談某系列電路自動測試臺的設計范文

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我所承制的某一類型電路，測試過程相似，功能參數相近，為提高電路測試效率，有必要研制該類電路的通用自動測試平臺。本文基于自動測試系統的設計思想和該類電路的測試要求，主要通過并聯自動測試裝置的設計來完成該類電路通用測試平臺制作。我所承制的某一類系列電路傳統測試方法是使用通用儀器檢測設備手動完成，目前存在測試時間長、檢測效率低、無法聯測的問題，由于該產品每批次的數量多，目前測試設備不能滿足研制和生產的需求。因此，需要制作專用的自動測試裝置，來提高測試效率，以滿足研制和生產的需求。

1自動測試裝置的整體方案

1.1設計原則

電路測試系統要求操作容易，接口簡單，有聲光提示；可顯示現行狀態，在測數據，還可以存儲已測數據；提高產品質量，降低產品成本。

1.2設計方案

為提高測試效率，考慮電路測試要求特點，整套測試裝置包含：單體測試裝置、并聯測試裝置兩種裝置。并聯測試裝置，是提高測試效率的關鍵裝置。耗時較長、能夠分辨的產品性能參數都在該裝置上完成測試。各待測產品的供電、輸入信號并聯，同時供電和啟動，應用MCU高速采樣各電路的輸出信號特征，來判斷各電路的功能參數是否滿足指標要求。能夠單次完成多個產品的檢測，因此提高了測試效率。單體測試裝置，在生產檢測時主要用來測試需要與輸入信號即時互動、并聯測試無法完成的產品功能參數。同時該裝置具備電路模塊的全功能測試功能，便于產品維修。此系列電路自動測試系統能完成對這類電路各種參數的靜態和動態測試。自動測試裝置主要由主控箱、并聯測試母板、單體測試母板、計算機、打印機等構成。兩種測試母板可放入例行試驗箱內，與主控箱之間用自制多線電纜連接；打印機接往計算機；主控箱收集的數據可通過U盤或存貯卡轉往計算機，或使用串口線進行通訊。自動測試裝置組成框圖如圖1所示。主控箱是自動測試裝置的核心部分，擬采用市售微型計算機機箱或工控機機箱作為外殼，面板上裝7～inLCD屏、操作鍵盤、U盤接口和兩種測試母板接口，直接使用V交流電源。此自動測試裝置包含單體測試和并聯測試。待測電路均通過轉圖3并聯測試電路組成框圖接板立式插裝在測試母板上，爭取單塊測試母板上的最大測試數量。測試母板最大尺寸由高低溫試驗箱箱內可用空間決定，周邊預留置物架和板間互連及外連接插的空間。根據并聯測試母板的尺寸，其分布為：行×5列。板子上電路的具體分布情況如圖2所示。產品轉接板與測試母板的連接采用所內成熟的連接方式，保證連接的耐用性和可靠性。下面以并聯測試為代表來介紹自動測試臺的原理。一套并聯測試臺包含一個并聯測試控制臺和多個并聯測試母板。并聯測試母板之間通過并聯插頭座互聯并與主控制箱連接。采用并聯方式測試，單次測試時間長，但單次測試的產品數量多，測試效率提高很多，而且自動測試，降低了人為因素。存貯數據可以方便后續分析處理。

2電參數檢測分析

2.1電參數檢測分析

在此電路自動測試過程中，系統需要完成的工作包括：為電路提供一次電源，使電路可以正常工作；提供電路的各種控制指令；產生各種信號至待測產品中；采集電路工作中的各輸出信號；測量電路特征參數。此系列電路的特征參數包括兩種電流參數、兩種電壓參數和種功能測試。

2.1.1電流參數

產品的電流參數，在同一點不同時間進行檢測。參數要求分別是≤1μA和≤0μA。檢測方法：使用相同的電阻進行電流采樣，在適當的時間采樣后，用不同放大率信號放大器處理后，通過A/D轉換電路進行模數轉換，測得電流值。

2.1.2電壓參數

產品的電壓參數，范圍為8V～15V。電壓參數高于測試系統電源電壓，采取高阻分壓的方式進行取樣測量。

2.1.3其它信號和功能

產品的其他信號用于判定產品功能，信號幅度均在測試系統電源電壓內，可以直接輸入MCU及其接口電路進行處理。產品的功能都是在產品工作過程中完成的。根據各功能的要素，在適當時機前后對各待測產品的相關信號進行高速采樣，按照功能合格判據進行判斷，給出各產品各功能各自合格與否的指示。

3測試系統原理介紹

在并聯測試中，一次可測試多塊電路，所有電路共用8個輸入信號（包括供電正負極、裝定正負極、啟動、CG、LB、Reset等），各電路的6個輸出信號（3個數字信號，3個模塊信號）獨立，由一片單片機進行預處理，然后將采集到的數據以串行通信的方式發送到主控箱，進行進一步處理與顯示等。并聯測試組成框圖如圖3所示。系統由主控單元、裝定接口控制單元、裝定接口驅動電路、LCD顯示模塊、鍵盤輸入單元、串口通信模塊、Flash存儲單元和U盤接口電路組成。關聯測試母板上插座排布采用排5列布局，每塊母板共放置塊電路，如圖4所示。每行5塊電路組成一個行單元，由一塊微控制器采集各電路的6個輸出信號，然后再通過I2C通信將采集數據傳輸至主控單元，進行數據的顯示。主控單元控制整個測試裝置的工作流程，外置電源開關、功能選擇、開始測試等按鍵；擴展了U盤接口電路，可以將測試過程中的數據存儲在U盤中；擴展了串行通信接口，可以將測試過程中的數據通過串口傳輸至計算機進行后續處理；外置8MBFlash存儲器，可以將測試過程中的數據存儲在其中。顯示模塊采用通用7寸的TFTLCD。

4軟件設計

按照設計要求，主控單片機主要完成以下功能：

◆與顯示屏進行通信——傳送數據、接收命令

◆控制各項測試過程——通訊檢測、開始測試、數據讀取

◆接收測試單片機傳送來的數據——通訊成功個數、產品合格個數、按鈕顏色及功能數據參數

◆處理接收到的數據——計算、判斷、存儲針對以上需求，主控單片機每項測試過程，設置了測試過程狀態標志。當主控單片機接收到顯示屏的命令后進行判斷，對相應的測試過程狀態標志置位，主控單片機進入相應測試過程。測試完成后，將測試過程狀態標志清除。

5設計結果

根據以上方法進行了測試系統的結構設計、硬件設計和相關MCU的軟件設計，經調試，制作出了符合其中一款產品要求的自動測試裝置。該裝置經過MCU的軟件微調和控制器中界面調整，可以較快地改造成該系列其他產品的檢測裝置，能夠完成某系列電路產品規范規定的全部電性能檢測，可實現單人操作，簡便、易用、省力；界面簡潔，過程及結果顯示清晰。原測試臺測試一塊電路需要花費約5min左右的時間，設計的自動測試臺同時可以測試塊電路，相當于測試一塊電路只需要6s時間，而且操作很簡單，大大提高了測試效率，保障了電路的正常生產。文中在分析了某系列電路檢測電參數的基礎之上，設計了一種基于單片機的電參數檢測系統，此測試裝置結構簡單，具有很好的人機交互性能，使用靈活方便，提高了測試效率和測試準確率，減少了大量的人工成本，具有較高的經濟價值。

作者：楊翠俠  吳力濤  楊瓊楠  張增龍 單位：中國兵器工業第研究所