单片机通信参数设置为 ：波特率 9 600，数据位8位，1个停止位，主机触摸屏地址为0，从机单片机地址为 1。打开 Samkoon触摸屏组态软件SamDraw3.3，打开 文件新建工程，输入工程名 称，在选择型号下拉菜单 中选择触摸屏 的型号 SA-7A/B(800 480 7.0)，单击下-步，试验台采用触摸屏为主机、单片机为从机的通信方式，因此在设备服务下拉菜单 中选 择 MODBUS，后备栏 中选择 MODBUSRTU Master，单击下-步 ，完成如图2所示 的通信参数设置。

(2)触摸屏组态画面编辑根据试验大纲要求，汽车动力转向油泵试验台人 -机界面应该具有以下 5个功能：① 完成跑合 、安全阀调节、容积效率测试和最大流量测试等实验流程 ；② 具有手动和 自动两种方式完成测试实验；③ 显示当前压力、流量、温度、转速、扭矩等参数；10- l112- Csl3U1P10P11P12P13P14Pl5Pl6Pl7AT89S52 INTlT0T1EA，VPX1X2RESETRDW RCAP2- CAP1。

R1 0UT1 1 INlRT-0UT2 T-IN2RR.1N1 1 OUT1RR·IN2 1 oUT25V图2 通讯口参数设置④ 可设定被测转向泵油压和转速等参数；⑤ 产品不合格或者扭矩过大报警功能。

触摸屏画面元件读取地址的设备类型有 0x、1x、3x、4x等选项。0x表示读取的是控制器的输出信号(可读可写)，可作为位状态指示灯、按键、触发控制位。1x表示读取的控制器的输入信号 (只读)，可用作触摸屏上的状态指示灯。3x和4x指控制器的寄存器地址类型，其中3x是只读的，因此 3x可作为触摸屏中数值显示元件和多状态指示灯。4x是可读可写的，可作为触摸屏中的数值输入元件和多状态设定O l 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 D D P -N 。上脚锄 。 c T-c--D 毁· 4· 机床与液压 第 4l卷l串口初始化JI接收程序I鸯 ：恒 塞 恒 ≤三 三 三 三 YJr YJr读单片机对应位 读单片机对应寄存 将单片机对应位置 写单片机对应寄地址值，发送到 器的值，发送到缓 位复位，发送到缓 存器，发送到缓缓冲区输出状态 冲区输出状态 冲区输出状态 冲区输出状态l地址功能码数 地址功能码数 地址功能码数 地址功能码数据CRC校验 据cRc校验 据cRc校验 据cRc校验JJ发送子程序I图5 通信程序流程MOV PSW .00HM0V TMOD.20HMOV TH1.≠0FDHMOV TL1，加FDH ；波特率设置为 9 600MOC PC0N.00HMOV SCON，#50H ；工作方式 l，1O位数据 ，1起始位，8数据位，1停止位SETB EASETB ESSETB TRlMOV R0，#50H ；接收的指令放入 50H开始的地址单元M0V R7. 08HRECIVE：JBC RI，READAJMP RECIVEREAD：MOV A，SBUFMOV ### R0.AINC R0DJNZ R7，RECIVE；判断 8位指令数据是否接受完毕CALL DELAYM0V A .50HCJNE A， 1H，$ ；判断站地址是否为 1M0V 49H.加6HCALL CRC；计算 CRC校验码MOV A.56HCJNE A.4lH. $M0V A.57HCJNE A，42H， $MOV A，51H；校验数据是否正确CJNE A，o3H，$ ；判断功能码是不是 03M0V 52H. 02HM0V 53H.6CHMOV 54H，6BH；读取6B、6c数据MOV 49H. 05HCALL CRCMOV 55H .41HMOV 56H.42HMOV R0. 巧0HMOV R7.加7HCALL DELAYSEND ：MOV A。### R0MOV SBUF.AWRITE：JBC TI，CONTAJMP WRITECONT：INC R0DJNZ R7，SEND ；发生单片机应答指令CALL DELAYSJMP $；CRC校验程序CRC：MOV 20，加FFH；高位MOV 21，0FFH；低位MOV l2H .49HM0V 11H .鼻08HM0V R0.鼻50HBEGIN：MOV A，21HXRL A .### R0KAISHI：RRC AMOV 2lH.AM0V l0H .CCLR CM0V A .20HRRC AMOV 0FH.CMOV 20H.AANL 2OH. #7FHJNB 10H.NEXTXRL 21H. 加 1HXRL 20H.0A0HNEXT：MOV A，21HDJNZ 11H.KAISHIINC R0DJNZ 12H.BEGIN第 4期 王玉琳 等：汽车动力转向油泵试验台触摸屏人 -机界面设计 。5·表2中转速的最大误差为 0.67%，压力的最大误差为2%，均在试验大纲所规定的 ±5%的范围之内。该汽车动力转向泵试验台人 -机界面不仅操作简便，而且能保证控制的精度。

3 结束语由于对设备的智能化程度要求越来越高，对操作性的要求也越来越高，触摸屏触控操作简单、便捷、人性化，有望成为人机互动的最佳界面并迅速普及。

文中介绍的汽车动力转向泵试验台人 -机界面使测试试验操作更为简便化和 自动化，实现各项测试数据实时监测和修改，提高了测试精度和工作效率。通过组态软件修改触摸屏界面，该方案就可移植到其他系统中，具有-定的推广应用价值。