CN111624429A - 一种通用电子元器件测试装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种通用电子元器件测试装置，包括：电源电路、外部信号控制电路、ARM高速处理器、自定义电压电流输出电路、双向总线控制矩阵电路、功能测试电路、高速通信扩展矩阵模拟切换电路，电源电路、外部信号控制电路、自定义电压电流输出电路都与ARM高速处理器连接，功能测试电路与双向总线控制矩阵电路连接，高速通信扩展矩阵模拟切换电路与自定义电压电流输出电路连接，高速通信扩展矩阵模拟切换电路通过多个通道与外部被测产品连接。本发明无需专业人员编程，普通人员就可使用专用上位机调试软件完成设置本装置的工作功能，具有完全通用性，测试功能、电源供电、多通道扩展、通信方式和速率，都可以用户自定义。
Description
技术领域
本发明属于电子元器件领域，尤其涉及一种通用电子元器件测试装置。
背景技术
目前，传统的电子元器件多通道测试装置见图1。其输入电源为外部电源24或12V供电。经内部降压电路5V输出给LDO转换成3.3V和1.8V。3.3V和1.8V通过固定端口给外部被测产品供电，需要连接相应的电压时，人工跳线至固定电压端口(因产品需要供电的通道号非常不固定)。测试装置自带AD模块，根据测试产品的被测功能要求，人工跳线连接各种测试功能模块，比如测试电容，需外接电容模块，需要电流，则人工连接外部电路模块等。相关测试软件需要专业编程人员调试好底层软件烧录到MCU处理器里面运行。测试通道通过模拟芯片或继电器进行扩展。CPU处理器的通过固定串口和外部通信。
传统的电子元器件多通道测试装置，存在以下缺点：低速CPU处理器和固定硬件模块，测试效率低；产品供电需要专业人员跳线至指定电源通道，增加人力成本；产品测试时，除了电压电阻相关，都需要人工跳线外挂功能测试模块。增加人力成本，并且不能通用性；所有功能实现，都必须专业程序员底层编程，包括测试功能、测试流程、通信波特率、供电控制等等；增加了人力成本和调试周期。并且无法通用；不能快速更换测试产品流程、内容和项目。
发明内容
为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明提供了一种一种通用电子元器件测试装置，主要应用在工业场合下电子元器件产品多功能、多通道测试；测试内容包含电阻测试、电容测试、电压测试、压降测试、电流测试、通信测试、特殊芯片功能性测试。适合快速更换测试程序，硬件通用所有测试要求。
为实现上述目的，本发明是根据以下技术方案实现的：
一种通用电子元器件测试装置，包括：电源电路、外部信号控制电路、ARM高速处理器、自定义电压电流输出电路、双向总线控制矩阵电路、功能测试电路、高速通信扩展矩阵模拟切换电路，所述电源电路、所述外部信号控制电路、所述自定义电压电流输出电路都与所述ARM高速处理器连接，所述功能测试电路与所述双向总线控制矩阵电路连接，所述高速通信扩展矩阵模拟切换电路与所述自定义电压电流输出电路连接，所述高速通信扩展矩阵模拟切换电路通过多个通道与外部被测产品连接；
其中，所述电源电路用于将外部电源24V转化为12V、5V、3.3V、2.5V、1.8V电源给其他电路供电；
所述外部信号控制电路用于通过所述ARM高速处理器接收和输出外部24V控制信号；
所述ARM高速处理器用于解码存储电路的编码数据，并执行相应指令；
所述自定义电压电流输出电路由所述ARM高速处理器控制并达到自定义电压或电流的输出控制；
所述ARM高速处理器随意交叉控制各个双向总线控制矩阵电路的工作流程切换并采集相关信号；
所述功能测试电路由所述ARM高速处理器控制执行去完成多个信号的测试；
所述高速通信扩展矩阵模拟切换电路用于外部扩展测试通道，使用专用高速信号通信芯片快速多点位指定通道口完成供电和测试流程。
根据本发明的优选实施例，所述功能测试电路包含电阻电容测试电路、电压电流测试电路、压降测试电路、功能性测试电路、通信测试电路；
所述ARM高速处理器根据存储电路的编码数据通过双向总线控制矩阵电路任意切换不同测试功能电路来实现不同测试功能。
根据本发明的优选实施例，还包括外部通信电路，所述外部通信电路与所述ARM高速处理器连接，所述外部通信电路由八个UART串口和一个RJ45网口构成，用于随意指定串口或网口和外部通信并自定义传输速率。
根据本发明的优选实施例，所述自定义电压电流输出电路包括DAC数模电路和所述电压电流保护电路，所述DAC数模电路用于测量电流或电压信号，所述电压电流保护电路用于在测量或供电时防止电路短路。
根据本发明的优选实施例，还包括数据存储电路，所述数据存储电路与所述ARM高速处理器连接，所述数据存储电路用于存储高速处理器工作流程编码和相关设置数据。
根据本发明的优选实施例，所述双向总线控制矩阵电路由复用矩形切换电路和总线控制电路构成，其中，所述复用矩形切换电路用于测量信号矩阵互相切换以供自定义测量需求，所述总线控制电路用于对各个电路中的逻辑调配和控制。
根据本发明的优选实施例，还包括液晶显示电路，所述液晶显示电路与所述ARM高速处理器连接，所述液晶显示电路由所述ARM高速处理器控制，用于驱动外部液晶显示器，以根据需要自定义显示相关信息。
与现有技术相比，本发明具有如下技术效果：
(1)无需专业人员编程，普通人员就可使用专用上位机调试软件完成设置本装置的工作功能，并可在线和脱离计算机使用。
(2)完全通用性，测试功能、电源供电、多通道扩展、通信方式和速率，都可以用户自定义。
(3)快速更换测试流程、内容和项目。上位机可以快速下载和上传本装置程序。以达到不同产品的测试快速更换。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有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的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。
图1是现有技术的测试装置示意图；
图2是本发明实施例的测试装置示意图；
图3是本发明实施例的测试装置电路示意图。
具体实施方式
一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
请参见图2-图3，如图所示，本发明的一种通用电子元器件测试装置，其特征在于，包括：电源电路、外部信号控制电路、ARM高速处理器、自定义电压电流输出电路、双向总线控制矩阵电路、功能测试电路、高速通信扩展矩阵模拟切换电路，电源电路、外部信号控制电路、自定义电压电流输出电路都与ARM高速处理器连接，功能测试电路与双向总线控制矩阵电路连接，高速通信扩展矩阵模拟切换电路与自定义电压电流输出电路连接，高速通信扩展矩阵模拟切换电路通过多个通道与外部被测产品连接，
其中，电源电路用于将外部电源24V转化为12V、5V、3.3V、2.5V、1.8V电源给其他电路供电；
外部信号控制电路用于通过高速处理器接收和输出外部24V控制信号；
ARM高速处理器用于解码存储电路的编码数据，并执行相应指令；
自定义电压电流输出电路由ARM高速处理器控制并达到自定义电压或电流的输出控制，其中自定义电压电流输出电路包括DAC数模电路和所述电压电流保护电路，所述DAC数模电路用于测量电流或电压信号，所述电压电流保护电路用于在测量或供电时防止电路短路
ARM高速处理器随意交叉控制各个双向总线控制矩阵电路的工作流程切换并采集相关信号；
功能测试电路由ARM高速处理器控制执行去完成各个信号的测试。
高速通信扩展矩阵模拟切换电路用于外部扩展测试通道，使用专用高速信号通信芯片快速多点位指定通道口完成供电和测试流程。
根据本发明的优选实施例，功能测试电路包含电阻电容测试电路、电压电流测试电路、压降测试电路、功能性测试电路、通信测试电路；
ARM高速处理器根据存储电路的编码数据通过双向总线控制矩阵电路任意切换不同测试功能电路来实现不同测试功能。
其中电阻电容测试电路用于测量外部产品上的电阻或线路之间的阻值以及用于电容值测量外部产品上的电容或电路之间的容值；电压电流测试电路用于测量外部产品上的电压值或者测量外部产品上的电流值；压降测试电路用于测量外部半导体性的压降值，比如二极管、LED、芯片；功能性测试电路用于测量外部功能性产品的具体功能值，比如霍尔传感器、环境光传感芯片、麦克风、喇叭、指南针芯片、存储芯片、电压电路或模块等；通信测试电路用于测量外部需要通信的产品，比如IO通信、I2C通信、SPI通信等产品；
在本发明的具体实施例中，开关电源和信号控制电路包括MP2403、LP38690、AMS1117、PCF8574、ULN2803、TLP281等电路。数据存储电路采用AT2402、W25Q128等电路；高速ARM处理器电路采用STM32F7等电路；自定义电压电流输出电流采用AD8629、MAX4165、TS5A3159、LM393、SN74AC74、TS5A3166等；高速通信扩展矩阵模拟切换电路采用MT8816等电路。双向总线控制矩阵电路采用AD8628、AD8629、TS5A3166、TS5A3159、TS5A23159、MAX4737等电路。
功能测试电路采用处理器集成或者采用LM393、TS5A3159、MAX4617、MAX4737、LSF0204、TS5A3359、TCA9517A等电路。
通信电路采用处理器集成或者采用W5500等电路。
根据实际需要，本发明的液晶显示电路可采用处理器集成。
根据本发明的优选实施例，还包括外部通信电路，外部通信电路与ARM高速处理器连接，外部通信电路由八个UART串口和一个RJ45网口构成，用于随意指定串口或网口和外部通信并自定义传输速率。
根据本发明的优选实施例，自定义电压电流输出电路包括DAC数模电路和电压电流保护电路，DAC数模电路用于部分内部测量信号电压或电流自定义和测量外部需要供电的功能性元器件时电压或电流引脚供电使用，电压电流保护电路用于测量或对外元器件供电时防止短路造成本装置损坏。
根据本发明的优选实施例，还包括数据存储电路，数据存储电路与ARM高速处理器连接，用于存储ARM高速处理器工作流程编码和相关设置数据。
根据本发明的优选实施例，双向总线控制矩阵电路由复用矩形切换电路和总线控制电路构成，其中，复用矩形切换电路用于测量信号矩阵互相切换以供用户自定义测量需求，具体地，复用矩形切换电路课用于电源电路、DAC电路、电阻电容测试电路、电压电流测试电路、电容压降测试电路、功能性测试电路、通信测试电路、对外被测产品接口矩阵模拟切换电路等测量信号矩阵互相切换以供用户自定义测量需求，而总线控制电路用于对各个电路中的逻辑调配和控制。
根据本发明的优选实施例，还包括液晶显示电路，液晶显示电路与ARM高速处理器连接，液晶显示电路由ARM高速处理器控制，用于驱动外部液晶显示器，用户根据需要自定义显示相关信息。
本发明的测试装置工作原理大概如下：装置接入24V后，电源电路将24V分别处理成，24V、12V、5V、3.3V、2.5V、1.8V等，供其他电路和模块使用。ARM高速处理器上电初始化各个电路之后读取存储电路里面的数据进行解码，再根据解码后的数据进行指定的工作流程和相应的操作。即具体实现哪个电路功能、控制哪个信号、通信端口和速率、整个流程都根据存储电路里面的编码而定。注：存储电路里面的编码由用户在上位机专用的软件里面设置并下载产生。
根据存储电路编码，ARM高速处理器通过双向总线控制矩阵电路可以任意切换不同测试功能电路来实现不同的测试功能，并且自定义电压电流通过高速通信扩展矩阵模拟切换电路对外输出，输出的同时受内部保护电路实时监控，一旦发现超流现象，可以立即切断输出，以达到保护模拟切换电路的作用。同时高速处理器还可通过外部信号控制电路对外输入和输出24V开关信号，以达到外部各个传感器输入和电磁阀和指示灯等功率元件控制。当然具体控制流程还是由存储电路里面的编码决定。需要对外测试多通道和电源供电的时候，高速处理器通过高速通信扩展矩阵模拟切换电路，对外进行扩展通用测试通道，每个通道可以实现独立测试和供电功能，具体实现由用户下载的存储电路里面的编码数据决定。通道数量由高速通信扩展矩阵模拟切换电路扩展而定。
本发明集成了所有测试功能电路，并增加了存储器电路、双向总线控制矩阵电路、自定义电压电流输出电路。所以用户无需专业的编程技术，只需要简单的使用专用的上位机调试软件，选取不同的工作流程和设定参数后下载到本装置存储器电路里面，就可以完成用户期望的功能。大大提高了通用性和快速更换测试流程、内容和项目。
值得注意的是，上述系统实施例中，所包括的各个单元只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。
另外，本领域普通技术人员可以理解实现上述各实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，相应的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，所述的存储介质，如ROM/RAM、磁盘或光盘等。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
Claims (7)
1.一种通用电子元器件测试装置，其特征在于，包括：电源电路、外部信号控制电路、ARM高速处理器、自定义电压电流输出电路、双向总线控制矩阵电路、功能测试电路、高速通信扩展矩阵模拟切换电路，所述电源电路、所述外部信号控制电路、所述自定义电压电流输出电路都与所述ARM高速处理器连接，所述功能测试电路与所述双向总线控制矩阵电路连接，所述高速通信扩展矩阵模拟切换电路与所述自定义电压电流输出电路连接，所述高速通信扩展矩阵模拟切换电路通过多个通道与外部被测产品连接；
其中，所述电源电路用于将外部电源24V转化为12V、5V、3.3V、2.5V、1.8V电源给其他电路供电；
所述外部信号控制电路用于通过所述ARM高速处理器接收和输出外部24V控制信号；
所述ARM高速处理器用于解码存储电路的编码数据，并执行相应指令；
所述自定义电压电流输出电路由所述ARM高速处理器控制并达到自定义电压或电流的输出控制；
所述ARM高速处理器随意交叉控制各个双向总线控制矩阵电路的工作流程切换并采集相关信号；
所述功能测试电路由所述ARM高速处理器控制执行去完成多个信号的测试；
所述高速通信扩展矩阵模拟切换电路用于外部扩展测试通道，使用专用高速信号通信芯片快速多点位指定通道口完成供电和测试流程。
2.根据权利要求1所述的通用电子元器件测试装置，其特征在于，所述功能测试电路包含电阻电容测试电路、电压电流测试电路、压降测试电路、功能性测试电路、通信测试电路；
所述ARM高速处理器根据存储电路的编码数据通过双向总线控制矩阵电路任意切换不同测试功能电路来实现不同测试功能。
3.根据权利要求1或2所述的通用电子元器件测试装置，其特征在于，还包括外部通信电路，所述外部通信电路与所述ARM高速处理器连接，所述外部通信电路由八个UART串口和一个RJ45网口构成，用于随意指定串口或网口和外部通信并自定义传输速率。
4.根据权利要求1所述的通用电子元器件测试装置，其特征在于，所述自定义电压电流输出电路包括DAC数模电路和所述电压电流保护电路，所述DAC数模电路用于测量电流或电压信号，所述电压电流保护电路用于在测量或供电时防止电路短路。
5.根据权利要求1所述的通用电子元器件测试装置，其特征在于，还包括数据存储电路，所述数据存储电路与所述ARM高速处理器连接，所述数据存储电路用于存储高速处理器工作流程编码和相关设置数据。
6.根据权利要求1所述的通用电子元器件测试装置，其特征在于，所述双向总线控制矩阵电路由复用矩形切换电路和总线控制电路构成，其中，所述复用矩形切换电路用于测量信号矩阵互相切换以供自定义测量需求，所述总线控制电路用于对各个电路中的逻辑调配和控制。
7.根据权利要求1所述的通用电子元器件测试装置，其特征在于，还包括液晶显示电路，所述液晶显示电路与所述ARM高速处理器连接，所述液晶显示电路由所述ARM高速处理器控制，用于驱动外部液晶显示器，以根据需要自定义显示相关信息。
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