CN110988648A - 一种pcba自动检测系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种PCBA自动检测系统及方法，所述系统包括依次连接的电源管理模块、测试主板模块、接口板和待测PCBA板，以及分别与所述电源管理单元连接的多组开关电源、多组数字电流电压单元。基于所述系统本发明还提出一种PCBA自动检测方法，对待测PCBA板进行供电电压测试、电流测试、功能测试，该测试方法安全、效率高、不需要专业人士参与即可完成自动测试。

Description

一种PCBA自动检测系统及方法

技术领域

本发明属于测试技术领域，具体涉及一种PCBA的自动检测系统及方法。

背景技术

一般TCU产品，在组装之前均会对PCBA进行供电电压测试、电流测试、功能测试等，并且是分成不同生产工位来完成；有的PCBA对电源的上电时序有要求，例如：有的要先上外设电源，然后上MCU相关电路电源；但是如果用手工上电的话，上电时序很难把握，当PCBA因为贴错料或者焊锡有短路等情况，导致PCBA工作电流过大，会烧毁PCBA电路或者其器件。这就要求供电电源能自动保护，也就是说，当线路一旦过载时要能自动切断电源。

一般PCBA板上有各种不同的电压，例如：1.8V、3.3V、5V、4.2V等等，常规是用万用表去测量各个电压是否正常，但是这样对测试人员就需要专业人员，并且效率低；二轮车或者四轮车开关外设均比较多，如果都用实际车的外设来测试PCBA的功能的话，势必搭建测试平台时间比较长。同时，有的外设、开关所占用的体积比较大，有的灯很亮、发热多，这势必带来光线污染，以及发热过高时会烫伤到测试人员，也不太安全。PCBA的外接线路较多，每一根线用手工焊接的话，一是工作强度大，二是测试架不易维护。

发明内容

为解决上述问题，本发明提出一种PCBA自动检测系统及方法，安全，效率高，不需要专业人士即可实现自动化测试。

本发明第一方面，提供一种PCBA自动检测系统，所述系统包括依次连接的电源管理模块、测试主板模块、接口板和待测PCBA板，以及分别与所述电源管理单元连接的多组开关电源、多组数字电流电压单元。

所述数字电流电压模块包括：第一MCU单元、分别与所述第一MCU单元的输出端连接的电源输出控制单元和多组数码管显示单元；所述电源输出控制单元的输入端与一电源电压自动保护单元相连，其输出端与一电流电压检测单元相连；

所述电源管理模块包括：第二MCU单元、分别与第二MCU单元连接的锂电池检测单元、电压采样单元；

所述测试主板模块包括：第三MCU单元、分别与所述第三MCU单元输入端连接的按键单元、多路负载模拟单元，以及分别与所述第三MCU单元输出端连接的多路模拟开关单元、状态指示单元、声音提示单元；

所述接口板将待测PCBA板各个测试点统一通过线对板连接器连接至测试主板模块。

优选的，所述电源管理模块还包括：分别与三组开关电源连接的三组电源输入接口、分别与三组数字电流电压单元连接的三组数字电流电压仪表接口、与测试主板模块连接的测试输入输出接口，所述三组电源输入接口分别与所述三组数字电流电压仪表接口的输入端相连，所述三组数字电流电压仪表接口中，其中两组的输出端分别与所述测试输入输出接口相连；所述第二MCU单元通过一串口转换单元分别与所述三组数字电流电压仪表接口以及测试输入输出接口相连。

优选的，所述三组数字电流电压模块分别输出MVDD电源、DSVDD电源和DCVDD电源，其中MVDD电源为所述测试主板模块供电，DSVDD电源、DCVDD电源为所述待测PCBA板供电。

优选的，所述三组数字电流电压模块、电源管理板模块、测试主板模块，三者之间均通过RS485通讯连接。

优选的，所述测试主板模块中，每一路负载模拟单元与第三MCU单元之间均设有电平采样单元。

本发明第二方面，提供一种使用本发明第一方面所述PCBA自动检测系统的PCBA自动检测方法，所述方法包括：

S1、预先编写参数配置文件并存入测试主板模块的MCU内部FLASH中；

S2、按下测试按键，分别检测开关电源供电电压、测试板工作电流、待测PCBA板工作电流、待测PCBA板上的各路电压是否在所述参数配置文件对应的标准范围之内，若其中任一检测值超出参数配置文件对应的标准范围，NG状态故障指示灯亮；

S3、若检测到的开关电源供电电压、测试主板模块工作电流、待测PCBA板工作电流、待测PCBA板上的各路电压均在所述参数配置文件对应的标准范围之内，进行锂电池充电电流、放电电流测试以及锂电池电压测试；

S4、若锂电池充电电流、放电电流测试以及锂电池电压测试值均在所述参数配置文件对应的标准范围之内，循环进行模拟开关功能检测和负载功能线路检测，并将检测结果保存到测试主板模块MCU内部的FLASH中；

S5、统计开关线路和负载线路是否全部正常，若是，PASS状态指示灯亮；若否，NG状态故障指示灯亮。

优选的，所述步骤S1中，所述参数配置文件中包括开关电源供电电压、测试板工作电流、待测PCBA板工作电流、待测PCBA板上的各路电压、锂电池充电电流、放电电流测试以及锂电池电压对应的标准范围。

优选的，所述步骤S2具体包括：

S21、通过数字电流电压单元对各组开关电源进行电压测试，将测试所得的各组开关电源电压值保存到MCU内部FLASH中；若开关电源电压值均在所述参数配置文件对应的标准范围之内，转至步骤S22，否则NG故障指示灯亮；

S22、测量测试主板模块工作电流，若测试主板模块工作电流在所述参数配置文件对应的标准范围之内，转至步骤S23，否则NG故障指示灯亮；

S23、先后间隔预设时长依次打开DSVDD电源和DCVDD电源为待测板PCBA板供电，通过RS485的TP指令读取DSVDD电源和DCVDD电源的电流，将所测电流保存到MCU内部flash中；若所测电流在所述参数配置文件对应的标准范围之内，转至步骤S24，否则NG故障指示灯亮；

S24、读取待测PCBA板上的各路电压，并且将所测得的各路电压保存在MCU内部的FLASH中，若各路电压均在所述参数配置文件对应的标准范围之内，转至步骤S3，否则NG故障指示灯亮。

优选的，所述步骤S4中，所述模拟开关功能检测的检测原理为：循环进行模拟开关的动作，通过UART1读取待测板的LOGO，通过是否有相应的应答开关动作信息来识别PCBA的开关线路是否正常；若开关线路正常，将正常标识保存到MCU内部的FLASH中，否则将异常标识保存到MCU内部的FLASH中，直至16路开关线路均检测完成。

优选的，所述步骤S4中，所述负载功能线路检测的检测原理为：通过UART1通道分别发送打开负载和关闭负载的TP指令，通过电平采样单元，识别是否有打开和关闭；若负载线路功能正常，将正常标识保存到MCU内部的FLASH中，否则将异常标识保存到MCU内部的FLASH中，直至8路负载线路均检测完成。

本发明的有益效果是：

1)所有的测试内容、测试时序均是通过软件，按照标准的流程来实现，所以即使不熟悉产品或者非专业人士，均可以进行PCBA板的线路及功能测试；

2)因为是假性负载，不会担心因为外设的灯光过热以致烫伤操作人员；因为取消了大功率照明灯，所以不存在光线干扰；

3)被测板电源线路有过载、短路时，一般会导致流急剧变化，如果关电不及时的话，极有可能会烧毁线路，严重甚至会引起火灾，本发明数字电流电压单元能根据电流电压的变化自动切断电源，所以对被测线路会起到一定的保护作用；

4)本发明所有的被测试点均通过接口板集中到了一个或者两个座子上，不需要手工焊线，提高了测试效率和测试平台的可维护性；待测PCBA板均是通过测试工具自动化一次测试完成，没有人员接触到待测PCBA上的线路和器件，不会有因为人员操作不当而人为的损坏PCBA线路，提高了测试的可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对本发明技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供一种PCBA自动检测系统结构框图；

图2为本发明实施例提供的数字电流电压模块结构图；

图3为本发明实施例提供的电源管理模块结构框图；

图4为本发明实施例提供的测试主板模块结构框图；

图5为本发明实施例提供的PCBA自动检测方法流程示意图。

具体实施方式

为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，本发明提供一种PCBA自动检测系统结构框图，所述系统包括依次连接的电源管理模块100、测试主板模块200、接口板300和待测PCBA板400，以及分别与所述电源管理单元连接的多组开关电源500、多组数字电流电压单元600。

所述数字电流电压单元用于分别测试各个开关电源的供电电压和供电电流以及进行电源输出控制；同时负责监控是否有过载或短路发生，一旦检测到有过载或短路发生，立即断开电源；

所述电源管理模块100用于待测PCBA板400的上电时序管理、待测PCBA板内部的各组电源的电压检测，以及对待测PCBA板的锂电池充放电电流电路进行检测；

所述测试主板模块200用于通过假负载模拟及外设开关模拟对待测PCBA板400的各个功能进行全自动化测试，将测试结果保存在测试主板模块MCU内部FLASH中；同时通过指示灯显示测试状态，并进行相应的声音提示；

所述接口板300用于将待测PCBA板400各个测试点统一通过线对板连接器连接到测试主板模块。

请参阅图2，本发明实施例提供的数字电流电压模块结构图，所述数字电流电压模块具体包括：第一MCU单元、分别与所述第一MCU单元的输出端连接的2组数码管显示单元和电源输出控制单元；所述电源输出控制单元的输入端与一电源电压自动保护单元和外部输入接口相连，其输出端与一电流电压检测单元相连；所述电流电压检测单元的输出端与外部输入接口和所述电源电压自动保护单元相连，所述电源电压自动保护单元输出端与所述第一MCU单元相连，所述第一MCU单元通过一RS485串口转换单元连接至外部输入接口。当被测板电源线路有过载、短路时，所述数字电流电压模块能根据电流电压的变化，自动切断电源，保护被测线路。

请参阅图3，电源管理模块100结构框图，所述电源管理模块100具体包括：分别与三组开关电源连接的三组电源输入接口、分别与三组数字电流电压单元(M1、M2、M3)连接的三组数字电流电压仪表接口、与测试主板模块连接的测试输入输出接口、第二MCU单元、分别与第二MCU单元连接的锂电池检测单元、4电路电压采样单元，所述三组电源输入接口分别与所述三组数字电流电压仪表接口的输入端相连，所述三组数字电流电压仪表接口中两组的输出端分别与所述测试输入输出接口相连；所述第二MCU单元通过一串口转换单元分别与所述三组数字电流电压仪表接口以及测试输入输出接口相连。所述串口转换单元为RS485转UART串口通信单元。具体的，所述锂电池检测单元包括依次串联的锂电池组、充放电切换电路、电流电压检测单元、锂电池输入接口；所述锂电池检测单元还与测试输入输出接口相连。

进一步地，所述三组数字电流电压模块分别输出MVDD电源、DSVDD电源和DCVDD电源，其中MVDD电源转换为5V电压后为所述测试主板模块供电，DSVDD电源、DCVDD电源经输出控制后为所述待测PCBA板供电；

所述三组数字电流电压模块、电源管理板模块、测试主板模块，三者之间均通过RS485通讯连接。

请参阅图4，测试主板模块200结构框图，所述测试主板模块200具体包括：第三MCU单元、分别与所述第三MCU单元输入端连接的8路负载模拟单元、按键单元，以及分别与所述第三MCU单元输出端连接的16路模拟开关单元、状态指示单元、声音提示单元。每一路负载模拟单元与第三MCU单元之间均设有电平采样单元。具体的，8路负载模拟单元模拟8路灯的假负载，16路模拟开关单元模拟16路外设开关。

所述接口板300用于将待测PCBA板各个测试点统一通过线对板连接器连接到测试主板模块上。具体的，待测PCBA板各个测试点的位置均有一个顶针，将所有的顶针焊在一块PCBA板上，然后统一通过线对板连接器连接到测试主板模块上，这样就不需要每个测试点都焊接一根线；

请参阅图5，一种使用所述PCBA自动检测系统的PCBA自动检测方法流程示意图，本发明提出的PCBA自动检测方法，在测试之前，所有的测试数据均会编辑一套共用格式的协议，每个模块均按照统一的协议格式进行数据编码和传输。本发明提出的PCBA自动检测方法包括：

S1、预先编写参数配置文件并存入测试主板模块的MCU内部FLASH中；

进一步地，所述参数配置文件中包括开关电源供电电压、测试板工作电流、待测PCBA板工作电流、待测PCBA板上的各路电压、锂电池充电电流、放电电流测试、锂电池电压对应的标准范围以及其他相关参数标准。

S2、按下测试按键，分别检测开关电源供电电压、测试板工作电流、待测PCBA板工作电流、待测PCBA板上的各路电压是否在所述参数配置文件对应的标准范围之内(即是否在正常的范围之内)，若其中任一检测值超出参数配置文件对应的标准范围，NG状态故障指示灯亮并声音提示；

进一步地，所述步骤S2具体包括：

S21、通过数字电流电压单元对各组开关电源进行电压测试，将测试所得的各组开关电源电压值保存到测试主板模块的第三MCU单元内部的FLASH中；若测试得到的开关电源电压值均在所述参数配置文件对应的标准范围之内(在正常范围之内)，转至步骤S22，否则NG故障指示灯亮3秒，声音长鸣2秒；

S22、测量测试主板模块工作电流，若测试主板模块工作电流在所述参数配置文件对应的标准范围之内，转至步骤S23，否则NG故障指示灯亮3秒，声音长鸣2秒；

S23、先后间隔预设时长(比如10ms)依次打开DSVDD电源和DCVDD电源为待测板PCBA板供电，通过RS485的TP指令读取DSVDD电源和DCVDD电源的电流，将所测电流保存到MCU内部flash中；若所测电流在所述参数配置文件对应的标准范围之内，转至步骤S24，否则NG故障指示灯亮3秒，声音长鸣2秒；

S24、读取待测PCBA板上的各路电压，并且将所测得的各路电压保存在MCU内部的FLASH中，若各路电压均在所述参数配置文件对应的标准范围之内，转至步骤S3进行锂电池充电电流、放电电流测试以及锂电池电压测试，否则NG故障指示灯亮3秒，声音长鸣2秒。

S3、若检测到的开关电源供电电压、测试主板模块工作电流、待测PCBA板工作电流、待测PCBA板上的各路电压均在所述参数配置文件对应的标准范围之内，进行锂电池充电电流、放电电流测试以及锂电池电压测试；

S4、若锂电池充电电流、放电电流测试以及锂电池电压测试值均在所述参数配置文件对应的标准范围之内，循环进行模拟开关功能检测和负载功能线路检测，并将检测结果保存到测试主板模块MCU内部的FLASH中；

进一步地，所述步骤S4中，所述模拟开关功能检测的检测原理为：循环进行模拟开关的动作，通过UART1读取待测板的LOGO，通过是否有相应的应答开关动作信息来识别PCBA的开关功能是否正常；若开关功能正常，将正常标识保存到MCU内部的FLASH中，否则将异常标识保存到MCU内部的FLASH中，直至16路开关功能均检测完成。

进一步地，所述步骤S4中，所述负载功能线路检测原理为：通过UART1通道分别发送打开负载和关闭负载的TP指令，通过所述电平采样单元，识别是否有打开和关闭；若负载线路功能正常，将正常标识保存到MCU内部的FLASH中，否则将异常标识保存到MCU内部的FLASH中，直至8路负载线路均检测完成。

S5、统计开关功能和负载功能线路是否全部正常，若是，PASS状态指示灯亮并进行声音提示；若否，NG状态故障指示灯亮并进行声音提示。

具体的，可根据需求设置状态单元指示灯亮的时长、声音提示单元声音提示间歇时长等，比如PASS状态时指示灯亮3秒，声音间歇响2声，间歇时间为0.75秒；NG状态时故障指示灯亮3秒，声音长鸣2秒。

本发明公开一种PCBA的自动检测系统及方法，主要应用在二轮车或者四轮车TCU产品的自动化测试。测试过程安全、高效、具有较高的自动化水平。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述，在此不再赘述。

以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种PCBA自动检测系统，其特征在于，所述系统包括依次连接的电源管理模块、测试主板模块、接口板和待测PCBA板，以及分别与所述电源管理模块连接的多组开关电源、多组数字电流电压单元；

所述数字电流电压模块包括：第一MCU单元、分别与所述第一MCU单元的输出端连接的电源输出控制单元和多组数码管显示单元；所述电源输出控制单元的输入端与一电源电压自动保护单元相连，其输出端与一电流电压检测单元相连；

所述电源管理模块包括：第二MCU单元、分别与第二MCU单元连接的锂电池检测单元、电压采样单元；

所述测试主板模块包括：第三MCU单元、分别与所述第三MCU单元输入端连接的按键单元、多路负载模拟单元，以及分别与所述第三MCU单元输出端连接的多路模拟开关单元、状态指示单元、声音提示单元；

所述接口板将待测PCBA板各个测试点统一通过线对板连接器连接至测试主板模块。

2.根据权利要求1所述PCBA自动检测系统，其特征在于，所述电源管理模块还包括：分别与三组开关电源连接的三组电源输入接口、分别与三组数字电流电压单元连接的三组数字电流电压仪表接口、与测试主板模块连接的测试输入输出接口，所述三组电源输入接口分别与所述三组数字电流电压仪表接口的输入端相连，所述三组数字电流电压仪表接口中，其中两组的输出端分别与所述测试输入输出接口相连；所述第二MCU单元通过一串口转换单元分别与所述三组数字电流电压仪表接口以及测试输入输出接口相连。

3.根据权利要求2所述PCBA自动检测系统，其特征在于，所述三组数字电流电压模块分别输出MVDD电源、DSVDD电源和DCVDD电源，其中MVDD电源为所述测试主板模块供电，DSVDD电源、DCVDD电源为所述待测PCBA板供电。

4.根据权利要求2所述PCBA自动检测系统，其特征在于，所述三组数字电流电压模块、电源管理板模块、测试主板模块，三者之间均通过RS485通讯连接。

5.根据权利要求1所述PCBA自动检测系统，其特征在于，所述测试主板模块中，每一路负载模拟单元与第三MCU单元之间均设有电平采样单元。

6.一种使用权利要求1～5任一项所述PCBA自动检测系统的PCBA自动检测方法，其特征在于，所述方法包括：

S1、预先编写参数配置文件并存入测试主板模块的MCU内部FLASH中；

S2、按下测试按键，分别检测开关电源供电电压、测试板工作电流、待测PCBA板工作电流、待测PCBA板上的各路电压是否在所述参数配置文件对应的标准范围之内，若其中任一检测值超出参数配置文件对应的标准范围，NG状态故障指示灯亮；

S3、若检测到的开关电源供电电压、测试主板模块工作电流、待测PCBA板工作电流、待测PCBA板上的各路电压均在所述参数配置文件对应的标准范围之内，进行锂电池充电电流、放电电流测试以及锂电池电压测试；

S4、若锂电池充电电流、放电电流测试以及锂电池电压测试值均在所述参数配置文件对应的标准范围之内，循环进行模拟开关功能检测和负载功能线路检测，并将检测结果保存到测试主板模块MCU内部的FLASH中；

S5、统计开关线路和负载线路是否全部正常，若是，PASS状态指示灯亮；若否，NG状态故障指示灯亮。

7.根据权利要求6所述PCBA自动检测方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述参数配置文件中包括开关电源供电电压、测试板工作电流、待测PCBA板工作电流、待测PCBA板上的各路电压、锂电池充电电流、放电电流测试以及锂电池电压对应的标准范围。

8.根据权利要求6所述PCBA自动检测方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括：

S21、通过数字电流电压单元对各组开关电源进行电压范围检测，将各组测试所得的开关电源电压值保存到MCU内部FLASH中；若开关电源电压值均在所述参数配置文件对应的标准范围之内，转至步骤S22，否则NG故障指示灯亮；

S22、测量测试主板模块工作电流，若测试主板模块工作电流在所述参数配置文件对应的标准范围之内，转至步骤S23，否则NG故障指示灯亮；

S23、先后间隔预设时长依次打开DSVDD电源和DCVDD电源为待测板PCBA供电，通过RS485的TP指令读取DSVDD电源和DCVDD电源的电流，将所测电流保存到MCU内部flash中；若所测电流在所述参数配置文件对应的标准范围之内，转至步骤S24，否则NG故障指示灯亮；

S24、读取待测PCBA板上的各路电压，并且将所测得的各路电压保存在MCU内部的FLASH中，若各路电压均在所述参数配置文件对应的标准范围之内，转至步骤S3，否则NG故障指示灯亮。

9.根据权利要求6所述PCBA自动检测方法，其特征在于，所述步骤S4中，所述模拟开关功能检测的检测原理为：循环进行模拟开关的动作，通过UART1读取待测板的LOGO，通过是否有相应的应答开关动作信息来识别PCBA的开关线路是否正常，若开关线路正常，将正常标识保存到内部flash中，否则将异常标识保存到内部FLASH中，直至16路开关线路均检测完成。

10.根据权利要求6所述PCBA自动检测方法，其特征在于，所述步骤S4中，所述负载功能线路检测的检测原理为：通过UART1通道，分别发送打开负载和关闭负载的TP指令，通过电平采样单元，识别是否有打开和关闭；若负载线路功能正常，将正常标识保存到MCU内部的FLASH中，否则将异常标识保存到MCU内部的FLASH中，直至8路负载线路均检测完成。

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