电子产品测试系统中基于单片机的通用智能测试接口的设计与应用

1、 电子产品测试系统中基于单片机的通用智能测试接口的设计与应用在 HYPERLINK /word/125913.aspx o 电路 电路设计和调试中，对设计单元电路的性能进行实时 HYPERLINK /word/125912.aspx o 测试 测试是必不可少的环节。很多情况下，需要通过计算机的比较和分析，来测试设计的电路的性能是否达到要求。随着当今的各种标准化的测试总线的出现例如GPIB，VXI等，快速连接各种测试仪表组建自动测试系统成为非常方便的事情。然而，由于被测试对象的复杂多样性，接口类型千变万化，在接口设计上会有一定的困难，而设计连接和测试仪表的智能型通用测试接口则是简化集成开发，提高

2、仪表互换软件移植性和系统性价比的有效手段。单片机作为微型计算机的一个重要分支，应用面很广，发展很快。自单片机诞生至今，已发展为上百种系列的近千个机种的单片机主要用于工业控制，测试测量等, 单片机使用比较简单，价格低廉，生存周期长，速度越来越快，因此作为较为简单的控制器件非常适合作用在无需处理大量的数据的实时现场控制应用中。而本文主要探讨基于单片机的通用智能测试接口的应用与接口系统的实现方法。1.考虑到开发的简单性和易用性我们采用了基于51内核的增强型芯片STC89C51RC/RD+系列单片机作为控制部分的MCUSTC89C51RC/RD+系列单片机的优点： 超强抗干扰,轻松过 4KV 快速脉冲

3、干扰(EFT) 高抗静电(ESD)，6KV静电可直接打在芯片管脚上 中断优先级可设置成4级(IP,IPH) 可在系统编程无需编程器（ISP）方便软件升级。2.同时使用Keil C51作为单片机的软件开发工具，KEIL C51标准C编译器为8051微控制器的软件开发提供了C语言环境,同时保留了汇编代码高效,快速的特点，所以Keil C51针对51内核，代码效率很高。3使用Visual Studio C+作为控制端DLL的开发工具。Part 1:1。通用智能测试接口的组成通用测试接口是采用了 资源连接器-开关网络部-待测模块匹配器-总控制部-总线连接部分。组成如图1 资源连接器激励信号源测试资源D

4、I_BUSDO_BUSControl_BUSD/I Relay_board总控制部待测模块匹配器待测模块图1通用智能测试接口的组成D/O Relay_board1.1本系统分为5个部分资源连接器：作用是把待测信号经过整理和规范化后和测试资源连接起来。网络开关部分：作用是把输入的各种待测信号，按照测试要求切换到不同的测试信道上。匹配器：作用是根据不同的待测单元，把待测信号如针床或各种探头等经过线缆调整变换成规范的信号，连接到网络开关部分。总线部连接部分：作用是把各种待测信号和控制信号还有地址信号，与相应的模块有机的连接在一起。总控制部：控制网络开关部的信号切换。和其他功能模块的协同工作。1.2下

5、面我们分开详述各部分的作用和设计思路：连接器：连接器的主要作用就提供一个被测信号和测试资源的一个变换通道，也就是把由网络开关部所提供的待测信号经过规范化转换成标准的信号输出提供给测试资源。因为不同的测试资源对测试信号有不同的要求。连接器就是为了适应不同的测试资源而设计的。这样就避免了由于使用不同的测试资源而对整体电路的修改，加大了系统的灵活性，和通用性。2网络开关板：网络开关板部分是一个非常重要的部分，因为它直接担负着把匹配器获得的信号根据测试系统的要求提供给连接器后再提供给测试资源的重要任务。其逻辑结构如下图所示，其中DIChannel_IN和DIChanne_OUT开关矩阵与激励信号总线组

6、成了n*n 路的网络开关，可以使激励信号进行n路选通到达待测模块。同样DO_relay_board也是这个工作方式。另外激励信号总线和待测信号总线是可以根据测试资源的具体数量来增加。在实际使用中对不同信号的测试，在测试要求上是有很多不同的，如对电压，电流的测试就与对高频小信号的测试有所不同。所以除了预留常规信号测试通道外，还要留出特殊测试通道。以供对不同的测试目标的不同要求使用。例如作为高频信号测试如使用普通的开关则会造成对信号的衰减同时也会对其它的部分造成干扰，所以应选用专用的射频继电器。同时作为开关网络，所有的测试通道应该能够按照不同系统的不同要求进行快速的变换。这就提出了对系统智能化的要

7、求，这也是我们使用单片机来完成这一设计的主要目的。网络开关板的逻辑结构如图2图2网络开关板逻辑结构DIChannel_IN1DIChannel_IN2DIChannel_INn激励信号总线待测模块匹配器DOChannel_IN1DOChannel_IN2DOChannel_INn待测信号总线D/O_BUSD/I_BUSDIChannel_OUT1DIChannel_OUT2DIChannel_OUTnDOChannel_OUT1DOChannel_OUT2DOChannel_OUTnD/I Relay_boardD/ORelay_board3匹配器匹配器是直接与待测模块相连的，它的主要任务就是

8、把待测模块的所有测试信号，连接到它的输入端，经过它的变换后，形成标准的测试信号提供给网络开关，以供系统的使用。由于不同的测试目标的测试形式和测试要求不同，比如对LOGIC信号的测试，模拟信号的测试或混合测试等等。所以对匹配器的在硬件上的设计，应该由应用人员根据待测的模块的不同，进行不同的设计但是在输出接口上应该与网络开关部保持一致.4总线：总线是整个系统的纽带他连接了所有的资源，是这个系统的基础。由于要考虑到今后的系统扩充性应采用较大的冗余机制。在硬件的设计上，采用了120Pin的标准PCI插槽，采用这种插槽机制既可以提高系统的冗余，便于系统的维护和插拔又为系统的扩充提供了必要的冗余。在总线中

9、我们定义了几个部分:包括通讯控制总线（COM，USB，I2C），电源总线（24V，12V，5V，3.3V）和数据通道部分和信号通道部分。控制部：控制部分是该系统的核心部分它完成了接收外来控制信号，切换网络开关，谐调系统各部分的工作。以按照测试的要求为测试资源提供待测信号通道。同时也为待测模块提供其测试所需要的激励信号通道。并可以提供在系统编程（ISP）以实现对整个测试接口系统的控制软件的随时更新，这样可以更好的提高系统的灵活性，和可移植性。系统工作流程整个接口系统的工作过程是这样的，待测模块所需的激励信号通过DI信号总线由继电器组成的DI开关网络提供给待测模块，而测试信号则由DO开关网络通过D

10、O测试总线提供给测试资源，其中系统地总控部分用来接收来自上位机的网络通道切换指令，同时根据指令进行译码工作将翻译得到的具体通道号通过驱动装置来控制相应的开关的吸合与释放完成对信号通路的选通与切断，实现由外部控制机构进行程控的测试过程。在本系统结构中，待测资源通过连接电缆实现了信号的第一次分配；匹配器调整电路实现信号的第二次分配；而匹配器通过开关网络再与连接器到测试资源的连接实现信号的第三次分配。基于上述结构如图1所示，其中红色线框圈选部分是资源连接器-开关网络部-待测模块匹配器-总控制部-总线连接部分组成的完整的测试接口系统，它实现了测试资源和待测模块的无缝连接。Part 2:2关于硬件设计。

11、2.1控制板部分硬件设计 考虑到开发的简单性和易用性我们采用了基于51内核的增强型芯片STC89C51RC/RD+系列单片机作为控制部分的MCUSTC89C51RC/RD+系列单片机的优点： 超强抗干扰,轻松过 4KV 快速脉冲干扰(EFT) 高抗静电(ESD)，6KV静电可直接打在芯片管脚上 中断优先级可设置成4级(IP,IPH) 可在系统编程无需编程器（ISP）方便软件升级。同时使用Keil C51作为单片机的软件开发工具，KEIL C51标准C编译器为8051微控制器的软件开发提供了C语言环境,同时保留了汇编代码高效,快速的特点，所以Keil C51针对51内核，代码效率很高。2.1.1

12、在选定的MCU和开发工具的基础上总控制板的设计流程如 图三。 硬件电路设计建立开发环境单片机软件开发驱动程序设计定义接口指令，数据传输格式系统联机调试结束图三 总控制板的设计流程1硬件电路设计指的是在MCU的基础上，设计其完成功能所需的外围硬件电路。2单片机软件开发，是由Keil C51来完成的对于接口控制部分的逻辑，和对于上位机所发送命令的译码部分。3驱动程序设计，是面向上位机的。它的主要功能是为应用测试软件提供对本系统的控制指令。为更新本系统的控制软件（ISP）提供所需的接口。2.2 其他部分的硬件设计2.2.1 连接器部分的硬件设计为了提高该系统的通用性和可靠性，可选用COTS（comm

13、ercial off-the-shelf）产品进行连接器设计，比如可以选用欧式DIN41612C系列、DIN41612F系列和RF18GH系列插针和插座作为连接器中低频信号、电源信号和同轴信号的可选连接部件。见图四 2.2.2 网络开关部分的硬件设计网络开关采用可增减结构。根据具体的测试资源和待测模块测试需求，网络开关模块可以以板卡的形式递增或裁减。由于每块板卡都有相应的地址所以可以通过增加不同地址的板卡来进行信号通道的扩充。2.2.3 匹配器部分的硬件设计匹配器提供给UUT标准接口，被测信号可以在上面任意分配。 2.2.4 总线系统部分的硬件设计总线系统的硬件接口我们采用的是标准的PCI扩展

14、槽，其中已经定义了DI_BUS, DO_BUS,POWER_BUS,COM,USB,I2C,EXTEND_BUS，当需要增加信号通道时我们可以自由的定义EXTEND_BUS成为设计人员需要的信号通道或控制总线，从而给予系统更强的可扩展性。而基于PCI插槽的设计更便于系统的扩展和维护。Part 3:3软件设计软件设计主要指的是用软件的方法实现接口系统的程控管理，其中包括信号转接通道的自动管理和测试应用程序对本系统的调用接口两部分3.1信号转接通道的自动管理 信号转接通道的自动管理是控制板完成信号转接功能，进行测试资源动态分配的具体执行机制。同时也是提高测试系统接口的自动化、标准化、通用化，简化测

15、试系统软件设计的有效手段。为了实现信号转接通道的自动管理，测控程序对转接通道的控制要以控制系统信号端口的电气互连关系为基本出发点。而要实现此目标，必须使转接通道的控制函数与各转接通道的电气互连关系成为相互独立的两个部分。 3.1.1信号转接通道控制模型 采用.cfg的配置文件形式建立激励信号转接通道控制模型和被测试模块通道控制模型，采用字段的形式建立控制模型的数据结构，控制模型对外提供测试资源和UUT信号端口索引。这个控制模型文件记录了实现信号端口电气连接(及撤销连接)操作所需要的控制信息，实际上是对系统信号转接通道物理结构的描述。另外在该文件中，还要定义接口的信号特征，以便提供错误信息和安全

16、检查。另外，该文件还要提供矩阵开关的驱动程序信息，方便控制函数调用。以下是控制模型配置文件简要示例：TEST_1/待测点 1DIChannel = 1,1 /激励信号的网络矩阵D/I的选通DC = 1.5/被测信号描述DOChannel = 1,1 /测试资源的网络矩阵D/O的选通DVM /测试资源描述TEST_2DIChannel = 2,1AC = 0.6DOChannel = 1,1DVM3.1.2应用程序对本系统的调用接口 信号转接通道通用控制函数是在通道控制模型的基础上实现对信号通道控制及管理的执行函数。为了简化程序调用，控制函数被封装在一个DLL文件中供测控程序直接调用。它按功能分

17、为五个，如下所示： (1)Channal_Init(Char 配置文件名)：初始化信号转接通道控制模型。调用参数为当前要测试的系统注册名，该注册名同时也是记录系统转接通道控制模型信息的配置文件名； (2)Channal_Close(int DIChannel_IN，int DIChannel_OUT,)Channal_Open(int DIChannel_IN，int DIChannel_OUT,)：连接两个信号端口，调用参数分别为需要连接的信号端口和资源端口的注册名； (3)Channal_Close(int DOChannel_IN，int DOChannelOUT,)Channal_Op

18、en(int DOChannel_IN，int DOChannelOUT,)：撤销两个信号端口的电气连接，调用参数分别为需要撤销连接的两个信号端口和资源端口的注册名。在本系统中，我们为以后测试不同的待测模块留下了很大的扩展空间，可以通过DI_BUS和DO_BUS来扩展不同的功能模块，还可以通过激励信号总线和待测信号总线的扩充来加大测试通道和激励信号的数量。另外一些特殊的测试项目还可以通过升级控制板的软件和开发相应的功能板，来完成测试。因篇幅关系在此不再细述。基于资源连接器-开关网络部-待测模块匹配器-总控制部-总线连接部分的测试接口设计方案实现了测试资源与被测资源的无缝对接，极大限度地增强了系

19、统的连接能力和通用性，有着极强的扩展能力 下面是赠送的广告宣传方案不需要的朋友可以下载后编辑删除！ 广告宣传方案每个人在日常生活中都有意、无意的接受着广告的洗礼，继而有意或无意的购买、使用广告中的产品和服务。这是每个厂家所希望的，也是他们做广告的初衷。当今社会的广告媒体大致分为：电视媒体、电台媒体、报纸报刊媒体、网站媒体、户外广告媒体，以及最新的网吧桌面媒体。那么，到底哪种媒体的宣传效果性价比最高呢，我们来做个分析；首先我们大概了解下各个媒体的宣传方式：电视媒体：优势：将广告直接插播在电视剧当中，是强迫式使受众接受，受众为了能够完整的看完自己所喜欢的节目，不得不浏览其中插播的广告，其二，由于小

20、孩在懵懂的成长时期，易于接受颜色绚丽，变换节奏快的事物，电视广告更容易被小孩子所接受，这是电视广告的高明之处，也是其客户多，利润大的主要原因。劣势：随着网络的发展，以及年轻人的生活方式的改变，电视广告的优势在日益削减。当今月来越多的年轻人开始接受速食文化，篇幅过长的电视连续剧的受众逐渐衰减，由于年轻人的思维快捷，逐渐掌握了电视广告的播出时间，往往在广告播出的时间转换频道，避开广告的冲击。电台媒体和户外广告就不用多做分析，大家想想你记住了几个电台的广告，记住了几个路边的广告就清楚了。对于报纸报刊的广告，相信只有那些闲了没事的或者找工作的才会刻意去浏览广告。宣传效果可以想象。至于网站的广告，相信很

21、多人会在电脑上设置软件直接将其屏蔽掉。网站的广告过多也会直接影响到受众的心理，进而降低其网站的竞争力。其次我们大致由高到低排列一下以上媒体的广告费用的名次（受众派名基本和费用排名一致）：电视媒体户外广告网站媒体报纸报刊媒体电台媒体最后来了解一下最新的网吧桌面媒体。桌面广告的优势1、目标受众群体针对性强网吧媒体的受众主要是年轻一代，接受其信息的多为在校学生（大学生居多）和有一定经济收入的白领阶层，其主要特征是消费观和价值观趋于统一，追求时尚，消费能力集中，且具有很强的消费欲望，界定在感性消费，而非理性消费群体范畴。选择网吧广告可以帮您直接命中最有可能的潜在用户。2、100% 的广告有效送达率网吧

22、电脑显示屏广告位基于对网吧的上网环境及网民上网习惯的充分调研而设置。电脑显示屏广告界面是网民登陆后默认当前界面,任何网民,无论其上网聊天或玩游戏均能 100% 看到电脑显示屏中的客户广告。3、受众数量更加巨大目标受众规模大，通过对全国大中城市的网吧进行抽样调查，据统计，每台网吧电脑每天的使用人次为46人，在节假日和周末还有30左右的增长。一万台网吧电脑，每天的用户数量即为4万6万，一个月的累计用户数量即为120万180万人次，也就是说网吧广告的受众为 120 万 180万人次/万台/月，这样的规模是目前任何专业类媒体都无法比拟的。4、更加有效的广告记忆的强制性、反复性、抗干扰性我们在制作广告画

23、面时要求一个桌面上同时最多只能发布三至四个不同品牌的广告宣传，这样品牌之间的干扰度低，更有利于广告信息的传播；网吧广告是在其内上网者登录网络后必然显示在桌面和浏览器上的，它强制上网者接受广告信息；通过上述两方面因素的结合，最终让目标受众产生有效的广告记忆力。5、全天候宣传媒体目前网吧规定营业时间是早 8 点至晚 12 点，实际上绝大部分网吧是 24 小时营业，网吧媒体成为名副其实的全天候媒体。6、广告发布方式更加灵活客户可以根据具体的情况及需求安排投放范围及区域，最大限度地保证投放的灵活性，广告发布可采用网络广告的所有形式；并保证在合同签署后短时间内发布广告和根据客户要求实时更新广告，保证广告发布的及时性和有效性。7、投放效果评估更加真实每一个客户投放的网吧，我们都将提供详细的网吧资料（网吧名称，终端电脑台数等），客户对于自己投放广告的范围及覆盖人群数量有非常真实和精确的掌控。显示屏广告位的设置方法使得广告的发布也更加直观有效，结合网络技术手段可对广告投放效果进行及时有效的分析评估。8、视觉冲击力超强精美宽大幅面的广告画面及详细的文字说明，与目标受众近似零距离的视觉接触，具强烈的冲击力