CN203720314U - 电路板功能集成测试装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种电路板功能集成测试装置，包括U型插槽箱、主控制板、通信转接板、以及负责具体测量任务的各子测量板与各测量设备，所述U型插槽箱包括铝制镂空箱体、总线背板与插槽，所述总线背板包括RS485总线，各子测量板分别插入插槽中，通过RS485总线连接在一起，RS485总线与主控制板相连接，主控制板与上位机通信连接；各测量设备设置在U型插槽箱的外部，RS485总线与通信转接板连接，通信转接板与测量设备连接。本实用新型结构简单，可靠性高，易于维护。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种电路板功能集成测试装置，属于电路板出厂前的功能检测技术领域。
背景技术
电路板功能测试因负载、输入及输出信号、供电方式等种类多样，常常涉及到诸多的仪器仪表，有时还需要为某些功能开发专用的测试电路，这就给仪器集成管理及使用带来了巨大的挑战。另外，生产中的产品虽然种类多样但是有很多共性，这就为测试系统的模块化提供了可能。传统的测试设备使用PLC或自开发的单片机系统，以及NI的集成测试平台。但是存在着开发周期长，线路连接复杂、可靠性低、价格昂贵、维护困难等诸多弊端。
实用新型内容
为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种电路板功能集成测试装置。
本实用新型所采用的技术解决方案是：
一种电路板功能集成测试装置，包括U型插槽箱、主控制板、通信转接板、以及负责具体测量任务的各子测量板与各测量设备，所述U型插槽箱包括铝制镂空箱体、总线背板与插槽，所述总线背板包括RS485总线，各子测量板分别插入插槽中，通过RS485总线连接在一起，RS485总线与主控制板相连接，主控制板与上位机通信连接；各测量设备设置在U型插槽箱的外部，RS485总线与通信转接板连接，通信转接板与测量设备连接。
进一步的，上述U型插槽箱中插槽的个数最多设置12个。
进一步的，所述的总线背板由电源母线、RS485总线、信号总线、5V稳压电路模块、与各子测量板连接的64针母头连接器以及50针公头信号线连接器组成；5V稳压电路模块由G5ELM2576-5.0芯片构成。
进一步的，所述的主控制板由RS485总线通信模块、RS232通信电路模块、USB通信电路模块、3.3V稳压电路模块、程序下载模块、主控电路模块及其他链接端子模块构成；RS485总线通信模块由SN75HVD3082ED芯片构成，RS232通信电路模块由MAX3232芯片构成，USB通信电路模块由CP2102芯片构成，3.3V稳压电路模块由LM1117-3.3V芯片构成，主控电路模块由PIC24HJ128芯片及其外围电路构成。
进一步的，所述的通信转接板由RS485总线通信模块、RS232通信电路模块、3.3V稳压电路模块、程序下载模块、板地址设置电路模块、主控电路模块及其他链接端子模块构成；RS485总线通信模块由SN75HVD3082ED芯片构成，RS232通信电路模块由MAX3232芯片构成，3.3V稳压电路模块由LM1117-3.3V芯片构成，主控电路模块由PIC24HJ128芯片及其外围电路构成。
进一步的，所述的各子测量板均由RS485总线通信模块、RS232通信电路模块、3.3V稳压电路模块、程序下载模块、板地址设置电路模块，主控电路模块及其他链接端子模块构成；RS485总线通信模块由SN75HVD3082ED芯片构成，RS232通信电路模块由MAX3232芯片构成，3.3V稳压电路模块由LM1117-3.3V芯片构成，主控电路模块由PIC24HJ128芯片及其外围电路构成。
进一步的，所述的各子测量板主要类型有信号输入输出IO板、低压直流继电器板、高压交流继电器板、高压交流信号光耦隔离板、直流马达驱动板、蜂鸣器及LED检测板、电流源发生器板、PWM信号检测板与低压直流电压电流测量板。
本实用新型的有益技术效果是：
1.结构简单：U型插槽箱的使用降低了子测量板间的连线复杂度，使用一块主控制板即可实现与所有子测量板间的通信连接；将子测量板插入到插槽后，该子测量板即可工作了，降低了设备的开发周期。
2.模块化组合：可根据测试任务的要求选择相应的子测量板，扩展方便灵活；通过通信转接板可与多种工业测量设备连接。
3.可靠性高：连线的简化提高了系统的物理可靠性，模块化的设计提高了系统的稳定性。
4.易于维护：通过自诊断系统可快速查找到故障点；遇有子测量板故障时可及时更换，不耽误日常生产。
5.程序更新简单：无需专用的程序烧写器，通过程序更新系统，只用一根串口线即可完成对所有子测量板的更新程序任务。
附图说明
下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步说明：
图1是本实用新型的结构连接示意图。
图中：1-U型插槽箱，2-主控制板，3-通信转接板，4-子测量板，5-测量设备，6-RS485总线，7-上位机，8-电源总线。
具体实施方式
结合附图，一种电路板功能集成测试装置，包括U型插槽箱1、主控制板2、通信转接板3、以及负责具体测量任务的各子测量板4与各测量设备5。U型插槽箱1包括铝制镂空箱体、总线背板与12个插槽，总线背板包括RS485总线6。各子测量板4分别插入插槽中，通过RS485总线6连接在一起，RS485总线6与主控制板2相连接，主控制板2与上位机7通信连接。各测量设备5设置在U型插槽箱1的外部，RS485总线6与通信转接板3连接，通信转接板3与测量设备5连接。
上述的总线背板由电源母线、RS485总线、信号总线、5V稳压电路模块、与各子测量板连接的64针母头连接器以及50针公头信号线连接器组成；5V稳压电路模块由G5ELM2576-5.0芯片构成。
上述的主控制板由RS485总线通信模块、RS232通信电路模块、USB通信电路模块、3.3V稳压电路模块、程序下载模块、主控电路模块及其他链接端子模块构成；RS485总线通信模块由SN75HVD3082ED芯片构成，RS232通信电路模块由MAX3232芯片构成，USB通信电路模块由CP2102芯片构成，3.3V稳压电路模块由LM1117-3.3V芯片构成，主控电路模块由PIC24HJ128芯片及其外围电路构成。
上述的通信转接板由RS485总线通信模块、RS232通信电路模块、3.3V稳压电路模块、程序下载模块、板地址设置电路模块、主控电路模块及其他链接端子模块构成；RS485总线通信模块由SN75HVD3082ED芯片构成，RS232通信电路模块由MAX3232芯片构成，3.3V稳压电路模块由LM1117-3.3V芯片构成，主控电路模块由PIC24HJ128芯片及其外围电路构成。
上述的各子测量板均由RS485总线通信模块、RS232通信电路模块、3.3V稳压电路模块、程序下载模块、板地址设置电路模块，主控电路模块及其他链接端子模块构成；RS485总线通信模块由SN75HVD3082ED芯片构成，RS232通信电路模块由MAX3232芯片构成，3.3V稳压电路模块由LM1117-3.3V芯片构成，主控电路模块由PIC24HJ128芯片及其外围电路构成。
上述的各子测量板主要类型有信号输入输出IO板、低压直流继电器板、高压交流继电器板、高压交流信号光耦隔离板、直流马达驱动板、蜂鸣器及LED检测板、电流源发生器板、PWM信号检测板与低压直流电压电流测量板。
本实用新型利用U型插槽箱为载体，通过RS485总线6将所有插入到U型插槽箱中的子测量板4联系起来，所有子测量板4通过主控制板2间接与上位机7通信。主控制板2支持RS232及USB方式与上位机7通信。U型插槽箱后方的插板上预置了RS485总线、电源总线及连接端子，子测量板插入后即可工作，方便维护。对于因尺寸等原因而不能插入到U型插槽箱中的测量设备，增设了通信转接板3，每块转接板可支持4路外围设备的通信。由于每块子测量板都是一个独立的单片机系统，所运行的程序各不相同，为能使程序的下载及更新简便易行，还可相应增设Bootloader下载功能，结合专用的下载工具可方便快捷的实现对任意一块功能板的程序下载。
下面对本实用新型的原理作进一步详述：
本电路板功能集成测试装置由U型插槽箱、主控制板、通信转接板、各子测量板、各测量设备与上位机等组成。其中U型箱体由铝型箱体、插槽及总线背板组成。主控制板通过通信线路连接上位机，通信转接板通过通信线路连接各测量设备。总线背板上布置了RS485总线及24V和5V电源母线，另有12个64母头针脚及50公头针脚连接器，以分别连接子测量板和外接信号线。主控制板主要由RS232端子、64针脚公头连接器、输入信号调理电路、主控电路、5V及3.3V稳压电路、Bootloader下载控制电路、程序下载RJ45接口、USB通信接口、指示灯阵列、485通信模块、输出信号调理电路等部分组成。主控制板插入到U型插槽箱后即可获取24V及5V电源输入，通过RS232或USB线缆可建立与上位机的通信连接，输入输出电路接收及控制着测量夹具实现全自动运行，Bootloader下载功能的加入使得程序下载变得简单易行，仅需通过下载管理系统选择要下载的程序及测量板即可实现下载更新。由于箱体内的所有测量或控制板均接入到了RS485总线上，故而可只通过主控制板即可实现上位机与任意一块测量子板的通信。
进一步的，通过集成稳压芯片LM2576-5.0实现了+24V至+5V的转换，通过芯片LM1117-3.3V又进一步降为3.3V，该电压主要供应主控制芯片PIC34HJ128。RS232及USB通信的实现由RS232接口端子、USB接口端子、MAX3232电平转换芯片及CP2102调理电路组成，用户可根据需要自由选择通信线缆。主控芯片的端子连线主要包括复位电路、晶振电路、232通信接口电路、485通信接口电路、输入输出接口电路、程序下载电路等。如前所述，本电路板功能集成测试装置与上位机的通信完全由主控制板承担，从上位机按一定格式发过来的指令经RS232或USB通道被主控制板接收后，随机对该指令进行解析，以确定指令要发送到的位置并将指令转发出去。子测量板回传的指令也经过主控制板的封装发送到上位机。通信转接板提供了4通道RS232接口，并带有板选址功能，以适应更多外围设备的连接要求。从上位机传输过来的指令经主控制板解析后被传送至通信转接板，该板通过分析数据包获取要操作的设备对象（获取RS232序号）及通信端口的设置信息（波特率等），并将指令通过该RS232端口转发出去。而通信转接板内的队列调度机制使来至外围设备的数据得到及时可靠的处理。板地址设置电路通过开关来设置从0-15不同的地址，从而可同时使用多个相同类型的测量板。RS232接口电路，主要使用了MAX3232电平转换芯片。PIC24HJ128芯片主要负责RS458通信及RS232外围设备通信。4通道RS232接口电路切换及信号隔离电路，转接板接收到来至主控制板的指令后得到要操作的通道，在队列调度机制作用下适时通过闭合相关的继电器创建通信通路，通信结束后再予以关闭。外接设备的信号均通过光耦予以了隔离。
上述方式中未述及的部分采取或借鉴已有技术即可实现。
需要说明的是，在本说明书的教导下，本领域技术人员所作出的任何等同替代方式，或明显变型方式，均应在本实用新型的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种电路板功能集成测试装置，其特征在于：包括U型插槽箱、主控制板、通信转接板、以及负责具体测量任务的各子测量板与各测量设备，所述U型插槽箱包括铝制镂空箱体、总线背板与插槽，所述总线背板包括RS485总线，各子测量板分别插入插槽中，通过RS485总线连接在一起，RS485总线与主控制板相连接，主控制板与上位机通信连接；各测量设备设置在U型插槽箱的外部，RS485总线与通信转接板连接，通信转接板与测量设备连接。
2.根据权利要求1所述的一种电路板功能集成测试装置，其特征在于：所述U型插槽箱中插槽的个数最多设置12个。
3.根据权利要求1所述的一种电路板功能集成测试装置，其特征在于：所述的总线背板由电源母线、RS485总线、信号总线、5V稳压电路模块、与各子测量板连接的64针母头连接器以及50针公头信号线连接器组成；5V稳压电路模块由G5ELM2576-5.0芯片构成。
4.根据权利要求1所述的一种电路板功能集成测试装置，其特征在于：所述的主控制板由RS485总线通信模块、RS232通信电路模块、USB通信电路模块、3.3V稳压电路模块、程序下载模块、主控电路模块及其他链接端子模块构成；RS485总线通信模块由SN75HVD3082ED芯片构成，RS232通信电路模块由MAX3232芯片构成，USB通信电路模块由CP2102芯片构成，3.3V稳压电路模块由LM1117-3.3V芯片构成，主控电路模块由PIC24HJ128芯片及其外围电路构成。
5.根据权利要求1所述的一种电路板功能集成测试装置，其特征在于：所述的通信转接板由RS485总线通信模块、RS232通信电路模块、3.3V稳压电路模块、程序下载模块、板地址设置电路模块、主控电路模块及其他链接端子模块构成；RS485总线通信模块由SN75HVD3082ED芯片构成，RS232通信电路模块由MAX3232芯片构成，3.3V稳压电路模块由LM1117-3.3V芯片构成，主控电路模块由PIC24HJ128芯片及其外围电路构成。
6.根据权利要求1所述的一种电路板功能集成测试装置，其特征在于：所述的各子测量板均由RS485总线通信模块、RS232通信电路模块、3.3V稳压电路模块、程序下载模块、板地址设置电路模块，主控电路模块及其他链接端子模块构成；RS485总线通信模块由SN75HVD3082ED芯片构成，RS232通信电路模块由MAX3232芯片构成，3.3V稳压电路模块由LM1117-3.3V芯片构成，主控电路模块由PIC24HJ128芯片及其外围电路构成。
7.根据权利要求1所述的一种电路板功能集成测试装置，其特征在于：所述的各子测量板主要类型有信号输入输出IO板、低压直流继电器板、高压交流继电器板、高压交流信号光耦隔离板、直流马达驱动板、蜂鸣器及LED检测板、电流源发生器板、PWM信号检测板与低压直流电压电流测量板。
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