電路板功能集成測試裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種電路板功能集成測試裝置，包括U型插槽箱、主控制板、通信轉接板、以及負責具體測量任務的各子測量板與各測量設備，所述U型插槽箱包括鋁制鏤空箱體、總線背板與插槽，所述總線背板包括RS485總線，各子測量板分別插入插槽中，通過RS485總線連接在一起，RS485總線與主控制板相連接，主控制板與上位機通信連接；各測量設備設置在U型插槽箱的外部，RS485總線與通信轉接板連接，通信轉接板與測量設備連接。本實用新型結構簡單，可靠性高，易于維護。
【專利說明】電路板功能集成測試裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種電路板功能集成測試裝置，屬于電路板出廠前的功能檢測【技術領域】。
【背景技術】
[0002]電路板功能測試因負載、輸入及輸出信號、供電方式等種類多樣，常常涉及到諸多的儀器儀表，有時還需要為某些功能開發專用的測試電路，這就給儀器集成管理及使用帶來了巨大的挑戰。另外，生產中的產品雖然種類多樣但是有很多共性，這就為測試系統的模塊化提供了可能。傳統的測試設備使用PLC或自開發的單片機系統，以及NI的集成測試平臺。但是存在著開發周期長，線路連接復雜、可靠性低、價格昂貴、維護困難等諸多弊端。
實用新型內容
[0003]為了解決上述技術問題，本實用新型提供一種電路板功能集成測試裝置。
[0004]本實用新型所采用的技術解決方案是:
[0005]一種電路板功能集成測試裝置，包括U型插槽箱、主控制板、通信轉接板、以及負責具體測量任務的各子測量板與各測量設備，所述U型插槽箱包括鋁制鏤空箱體、總線背板與插槽，所述總線背板包括RS485總線，各子測量板分別插入插槽中，通過RS485總線連接在一起，RS485總線與主控制板相連接，主控制板與上位機通信連接；各測量設備設置在U型插槽箱的外部，RS485總線與通信轉接板連接，通信轉接板與測量設備連接。
[0006]進一步的，上述U型插槽箱中插槽的個數最多設置12個。
[0007]進一步的，所述的總線背板由電源母線、RS485總線、信號總線、5V穩壓電路模塊、與各子測量板連接的64針母頭連接器以及50針公頭信號線連接器組成；5V穩壓電路模塊由G5ELM2576-5.0芯片構成。
[0008]進一步的，所述的主控制板由RS485總線通信模塊、RS232通信電路模塊、USB通信電路模塊、3.3V穩壓電路模塊、程序下載模塊、主控電路模塊及其他鏈接端子模塊構成；RS485總線通信模塊由SN75HVD3082ED芯片構成，RS232通信電路模塊由MAX3232芯片構成，USB通信電路模塊由CP2102芯片構成，3.3V穩壓電路模塊由LM1117-3.3V芯片構成，主控電路模塊由PIC24HJ128芯片及其外圍電路構成。
[0009]進一步的，所述的通信轉接板由RS485總線通信模塊、RS232通信電路模塊、3.3V穩壓電路模塊、程序下載模塊、板地址設置電路模塊、主控電路模塊及其他鏈接端子模塊構成；RS485總線通信模塊由SN75HVD3082ED芯片構成，RS232通信電路模塊由MAX3232芯片構成，3.3V穩壓電路模塊由LM1117-3.3V芯片構成，主控電路模塊由PIC24HJ128芯片及其外圍電路構成。
[0010]進一步的，所述的各子測量板均由RS485總線通信模塊、RS232通信電路模塊、
3.3V穩壓電路模塊、程序下載模塊、板地址設置電路模塊，主控電路模塊及其他鏈接端子模塊構成；RS485總線通信模塊由SN75HVD3082ED芯片構成，RS232通信電路模塊由MAX3232芯片構成，3.3V穩壓電路模塊由LM1117-3.3V芯片構成，主控電路模塊由PIC24HJ128芯片及其外圍電路構成。
[0011]進一步的，所述的各子測量板主要類型有信號輸入輸出IO板、低壓直流繼電器板、高壓交流繼電器板、高壓交流信號光耦隔離板、直流馬達驅動板、蜂鳴器及LED檢測板、電流源發生器板、PWM信號檢測板與低壓直流電壓電流測量板。
[0012]本實用新型的有益技術效果是:
[0013]1.結構簡單:U型插槽箱的使用降低了子測量板間的連線復雜度，使用一塊主控制板即可實現與所有子測量板間的通信連接；將子測量板插入到插槽后，該子測量板即可工作了，降低了設備的開發周期。
[0014]2.模塊化組合:可根據測試任務的要求選擇相應的子測量板，擴展方便靈活；通過通信轉接板可與多種工業測量設備連接。
[0015]3.可靠性高:連線的簡化提高了系統的物理可靠性，模塊化的設計提高了系統的穩定性。
[0016]4.易于維護:通過自診斷系統可快速查找到故障點；遇有子測量板故障時可及時更換，不耽誤日常生產。
[0017]5.程序更新簡單:無需專用的程序燒寫器，通過程序更新系統，只用一根串口線即可完成對所有子測量板的更新程序任務。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018]下面結合附圖與【具體實施方式】對本實用新型作進一步說明:
[0019]圖1是本實用新型的結構連接示意圖。
[0020]圖中:1-U型插槽箱，2-主控制板，3-通信轉接板，4-子測量板，5-測量設備，6-RS485總線，7-上位機,8-電源總線。
【具體實施方式】
[0021]結合附圖，一種電路板功能集成測試裝置，包括U型插槽箱1、主控制板2、通信轉接板3、以及負責具體測量任務的各子測量板4與各測量設備5。U型插槽箱I包括鋁制鏤空箱體、總線背板與12個插槽，總線背板包括RS485總線6。各子測量板4分別插入插槽中，通過RS485總線6連接在一起，RS485總線6與主控制板2相連接，主控制板2與上位機7通信連接。各測量設備5設置在U型插槽箱I的外部，RS485總線6與通信轉接板3連接，通信轉接板3與測量設備5連接。
[0022]上述的總線背板由電源母線、RS485總線、信號總線、5V穩壓電路模塊、與各子測量板連接的64針母頭連接器以及50針公頭信號線連接器組成；5V穩壓電路模塊由G5ELM2576-5.0 芯片構成。
[0023]上述的主控制板由RS485總線通信模塊、RS232通信電路模塊、USB通信電路模塊、
3.3V穩壓電路模塊、程序下載模塊、主控電路模塊及其他鏈接端子模塊構成；RS485總線通信模塊由SN75HVD3082ED芯片構成，RS232通信電路模塊由MAX3232芯片構成，USB通信電路模塊由CP2102芯片構成，3.3V穩壓電路模塊由LM1117-3.3V芯片構成，主控電路模塊由PIC24HJ128芯片及其外圍電路構成。[0024]上述的通信轉接板由RS485總線通信模塊、RS232通信電路模塊、3.3V穩壓電路模塊、程序下載模塊、板地址設置電路模塊、主控電路模塊及其他鏈接端子模塊構成；RS485總線通信模塊由SN75HVD3082ED芯片構成，RS232通信電路模塊由MAX3232芯片構成，3.3V穩壓電路模塊由LMl 117-3.3V芯片構成，主控電路模塊由PIC24HJ128芯片及其外圍電路構成。
[0025]上述的各子測量板均由RS485總線通信模塊、RS232通信電路模塊、3.3V穩壓電路模塊、程序下載模塊、板地址設置電路模塊，主控電路模塊及其他鏈接端子模塊構成；RS485總線通信模塊由SN75HVD3082ED芯片構成，RS232通信電路模塊由MAX3232芯片構成，3.3V穩壓電路模塊由LMl117-3.3V芯片構成，主控電路模塊由PIC24HJ128芯片及其外圍電路構成。
[0026]上述的各子測量板主要類型有信號輸入輸出IO板、低壓直流繼電器板、高壓交流繼電器板、高壓交流信號光耦隔離板、直流馬達驅動板、蜂鳴器及LED檢測板、電流源發生器板、PWM信號檢測板與低壓直流電壓電流測量板。
[0027]本實用新型利用U型插槽箱為載體，通過RS485總線6將所有插入到U型插槽箱中的子測量板4聯系起來，所有子測量板4通過主控制板2間接與上位機7通信。主控制板2支持RS232及USB方式與上位機7通信。U型插槽箱后方的插板上預置了 RS485總線、電源總線及連接端子，子測量板插入后即可工作，方便維護。對于因尺寸等原因而不能插入到U型插槽箱中的測量設備，增設了通信轉接板3，每塊轉接板可支持4路外圍設備的通信。由于每塊子測量板都是一個獨立的單片機系統，所運行的程序各不相同，為能使程序的下載及更新簡便易行，還可相應增設Bootloader下載功能，結合專用的下載工具可方便快捷的實現對任意一塊功能板的程序下載。
[0028]下面對本實用新型的原理作進一步詳述:
[0029]本電路板功能集成測試裝置由U型插槽箱、主控制板、通信轉接板、各子測量板、各測量設備與上位機等組成。其中U型箱體由鋁型箱體、插槽及總線背板組成。主控制板通過通信線路連接上位機，通信轉接板通過通信線路連接各測量設備。總線背板上布置了RS485總線及24V和5V電源母線，另有12個64母頭針腳及50公頭針腳連接器，以分別連接子測量板和外接信號線。主控制板主要由RS232端子、64針腳公頭連接器、輸入信號調理電路、主控電路、5V及3.3V穩壓電路、Bootloader下載控制電路、程序下載RJ45接口、USB通信接口、指示燈陣列、485通信模塊、輸出信號調理電路等部分組成。主控制板插入到U型插槽箱后即可獲取24V及5V電源輸入，通過RS232或USB線纜可建立與上位機的通信連接，輸入輸出電路接收及控制著測量夾具實現全自動運行，Bootloader下載功能的加入使得程序下載變得簡單易行，僅需通過下載管理系統選擇要下載的程序及測量板即可實現下載更新。由于箱體內的所有測量或控制板均接入到了 RS485總線上，故而可只通過主控制板即可實現上位機與任意一塊測量子板的通信。
[0030]進一步的，通過集成穩壓芯片LM2576-5.0實現了 +24V至+5V的轉換，通過芯片LMl117-3.3V又進一步降為3.3V，該電壓主要供應主控制芯片PIC34HJ128。RS232及USB通信的實現由RS232接口端子、USB接口端子、MAX3232電平轉換芯片及CP2102調理電路組成，用戶可根據需要自由選擇通信線纜。主控芯片的端子連線主要包括復位電路、晶振電路、232通信接口電路、485通信接口電路、輸入輸出接口電路、程序下載電路等。如前所述，本電路板功能集成測試裝置與上位機的通信完全由主控制板承擔，從上位機按一定格式發過來的指令經RS232或USB通道被主控制板接收后，隨機對該指令進行解析，以確定指令要發送到的位置并將指令轉發出去。子測量板回傳的指令也經過主控制板的封裝發送到上位機。通信轉接板提供了 4通道RS232接口，并帶有板選址功能，以適應更多外圍設備的連接要求。從上位機傳輸過來的指令經主控制板解析后被傳送至通信轉接板，該板通過分析數據包獲取要操作的設備對象(獲取RS232序號)及通信端口的設置信息(波特率等)，并將指令通過該RS232端口轉發出去。而通信轉接板內的隊列調度機制使來至外圍設備的數據得到及時可靠的處理。板地址設置電路通過開關來設置從0-15不同的地址，從而可同時使用多個相同類型的測量板。RS232接口電路，主要使用了 MAX3232電平轉換芯片。PIC24HJ128芯片主要負責RS458通信及RS232外圍設備通信。4通道RS232接口電路切換及信號隔離電路，轉接板接收到來至主控制板的指令后得到要操作的通道，在隊列調度機制作用下適時通過閉合相關的繼電器創建通信通路，通信結束后再予以關閉。外接設備的信號均通過光耦予以了隔離。
[0031]上述方式中未述及的部分采取或借鑒已有技術即可實現。
[0032]需要說明的是，在本說明書的教導下，本領域技術人員所作出的任何等同替代方式，或明顯變型方式，均應在本實用新型的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種電路板功能集成測試裝置，其特征在于:包括U型插槽箱、主控制板、通信轉接板、以及負責具體測量任務的各子測量板與各測量設備，所述U型插槽箱包括鋁制鏤空箱體、總線背板與插槽，所述總線背板包括RS485總線，各子測量板分別插入插槽中，通過RS485總線連接在一起，RS485總線與主控制板相連接，主控制板與上位機通信連接；各測量設備設置在U型插槽箱的外部，RS485總線與通信轉接板連接，通信轉接板與測量設備連接。
2.根據權利要求1所述的一種電路板功能集成測試裝置，其特征在于:所述U型插槽箱中插槽的個數最多設置12個。
3.根據權利要求1所述的一種電路板功能集成測試裝置，其特征在于:所述的總線背板由電源母線、RS485總線、信號總線、5V穩壓電路模塊、與各子測量板連接的64針母頭連接器以及50針公頭信號線連接器組成；5V穩壓電路模塊由G5ELM2576-5.0芯片構成。
4.根據權利要求1所述的一種電路板功能集成測試裝置，其特征在于:所述的主控制板由RS485總線通信模塊、RS232通信電路模塊、USB通信電路模塊、3.3V穩壓電路模塊、程序下載模塊、主控電路模塊及其他鏈接端子模塊構成；RS485總線通信模塊由SN75HVD3082ED芯片構成，RS232通信電路模塊由MAX3232芯片構成，USB通信電路模塊由CP2102芯片構成，3.3V穩壓電路模塊由LM1117-3.3V芯片構成，主控電路模塊由PIC24HJ128芯片及其外圍電路構成。
5.根據權利要求1所述的一種電路板功能集成測試裝置，其特征在于:所述的通信轉接板由RS485總線通信模塊、RS232通信電路模塊、3.3V穩壓電路模塊、程序下載模塊、板地址設置電路模塊、主控電路模塊及其他鏈接端子模塊構成；RS485總線通信模塊由SN75HVD3082ED芯片構成，RS232通信電路模塊由MAX3232芯片構成，3.3V穩壓電路模塊由LMl117-3.3V芯片構成，主控電路模塊由PIC24HJ128芯片及其外圍電路構成。
6.根據權利要求1所述的一種電路板功能集成測試裝置，其特征在于:所述的各子測量板均由RS485總線通信模塊、RS232通信電路模塊、3.3V穩壓電路模塊、程序下載模塊、板地址設置電路模塊，主控電路模塊及其他鏈接端子模塊構成；RS485總線通信模塊由SN75HVD3082ED芯片構成，RS232通信電路模塊由MAX3232芯片構成，3.3V穩壓電路模塊由LMl117-3.3V芯片構成，主控電路模塊由PIC24HJ128芯片及其外圍電路構成。
7.根據權利要求1所述的一種電路板功能集成測試裝置，其特征在于:所述的各子測量板主要類型有信號輸入輸出IO板、低壓直流繼電器板、高壓交流繼電器板、高壓交流信號光耦隔離板、直流馬達驅動板、蜂鳴器及LED檢測板、電流源發生器板、PWM信號檢測板與低壓直流電壓電流測量板。
【文檔編號】G01R31/28GK203720314SQ201320843609
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2013年12月19日 優先權日:2013年12月19日
【發明者】安東尼 申請人:青島畢勤易萊特電子有限公司