CN104615041B - 一种用于拷机试验的间歇控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于拷机试验的间歇控制装置，包括微处理器模块、串口通讯模块、线路驱动模块、继电器模块及220V交流电源；通过使用微处理器模块结合继电器模块，控制测试设备自动定时关机及重启，在保证完成自动测试流程的前提下，利用间歇控制装置使得测试设备在测试间隔时间内得到休息，以避免影响测试精度、加速设备老化等问题出现；同时，该装置也能减少能源的浪费，降低试验成本。

Description

一种用于拷机试验的间歇控制装置
技术领域
本发明涉及测试与控制技术领域，尤其涉及一种用于产品进行拷机试验的间歇控制装置。
背景技术
目前产品在进行拷机试验时，测试系统需要进行长时间工作，大多测试设备采用的是连续不间歇运转方式。在测试时间较长的测试需求中，设备不停歇的运转会对测试的精度造成影响，同时设备寿命耗损会加大。而大多产品都需要进行拷机试验来验证产品的环境适应性与可靠性，因此如何在不影响设备的使用寿命和精度的前提下，完成长时间的测试试验需求成为有待解决的一个技术问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种用于拷机试验的间歇控制装置，能够控制测试设备在测试间隔时间内得到休息，以避免影响测试精度、加速设备老化等问题出现；同时，该装置也能减少能源的浪费，降低试验成本。
一种用于拷机试验的间歇控制装置，所述用于拷机试验的测试设备包括总电源、上位机、下位机及程控电源，所述间歇控制装置包括微处理器模块、串口通讯模块、线路驱动模块、继电器模块及220V交流电源；所述微处理器模块采用STM32F103VBT6芯片、串口通讯模块采用max3232芯片以及线路驱动模块采用SN74LS240芯片和驱动功率器件ULN2803A；
所述继电器模块包括4个型号为G2R-1A-E-DC12的双刀单掷继电器K1、K2、K3和K4，4个手动开关P1、P2、P3和P4以及4个二极管；其中，所述手动开关包括引脚1、2、3和4，当手动开关闭合后，所述引脚1和引脚3接通，引脚2和引脚4接通；4个双刀单掷继电器、4个手动开关以及4个二极管一一对应连接，对于任意三个有连接关系的双刀单掷继电器、手动开关和二极管：双刀单掷继电器的引脚3和6连接手动开关的引脚2，引脚4和5连接手动开关的引脚1，引脚1连接DC 12V正极，且连接二极管的负极，引脚8连接所述二极管的正极，所述引脚8还接收上电或断电信号；所述手动开关P1的3引脚和4引脚之间串接总电源和所述220V交流电源，另外3个手动开关的3引脚和4引脚之间串接总电源和一个用电设备，3个所述用电设备分别为上位机、下位机和程控电源；4个手动开关闭合，分别将总电源与220V交流电源、总电源与上位机、总电源与下位机以及总电源与程控电源接在一起；4个双刀单掷继电器接收到上电或断电信号后，分别对总电源、上位机、下位机和程控电源的开关进行上电或断电自动控制；
所述线路驱动模块中的SN74LS240芯片引脚18、16、14和12分别连接芯片ULN2803A的引脚1、2、3和4；芯片ULN2803A的引脚18连接双刀单掷继电器K1的引脚8，引脚17连接双刀单掷继电器K2的引脚8，引脚16连接双刀单掷继电器K3的引脚8，引脚15连接双刀单掷继电器K4的引脚8；所述SN74LS240芯片的2、4、6和8引脚接收微处理器模块发送的上电或断电信号；并将该信号的电流和电压分别放大后发给芯片ULN2803A再次进行电流放大，由此对上电或断电信号进行驱动，再发送给继电器模块。
所述串口通讯模块的引脚14连接上位机的信号输入端口，向上位机转发由微处理器模块发送的断电消息；引脚12连接上位机的信号输出端口，从上位机接收其反馈的是否完成本测试周期试验的消息，并将该消息通过13引脚转发给微处理器模块；
所述微处理器模块，引脚92连接至驱动芯片SN74LS240的引脚8；引脚91输出连接至驱动芯片SN74LS240的引脚6；引脚90连接至驱动芯片SN74LS240的引脚4；引脚89连接至驱动芯片SN74LS240的引脚2；引脚68发送断电消息，连接至串口芯片max2323的引脚11；引脚69接收从上位机反馈的试验是否完成的消息，连接至串口芯片max2323的引脚13；
所述微处理器模块的工作过程为：当拷机试验的一个测试周期开始，待4个手动开关闭合后，按照设定的间隔时间，依次通过第89、90、91和92号引脚分别发送总电源、上位机、下位机及程控电源的上电信号，同时开始值班计时；当值班计时时间到达设定的时间后，通过引脚68发送断电握手消息；从引脚69接收上位机响应该断电握手消息后发出的反馈消息，并进行判断：当接收到测试未完成的反馈消息时，继续周期性通过引脚68发送所述断电握手消息，直到接收到测试完成的反馈消息，等待设定的一段时间后，依次通过引脚92、91、90和89发送总电源、上位机、下位机及程控电源的断电信号，控制拷机试验进入休息状态，同时开始休息计时；当休息计时达到设定时间后，开启下一个测试周期的拷机试验。
进一步的，还包括电压转换模块；所述电压转换模块输入端连接220V交流电压，经过变压器及整流桥转换成直流电压DC12V，为继电器模块中的继电器供电；DC12V经过降压转换器降压至DC5V，为线路驱动模块的芯片供电；DC5V经过低压差稳压器输出DC3.3V，为微处理器模块及串口通讯模块供电。
本发明具有如下有益效果：
本发明的拷机试验的间歇控制装置，通过使用微处理器模块结合继电器模块，控制测试设备自动定时关机及重启，在保证完成自动测试流程的前提下，利用间歇控制装置使得测试设备在测试间隔时间内得到休息，以避免影响测试精度、加速设备老化等问题出现；同时，该装置也能减少能源的浪费，降低试验成本。
附图说明
图1为本发明时控开关控制断电顺序示意图；
图2为本发明时控开关控制上电顺序示意图；
图3为本发明微处理器模块原理图；
图4为本发明串口通讯模块原理图；
图5为本发明线路驱动模块原理图；
图6为本发明继电器模块组成原理图。
具体实施方式
下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。
拷机试验间歇控制的测试流程为：首先设备电源通电，测控设备加电，嵌入式控制器加电。之后启动XP操作系统，进入测试系统软件平台。在测试模式中选择正常模式或值班模式。若选择正常模式在测试系统进入手动操作测试流程；若选择值班模式，则需要先配置时控开关的设备通断电时间及延时控制时间，然后进入自动测试流程。单次测试结束之后，保存测试数据，同时等待下次测试时间到达。在等待间隙内，整体设备可以在间隔24小时(可配置)完成一次断电与上电状态更换，间隔休息时间可以随等待间隔配置。为避免出现测试中突然断电的情况，利用串口做信号握手通讯。如果当前状态处于正在测试阶段，则在测试完成后，设备断电。否则，设备立即断电。
如图1所示，断电流程为：首先软件平台在规定测试结束后，给上下位机及时控开关发送关闭指令。依次上下位机关闭计算机，时控开关控制20s后断开闭程控电源开关，60s后断开上位机开关，10s后断开下位机开关，20s后断开总电源开关。如图2所示，上电流程为：首先总电源开关闭合，20s后下位机开关闭合，10s后上位机开关闭合，60s后程控电源开关闭合，20s后时控开关处于等待命令状态，XP系统启动软件测试平台，进入自动测试界面。
针对拷机试验的测试过程，本发明提出了一种用于拷机试验的间歇控制装置，主要由电压转换模块、微处理器模块、串口通讯模块、线路驱动模块、继电器模块组成。电压转换模块输入端连接220V交流电压，经过变压器及整流桥转换成直流电压DC12V，为继电器模块中的继电器供电。DC12V经过降压转换器降压至DC5V，为线路驱动模块的芯片供电。DC5V经过低压差稳压器输出DC3.3V，为ARM处理器及串口芯片供电。微处理器模块为功能核心，主要完成系统启动按键、上位机(工控机)控制键、下位机(PXI嵌入式控制器)控制键、程控电源的控制功能；完成时间显示及时间延时控制功能；完成与上位机的通讯，实现指令握手；串口通讯模块主要完成与ARM处理器通讯工作。线路驱动模块提高电流驱动能力，驱动继电器开关。继电器模块完成启动按键、工控机按键、PXI嵌入式控制器按键、程控电源按键的导通与断开。具体说明如下：电压转换模块是将交流电压AC220V转换成直流电压DC12V，在将DC12V转换成DC5V，最后将DC5V转换成DC3.3V。
如图6所示，继电器模块包括4个双刀单掷继电器K1、K2、K3和K4，4个手动开关P1、P2、P3和P4以及4个二极管，4个双刀单掷继电器、4个手动开关以及4个二极管一一对应连接，对于任意一组有连接关系的双刀单掷继电器、手动开关和二极管：双刀单掷继电器的引脚3和6连接手动开关的引脚2，引脚4和5连接手动开关的引脚1，引脚1连接DC 12V正极，且连接二极管的负极，引脚8且连接所述二极管的正极，所述引脚8还接收上电或断电信号；所述手动开关P1的3引脚和4引脚之间串接总电源和交流电源，另外3个手动开关的3引脚和4引脚之间串接总电源和一个用电设备，4个所述用电设备分别为上位机、下位机和程控电源；4个手动开关闭合，分别将总电源和220V交流电源、总电源与上位机、总电源与下位机以及总电源与程控电源接在一起。由于手动开关还连接有继电器，因此，按下手动开关后，4个用电设备没有通电，当继电器闭合后，才会给4个用电设备供电。因此，当4个双刀单掷继电器接收到上电或断电信号后，分别对总电源、上位机、下位机和程控电源的开关进行上电或断电自动控制。
如图5所示，线路驱动模块采用SN74LS240芯片和驱动功率器件ULN2803A，结合附图5说明如下：SN74LS240芯片引脚20接5V，引脚1、10、19连接DC 5V的GND。引脚2、4、6和8分别连接STM32F103VBT6芯片引脚89、90、91和92，引脚18、16、14、12分别连接芯片ULN2803A的引脚1、2、3、4；SN74LS240芯片和驱动功率器件ULN2803A的功能是将接收的微处理器模块的4路上电控制脉冲信号进行功率放大后再分别发给4个继电器。芯片ULN2803A的引脚10连接5V，引脚9连接5V电源的GND，引脚18连接继电器K1的引脚8，引脚17连接继电器K2的引脚8，引脚16连接继电器K3的引脚8，引脚15连接继电器K4的引脚8。SN74LS240芯片将上电或断电信号的电流和电压(由DC3.3V增大至DC5V)分别放大后发给芯片ULN2803A再次进行电流放大，由此对上电或断电信号进行驱动，再发送给继电器模块。
如图4所示，串口通讯模块采用max3232芯片，引脚1串联0.1uF电容与引脚3相连，引脚4串联0.1uF电容与引脚5相连，引脚2、6串联0.1uF电容与GND相连，引脚16连接V3.3,引脚15连接GND。引脚11和13分别连接STM32F103VBT6芯片的引脚68和69。其中，引脚14连接工控机的信号输入端口，向工控机转发由ARM处理器模块发送的断电消息；引脚12连接工控机的信号输出端口，从工控机接收其反馈的是否完成本周期试验的消息，并将该消息通过13引脚转发给微处理器模块。
微处理器模块的工作过程为：当拷机试验的一个测试周期开始，待4个手动开关闭合后，按照设定的间隔时间，依次通过第89、90、91和92号引脚分别发送总电源、上位机、下位机及程控电源的上电信号，同时开始值班计时；当值班计时时间到达设定的时间后，通过引脚68发送断电消息；从引脚69接收上位机的反馈消息后进行判断：当接收到测试未完成的消息时，周期性通过引脚68发送断电消息，直到接收到测试完成的消息，等待设定的一段时间后，依次通过引脚92、91、90和89发送总电源、上位机、下位机及程控电源的断电信号，控制拷机试验进入休息状态，同时开始休息计时；当休息计时达到设定时间后，开启下一个测试周期的拷机试验。
微处理器模块采用STM32F103VBT6芯片，VDD引脚连接DC3.3V，VSS引脚连接GND，VDD、VSS直接用0.1uF电容隔离。引脚92输出工控机上电控制信号，连接至驱动芯片SN74LS240的引脚8；引脚91输出PXI嵌入式控制器上电控制信号，连接至驱动芯片SN74LS240的引脚6；引脚90输出程控电源上电控制信号，连接至驱动芯片SN74LS240的引脚4；引脚89输出启动按键上电控制信号，连接至驱动芯片SN74LS240的引脚2。引脚8、9连接频率32.768K晶振，提供计数功能，晶振另两端分别串联10pF电容后接地。引脚12和13连接频率8M晶振提供延时控制时钟，晶振另两端分别串联10pF电容后接地。引脚68连接串口芯片max2323的引脚11，当达到本周期测试时间后，发送断电消息；引脚69连接串口芯片max2323的引脚13，接收从工控机反馈的试验是否完成的消息。
综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种用于拷机试验的间歇控制装置，用于拷机试验的测试设备包括总电源、上位机、下位机及程控电源，其特征在于，所述间歇控制装置包括微处理器模块、串口通讯模块、线路驱动模块、继电器模块及220V交流电源；所述微处理器模块采用STM32F103VBT6芯片、串口通讯模块采用max3232芯片以及线路驱动模块采用SN74LS240芯片和驱动功率器件ULN2803A；
所述继电器模块包括4个型号为G2R-1A-E-DC12的双刀单掷继电器K1、K2、K3和K4，4个手动开关P1、P2、P3和P4以及4个二极管；其中，所述手动开关包括引脚1、2、3和4，当手动开关闭合后，所述引脚1和引脚3接通，引脚2和引脚4接通；4个双刀单掷继电器、4个手动开关以及4个二极管一一对应连接，对于任意三个有连接关系的双刀单掷继电器、手动开关和二极管：双刀单掷继电器的引脚3和6连接手动开关的引脚2，引脚4和5连接手动开关的引脚1，引脚1连接DC 12V正极，且连接二极管的负极，引脚8连接所述二极管的正极，所述引脚8还接收上电或断电信号；所述手动开关P1的3引脚和4引脚之间串接总电源和所述220V交流电源，另外3个手动开关的3引脚和4引脚之间串接总电源和一个用电设备，3个所述用电设备分别为上位机、下位机和程控电源；4个手动开关闭合，分别将总电源与220V交流电源、总电源与上位机、总电源与下位机以及总电源与程控电源接在一起；4个双刀单掷继电器接收到上电或断电信号后，分别对总电源、上位机、下位机和程控电源的开关进行上电或断电自动控制；
所述线路驱动模块中的SN74LS240芯片引脚18、16、14和12分别连接芯片ULN2803A的引脚1、2、3和4；芯片ULN2803A的引脚18连接双刀单掷继电器K1的引脚8，引脚17连接双刀单掷继电器K2的引脚8，引脚16连接双刀单掷继电器K3的引脚8，引脚15连接双刀单掷继电器K4的引脚8；所述SN74LS240芯片的2、4、6和8引脚接收微处理器模块发送的上电或断电信号；并将该信号的电流和电压分别放大后发给芯片ULN2803A再次进行电流放大，由此对上电或断电信号进行驱动，再发送给继电器模块；
所述串口通讯模块的引脚14连接上位机的信号输入端口，向上位机转发由微处理器模块发送的断电消息；引脚12连接上位机的信号输出端口，从上位机接收其反馈的是否完成本测试周期试验的消息，并将该消息通过13引脚转发给微处理器模块；
所述微处理器模块，引脚92连接至驱动芯片SN74LS240的引脚8；引脚91输出连接至驱动芯片SN74LS240的引脚6；引脚90连接至驱动芯片SN74LS240的引脚4；引脚89连接至驱动芯片SN74LS240的引脚2；引脚68发送断电消息，连接至串口芯片max2323的引脚11；引脚69接收从上位机反馈的试验是否完成的消息，连接至串口芯片max2323的引脚13；
所述微处理器模块的工作过程为：当拷机试验的一个测试周期开始，待4个手动开关闭合后，按照设定的间隔时间，依次通过第89、90、91和92号引脚分别发送总电源、上位机、下位机及程控电源的上电信号，同时开始值班计时；当值班计时时间到达设定的时间后，通过引脚68发送断电握手消息；从引脚69接收上位机响应该断电握手消息后发出的反馈消息，并进行判断：当接收到测试未完成的反馈消息时，继续周期性通过引脚68发送所述断电握手消息，直到接收到测试完成的反馈消息，等待设定的一段时间后，依次通过引脚92、91、90和89发送总电源、上位机、下位机及程控电源的断电信号，控制拷机试验进入休息状态，同时开始休息计时；当休息计时达到设定时间后，开启下一个测试周期的拷机试验。
2.如权利要求1所述的一种用于拷机试验的间歇控制装置，其特征在于，还包括电压转换模块；所述电压转换模块输入端连接220V交流电压，经过变压器及整流桥转换成直流电压DC12V，为继电器模块中的继电器供电；DC12V经过降压转换器降压至DC5V，为线路驱动模块的芯片供电；DC5V经过低压差稳压器输出DC3.3V，为微处理器模块及串口通讯模块供电。
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