CN109541438A - 一种pcb功能自动化测试装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种PCB功能自动化测试装置及方法，所述装置包括终端、AD采集模块、步进电机驱动模块、继电器控制模块、电源管理模块、CPU、信号发生器模块、通讯模块、数字量采集模块、触摸屏显示模块、测试端子和传感器采集模块，所述方法首先由传感器采集模块进行位置检测，选择工作模式并启动命令，带动导轨滑台运动固定被测PCB板，然后CPU控制信号发生器模块产生电压信号和开关量信号，并通过继电器控制模块输出给被测PCB板，最后CPU启动ADC采集模块和数字量采集模块，将计算结果显示到触摸屏并传输给终端，CPU控制导轨滑台反向运动，取出被测PCB板，完成测试。

Description

一种PCB功能自动化测试装置及方法

技术领域

本发明属于自动化测试技术领域，具体涉及一种PCB功能自动化测试装置及方法。

背景技术

PCB功能测试台是一种针对PCB电路板功能及性能测试的检测设备，主要用于电子设备出厂前对电路板功能检测及老化实验等。但由于各行各业PCB板尺寸和功能各不相同，现有PCB功能测试设备不能满足行业发展的需求，普遍存在价格昂贵、测量误差大、误插误测、针对性差、使用不灵活、自动测试性能差等问题，并且在报表生成功能和实验结果存储等方面也存在严重不足。

针对现有PCB测试存在的问题，本发明根据现有技术做了进一步改进，运用嵌入式、物联网和计算机等技术手段，开发了一款智能化PCB测试设备，能够实现针对不同尺寸、不能功能PCB板的测试。

发明内容

本发明的目的在于开发一种针对PCB电路板功能及性能测试的检测设备，通过更换基板，使用嵌入式和计算机等技术手段实现对各种尺寸和功能PCB板进行安装调试，提高电子设备的生产测试效率及测试的准确度，实现低成本、高效率、智能化管理、数据保存、测试方便、准确率高，降低了误插误测的概率。

为实现上述目的本发明提供如下技术方案：

一种PCB功能自动化测试方法通过CPU控制步进电机驱动模块带动被测PCB板，同时信号发生器模块产生实时电压信号和开关量信号，并通过继电器控制模块切换输出给被测PCB板，最后由ADC采集模块和数字量采集模块完成被测PCB板输出信号的采集并发送给CPU进行计算完成测试；

进一步地，所述测试方法具体包括：

S1：将被测PCB板固定在导轨滑台上，传感器采集模块检测被测PCB板是否在工作位置；

S2：步进电机驱动模块驱动电机带动导轨滑台运动；

S3：CPU控制信号发生器模块产生电压信号和开关量信号；

S4：将S3中产生的电压信号和开关量信号通过继电器控制模块切换输出给被测PCB板；

S5：数字量采集模块对被测PCB板进行开关量采集，同时所述ADC采集模块对被测PCB板进行输出电压信号采集；

S6: CPU对S5中的信号结果进行计算并由通讯模块传输给终端。

进一步地，所述S4中模拟电压信号通过继电器控制模块进行信号通道的切换，并将信号发生器模块输出的模拟电压信号输出给被测PCB板；

进一步地，所述S5具体为：触摸屏接受并通过CPU启动ADC采集和数字量采集命令，测试台主控板进入运行状态，数字量采集模块和ADC采集模块对被测PCB板进行输出信号采集；

进一步地，所述S1中如果检测结果为未归位，则进行报警，结束工作；如果检测结果为安置归位，则进行工作模式选择，再进行S2操作，其中，工作模式包括自动工作模式和手动工作模式；

进一步地，所述方法在CPU产生计算结果并输送给所述终端后，CPU通过步进电机驱动模块控制导轨滑台反向运动，取出被测PCB板；

进一步地，一种PCB功能自动化测试装置，基于上述测试方法，所述装置包括终端、采集模块和步进电机驱动模块，所述终端通过采集模块连接所述步进电机驱动模块，所述采集模块包括ADC采集模块和数字量采集模块；

步进电机驱动模块，所述步进电机驱动模块用于驱动电机带动导轨滑台运动，所述步进电机驱动模块由步进电机控制和驱动一体集成；

ADC采集模块，所述ADC采集模块用于完成被测PCB板输出电压信号的采集；

数字量采集模块，所述数字量采集模块用于完成被测PCB板开关量采集；

进一步地，所述装置还包括CPU和信号发生器模块，所述信号发生器模块、ADC采集模块、数字量采集模块和步进电机驱动模块均与CPU连接，所述CPU、信号发生器模块、ADC采集模块、数字量采集模块和步进电机驱动模块均设置在测试台主控板内，所述终端通过无线网与所述测试台主控板连接，所述信号发生器模块用于完成模拟电压信号输出；

进一步地，所述测试台主控板还包括测试端子、继电器控制模块、电源管理模块、通讯模块、触摸屏显示模块和传感器采集模块，所述继电器控制模块、电源管理模块、通讯模块、触摸屏显示模块和传感器采集模块均与所述CPU连接，所述测试端子连接被测PCB板；

继电器控制模块，所述继电器控制模块用于完成信号通道的切换，响应于信号发生器产生的信号是否输出给被测PCB板；

触摸屏显示模块，所述触摸屏显示模块用于完成测试平台参数的显示及执行命令下达；

传感器采集模块，所述传感器采集模块用于完成被测PCB板检测和导轨滑台运动轨迹检测；

进一步地，所述电源管理模块用于完成主控板DC24V、DC12V、AC12、DC5V和DC3.3V不同等级电源系统管理，所述通讯模块通过以太网进行数据传输。

本发明的有益效果如下：

1、本发明采用型材结构及绝缘板材料，组装方便简单，并且绝缘材料有效提高了电子设备测试的可靠性；

2、本发明采用嵌入式技术，使得测试设备更加智能化和自动化，提高了测试效率和准确度，通过更换测试基板实现了对不同尺寸、不能功能PCB板的测试；

3、本发明采用物联网、计算机等技术手段，使得测试设备实现了网络化和系统化管理，并且具备了远程监控、多终端操作、数据保存和实验报表生成等功能，有效提高了测试效率和测试准确度。

附图说明

图1为本发明PCB功能自动化测试台工作流程图；

图2为本发明PCB功能自动化测试台电子硬件设备图；

图3为本发明所述测试台主控板功能框图；

图4为本发明所述测试台主控板结构图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细描述。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。相反，本发明涵盖任何由权利要求定义的在本发明的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。进一步，为了使公众对本发明有更好的了解，在下文对本发明的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分，对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本发明。

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为对本发明的限定。下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明：

如图1-图4所示，本发明提供了一种PCB功能自动化测试装置，所述装置包括终端、路由器15和测试台主控板16，所述终端通过路由器15连接所述测试台主控板16，所述终端具体为PC机13、智能手机14和打印机12，所述PC机13、智能手机14和打印机12均通过路由器15连接所述测试台主控板16。

所述测试台主控板16采用意法半导体cortexM3 ARM控制器，包括AD采集模块、测试端子、步进电机驱动模块、继电器控制模块、电源管理模块、CPU、信号发生器模块、通讯模块、数字量采集模块、触摸屏显示模块和传感器采集模块，所述AD采集模块、测试端子、步进电机驱动模块、继电器控制模块、电源管理模块、信号发生器模块、通讯模块、数字量采集模块、触摸屏显示模块和传感器采集模块均与所述CPU连接。

所述AD采集模块用于完成被测PCB板输出电压信号的采集，电压信号范围为±12V；所述测试端子连接被测PCB板；所述步进电机驱动模块完成42步进电机驱动，带动导轨滑台运动，行程为100MM；所述继电器控制模块，用于完成信号通道的切换，作用于信号发生器产生的信号是否输出给被测PCB板；所述电源管理模块用于完成主控板DC24V、DC12V、AC12、DC5V和DC3.3V不同等级电源系统管理；所述CPU模块用于完成数据计算、传输和外设控制；所述信号发生器模块用于完成模拟电压信号输出,输出范围为±12V；所述通讯模块通过以太网连接进行数据传输；所述数据量采集模块用于完成被测PCB开关量采集；所述触摸屏显示模块用于完成测试平台参数的显示及执行命令下达；所述传感器采集模块用于完成被测PCB板检测和导轨滑台运动轨迹检测。

所述装置首先通过传感器采集模块采集被测板是否放置归位，选择自动或手动工作模式，点击触摸屏的启动按键，测试台主控板进入运行状态，CPU启动步进电机驱动模块控制步进电机带动导轨滑台运动，固定被测PCB板，当CPU通过传感器采集模块采集到导轨滑台运动轨迹，在适当的位置停止轨道滑台运动，然后CPU控制信号发生器模块产生AC12V电压信号和开关量信号，CPU控制继电器控制模块输出电压信号给被测PCB板，CPU启动ADC采集和数字量采集，并将计算结果显示到触摸屏，并有通讯模块通过以太网传输给PC机或者智能手机，测试完成后CPU通过步进电机驱动模块控制导轨滑台反向运动，取出被测PCB，完成测试。

所述方法具体包括：

S1：将被测PCB板固定在导轨滑台上，传感器采集模块检测被测PCB板是否在工作位置；

S2：步进电机驱动模块驱动电机带动导轨滑台运动；

S3：CPU控制信号发生器模块产生电压信号和开关量信号；

S4：将S3中产生的电压信号和开关量信号通过继电器控制模块发送给被测PCB板；

S5：数字量采集模块对被测PCB板进行开关量采集，同时所述ADC采集模块对被测PCB板进行输出电压信号采集；

S6: CPU对S5中的信号结果进行计算并由通讯模块传输给终端。

所述S4中模拟电压信号通过继电器控制模块进行信号通道的切换，并将信号发生器模块输出的模拟电压信号输出给被测PCB板。

所述S5具体为：触摸屏接受并通过CPU启动ADC采集和数字量采集命令，测试台主控板进入运行状态，数字量采集模块和ADC采集模块对被测PCB板进行输出信号采集。

所述S1中如果检测结果为未归位，则进行报警，结束工作；如果检测结果为安置归位，则进行工作模式选择，再进行S2操作，其中，工作模式包括自动工作模式和手动工作模式。

所述方法在CPU产生计算结果并输送给所述终端后，CPU通过步进电机驱动模块控制导轨滑台反向运动，取出被测PCB板。

如图4所示，所述测试台主控板16包括滚珠丝杠1、行程开关2、平台支架3、感应片4、探针5、试验台6、开关7、显示屏8、挤压板9、直角连接件10、销轴11。

Claims (10)

1.一种PCB功能自动化测试方法，其特征在于，所述测试方法通过CPU控制步进电机驱动模块带动被测PCB板，同时信号发生器模块产生实时电压信号和开关量信号，并通过继电器控制模块切换输出给被测PCB板，最后由ADC采集模块和数字量采集模块完成被测PCB板输出信号的采集并发送给CPU进行计算完成测试。

2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述测试方法具体包括：

S1：将被测PCB板固定在导轨滑台上，传感器采集模块检测被测PCB板是否在工作位置；

S2：步进电机驱动模块驱动电机带动导轨滑台运动；

S3：CPU控制信号发生器模块产生电压信号和开关量信号；

S4：将S3中产生的电压信号和开关量信号通过继电器控制模块切换输出给被测PCB板；

S5：数字量采集模块对被测PCB板进行开关量采集，同时所述ADC采集模块对被测PCB板进行输出电压信号采集；

S6: CPU对S5中的信号结果进行计算并由通讯模块传输给终端。

3.根据权利要求2所述方法，其特征在于，所述S4中模拟电压信号通过继电器控制模块进行信号通道的切换，并将信号发生器模块输出的模拟电压信号切换输出给被测PCB板。

4.根据权利要求2所述方法，其特征在于，所述S5具体为：触摸屏接受并通过CPU启动ADC采集和数字量采集命令，测试台主控板进入运行状态，数字量采集模块和ADC采集模块对被测PCB板进行输出信号采集。

5.根据权利要求2所述方法，其特征在于，所述S1中如果检测结果为未归位，则进行报警，结束工作；如果检测结果为安置归位，则进行工作模式选择，再进行S2操作，其中，工作模式包括自动工作模式和手动工作模式。

6.根据权利要求2所述方法，其特征在于，所述方法在CPU产生计算结果并输送给所述终端后，CPU通过步进电机驱动模块控制导轨滑台反向运动，取出被测PCB板。

7.一种PCB功能自动化测试装置，基于上述权利要求1-6之一所述的测试方法，其特征在于，所述装置包括终端、采集模块和步进电机驱动模块，所述终端通过采集模块连接所述步进电机驱动模块，所述采集模块包括ADC采集模块和数字量采集模块；

步进电机驱动模块，所述步进电机驱动模块用于驱动电机带动导轨滑台运动，所述步进电机驱动模块由步进电机控制和驱动一体集成；

ADC采集模块，所述ADC采集模块用于完成被测PCB板输出电压信号的采集；

数字量采集模块，所述数字量采集模块用于完成被测PCB板开关量采集。

8.根据权利要求7所述装置，其特征在于，所述装置还包括CPU和信号发生器模块，所述信号发生器模块、ADC采集模块、数字量采集模块和步进电机驱动模块均与CPU连接，所述CPU、信号发生器模块、ADC采集模块、数字量采集模块和步进电机驱动模块均设置在测试台主控板内，所述终端通过无线网与所述测试台主控板连接，所述信号发生器模块用于完成模拟电压信号输出。

9.根据权利要求7所述装置，其特征在于，所述测试台主控板还包括测试端子、继电器控制模块、电源管理模块、通讯模块、触摸屏显示模块和传感器采集模块，所述继电器控制模块、电源管理模块、通讯模块、触摸屏显示模块和传感器采集模块均与所述CPU连接，所述测试端子连接被测PCB板；

继电器控制模块，所述继电器控制模块用于完成信号通道的切换，响应于信号发生器产生的信号是否输出给被测PCB板；

触摸屏显示模块，所述触摸屏显示模块用于完成测试平台参数的显示及执行命令下达；

传感器采集模块，所述传感器采集模块用于完成被测PCB板检测和导轨滑台运动轨迹检测。

10.根据权利要求9所述装置，其特征在于，所述电源管理模块用于完成主控板DC24V、DC12V、AC12、DC5V和DC3.3V不同等级电源系统管理，所述通讯模块通过以太网进行数据传输。