CN209728111U - 一种单板测试设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种单板测试设备，包括：供电模块、主控制器、CAN通信模块、多个脱机烧写工具、多个脱机烧写控制器，每个脱机烧写工具与每个脱机烧写控制器一一对应连接，多个脱机烧写控制器包括多个脱机烧写控制器，多个脱机烧写控制器依次通过串口连接，位于末端的脱机烧写控制器通过CAN通讯模块与主控制器连接。本实用新型具有结构集成度高、效率高，低成本，操作简单的特点。

Description

一种单板测试设备

技术领域

本实用新型涉及PCB的单板测试技术领域，特别涉及一种单板测试设备。

背景技术

由于企业生产的需要，每天会有大量从工厂回来的PCB板半成品需要组装，这些PCB板都面临两个问题:1、PCB上有用到的主控制器或者DSP在组装之前需要提前先烧录好程序。2、即使是SMT技术如此成熟的今天，我们也不可避免的会遇到有贴片不良的PCB板，在组装之前，我们必须快速又准确的把这些不良的PCB板从中挑出来，以免留到接下来的生产中。那么如何完成上面两个步骤成了各大企业的难题。

首先，对于PCB上的各个IC程序的烧写，各个企业之前也都有各自的办法：1：可以人工编程：靠人工操作完成烧录工作，此方法对工人要求高，出错率高，而且难以实现批量化，一般不采用。2：购买对应的自动编程机：一般IC厂商都会提供自家 IC的自动编程装置，可以完成批量性的烧录工作，而且操作简单，也不容易烧录失败，但缺点是成本较高。3：直接让IC厂家代烧：IC厂家也可以直接替企业把程序在出厂前就烧录进去，但此方法也会增加较多的成本。

其次，对回来的PCB板的测试也成了企业的一大难题。虽然现在的SMT厂商基本会有首样确认，而且PCB出厂前也会有检测，但受原材料，工人操作等影响，依然会有不合格的PCB板流入生产流程中去，针对这些板子，如何把他们从中挑出来就成了各个企业面临的难题。

一般企业也会有以下测试方法：

1：人工目检：靠人工观察是否有空焊，缺焊或焊接不良等问题，此方法费时费力，一般不采用。

2在线测试仪ICT：利用专门的针床与焊接好的PCB的元器件接触，并用数百毫伏电压和10毫安以内电流进行分立隔离测试，从而精确地测出所装电阻、电感、电容、二极管、三极管、可控硅、场效应管、集成块等通用和特殊元器件的漏装、错装、参数值偏差、焊点连焊、线路板开短路等故障，并将故障是哪个元件或开短路位于哪个点准确告诉用户。针床式在线测试仪优点是测试速度快，适合于单一品种民用型家电线路板及大规模生产的测试，而且主机价格较便宜。缺点：测试用针床夹具的制作、调试周期长、价格贵；对于一些高密度SMT线路板由于测试精度问题无法进行测试。

实用新型内容

本实用新型的目的旨在至少解决所述技术缺陷之一。

为此，本实用新型的目的在于提出一种单板测试设备。

为了实现上述目的，本实用新型的实施例提供一种单板测试设备，包括：供电模块、主控制器、CAN通讯模块、多个脱机烧写工具、多个脱机烧写控制器，其中，

所述供电模块的输出端与所述主控制器的输入端连接，以向所述主控制器进行供电，由所述主控制器进一步向每个所述脱机烧写工具供电；

每个所述脱机烧写工具与每个脱机烧写控制器一一对应连接，所述多个脱机烧写控制器位于主PCB板内，

所述多个脱机烧写控制器包括多个脱机烧写控制器，所述多个脱机烧写控制器依次通过串口连接，位于末端的脱机烧写控制器通过所述CAN通讯模块与所述主控制器连接；所述脱机烧写控制器的数量为三个，包括：依次级联的第一脱机烧写控制器、第二脱机烧写控制器和第三脱机烧写控制器，其中，所述第三脱机烧写控制器通过所述CAN通讯模块与所述主控制器连接；

多个电流采样电路，在所述主控制器和每个所述脱机烧写控制器之间连接有一个电流采样电路。

进一步，所述供电模块包括：微动开关和供电转换单元，所述微动开关的输入端接12V电压，所述微动开关的输出端与所述供电转换单元的输入端连接，所述供电转换单元将输入端12V电压转换为5V和3.3V电压，并输出至所述主控制器。

进一步，还包括：工作指示灯，所述工作指示灯与所述主控制器连接，在所述主控制器判断电路运行正常或异常时，采用不同颜色的指示灯进行区别提醒。

进一步，还包括：按键控制电路，所述按键控制电路包括多组按键，每组按键与一个脱机烧写控制器对应连接。

进一步，所述电流采样电路包括：与所述脱机烧写控制器连接的采样电阻，所述采样电阻进一步与运算放大器的正向输入端和负向输入端连接，所述运算放大器的输出端与所述主控制器连接。

进一步，所述主控制器采用ARM微控制器。

根据本实用新型实施例的单板测试设备，对已加工好的PCB板的脱机烧写控制器进行烧写、利用CAN通讯模块实现主控制器与各个烧写工具的连接，通过电流采样模块采集各个脱机烧写控制器的电流变化值，整个过程全部由主控制器来完成，不需要工人的任何额外操作，而且结构集成化稿、操作简单，速度快，准确度高，成本低廉，可复制性强非常适合批量生产。

本实用新型附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为根据本实用新型实施例的单板测试设备的示意图；

图2为根据本实用新型实施例的主控制器的示意图；

图3为根据本实用新型实施例的程序烧录工具的按键控制电路；

图4为根据本实用新型实施例的供电模块；

图5为根据本实用新型实施例的主控制器供电电路；

图6为根据本实用新型实施例的程序烧录工具的供电控制电路；

图7为根据本实用新型实施例的电流采样电路；

图8为根据本实用新型实施例的CAN通讯电路。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

本实用新型实施例的单板测试设备，包括：供电模块、主控制器、CAN通讯模块、多个脱机烧写工具、多个脱机烧写控制器。

具体的，供电模块的输出端与主控制器的输入端连接，以向主控制器进行供电，由主控制器进一步向每个脱机烧写工具供电。优选的，如图2所示，本实用新型实施例的主控制器可以采用ARM微控制器。此外，本实用新型实施例的单板测试设备还包括：晶振电路，用于提供整个电路系统的时序控制。

在本实用新型的一个实施例中，供电模块包括：微动开关和供电转换单元，微动开关的输入端接12V电压，微动开关的输出端与供电转换单元的输入端连接，供电转换单元将输入端12V电压转换为5V和3.3V电压，并输出至主控制器，如图4所示。

每个脱机烧写工具与每个脱机烧写控制器一一对应连接，多个脱机烧写控制器位于主PCB板内，由脱机烧写工具向对应的脱机烧写控制器进行程序烧录。

多个脱机烧写控制器包括多个脱机烧写控制器，多个脱机烧写控制器依次通过串口连接，位于末端的脱机烧写控制器通过CAN通讯模块与主控制器连接，当烧录完成后，由多个脱机烧写控制器依次将传输来的上一级的脱机烧写控制器的固定信息和自身的固定信息，向下一级脱机烧写控制器传递，由位于末端的脱机烧写控制器将所有脱机烧写控制器的固定信息发送至主控制器，由主控制器对上述固定信息进行判断，如果无误则确认烧写成功。

在本实用新型的一个实施例中，脱机烧写控制器的固定信息，包括：温度数据、电压数据和电流数据。需要说明的是，上述固定信息为用户预先设置的信息，可根据需要进行调整。

优选的，脱机烧写控制器的数量可以为三个。

参考图1，依次级联的第一脱机烧写控制器、第二脱机烧写控制器和第三脱机烧写控制器，其中，第三脱机烧写控制器通过CAN通讯模块与主控制器连接，在烧录完成后，由第一脱机烧写控制器将自身的固定信息发送至第二脱机烧写控制器，第二脱机烧写控制器将第一脱机烧写控制器和第二脱机烧写控制器的固定信息发送至第三脱机烧写控制器，由第三脱机烧写控制器将第一至第三脱机烧写控制器的固定信息发送至主控制器。图8为根据本实用新型实施例的CAN通讯电路，包括CAN通讯芯片、共模电感、多个电容等器件。

并且，如图3所示，设置按键控制电路包括多组按键，每组按键与一个脱机烧写控制器对应连接。

此外，本实用新型实施例的单板测试设备，还包括多个电流采样电路，在主控制器和每个脱机烧写控制器之间连接有一个电流采样电路，电流采样电路用于检测对应连接的脱机烧写控制器的工作电流，并将工作电流发送至主控制器，由主控制器根据工作电流分析得到每个脱机烧写控制器的待机功耗，并根据待机功耗判断是否出现器件贴错或连锡状况。

在本实用新型的一个实施例中，如图7所示，电流采样电路包括：与脱机烧写控制器连接的采样电阻，采样电阻进一步与运算放大器的正向输入端和负向输入端连接，运算放大器的输出端与主控制器连接。

在检测无器件贴错或连锡状况下，由主控制器通过CAN通讯模块向位于末端的脱机烧写控制器发送报文，其中，报文记录有对每个脱机烧写控制器的控制动作指令，位于末端的脱机烧写控制器后向逐个传递动作指令，以实现每个脱机烧写控制器根据其对应的控制指令完成相应动作，在此过程中，主控制器持续接收来自电流采用电路的电流变化信息，然后将其余预设的正常电流范围进行比对，以判断电路是否运行正常。

在本实用新型的一个实施例中，本实用新型的单板测试设备还包括：工作指示灯，工作指示灯与主控制器连接，在主控制器判断电路运行正常或异常时，采用不同颜色的指示灯进行区别提醒。例如，绿色灯亮表示工作正常，红色灯亮表示工作异常。

下面结合图1至图8以三个脱机烧写控制器为例，对本实用新型的工作流程进行说明。

当PCB板放入该单板测试工装并压好时，工装上的顶针会与主PCB板的各个测试点相连，且微动开关会闭合使图5中的主控制器供电电路得12V电压供电，然后通过图5所示的供电转换电路将12V转5V转3.3V输出，此时图2的主控制器开始工作，主控制器会先置高Download_Power_CTR使图6的mos管Q212导通，通过Q212的导通使图6的继电器K204闭合，从而将5V电压输送至图6中的CN212、CN213、CN214,这 3个座子，分别对第一脱机烧写工具、第二脱机烧写工具、第三脱机烧写工具供电。然后主控制器会置高一下Download_SW_CTR,使图3的mos管Q207导通一下，从而使按键控制电路的继电器K201闭合一下，通过该操作模拟脱机烧写工具的按键操作，脱机烧写工具按键闭合一下后，其将会执行烧录工作。

此时，第一脱机烧写工具、第二脱机烧写工具、第三脱机烧写工具会进行程序烧录，待程序烧录完成之后，主控制器会置高V_CTR，从而闭合图4的mos管Q205,从而闭合供电模块的继电器K202，此时12V的供电会供给主PCB板的第一脱机烧写控制器、第二脱机烧写控制器、第三脱机烧写控制器,主控制器会通过CAN通讯电路与第三脱机烧写控制器建立通讯。

第一脱机烧写控制器会通过RS232串口通讯发送一个固定的信息A给第二脱机烧写控制器，第二脱机烧写控制器会通过RS232串口通讯自己的固定信息B和第一脱机烧写控制器的固定信息A一起发送给第三脱机烧写控制器,第三脱机烧写控制器会通过 CAN通讯模块将自己的固定信息C和第一脱机烧写控制器的固定信息A、第二脱机烧写控制器的固定信息B一起发送给主控制器。主控制器在接收到上述固定信息并判断无误之后就认为烧写成功，接着进行下一步操作。

主控制器通过电流采样电路分别检测第一脱机烧写控制器、第二脱机烧写控制器、第三脱机烧写控制器的待机功耗，通过待机功耗来判断是否有器件贴错或连锡。当判断上述均正常后，主控制器先给第三脱机烧写控制器发报文，控制主PBC板的第一脱机烧写控制器、第二脱机烧写控制器、第三脱机烧写控制器对自己的各个电路分别作出相应的控制动作。不同的控制动作其供电的电流变化也是不同的，主控制器通过各个电流采样电路采集这些电流的变化信息与程序里给定的正常的电流范围作比较来判断电路是否运行正常。

如果都正常，则判定为通过,测试结束，主控制器使能19引脚，是的MOS管Q204导通，从而控制绿灯亮，如果其中有任意一步不正常，则判定为失败，主控制器使能18引脚，使得MOS管Q203导通，从而控制红灯亮；断开供电模块的继电器K202，切断三个脱机烧写控制器的电源，以保护电路。同时，向上位机上报发生错误的信息，以方便工人快速定位问题并维修。

根据本实用新型实施例的单板测试设备，对已加工好的PCB板的脱机烧写控制器进行烧写、利用CAN通讯模块实现主控制器与各个烧写工具的连接，通过电流采样模块采集各个脱机烧写控制器的电流变化值，整个过程全部由主控制器来完成，不需要工人的任何额外操作，而且结构集成化稿、操作简单，速度快，准确度高，成本低廉，可复制性强非常适合批量生产。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。本实用新型的范围由所附权利要求极其等同限定。

Claims (6)

1.一种单板测试设备，其特征在于，包括：供电模块、主控制器、CAN通讯模块、多个脱机烧写工具、多个脱机烧写控制器，其中，

所述供电模块的输出端与所述主控制器的输入端连接，以向所述主控制器进行供电，由所述主控制器进一步向每个所述脱机烧写工具供电；

每个所述脱机烧写工具与每个脱机烧写控制器一一对应连接，所述多个脱机烧写控制器位于主PCB板内，

所述多个脱机烧写控制器包括多个脱机烧写控制器，所述多个脱机烧写控制器依次通过串口连接，位于末端的脱机烧写控制器通过所述CAN通讯模块与所述主控制器连接；所述脱机烧写控制器的数量为三个，包括：依次级联的第一脱机烧写控制器、第二脱机烧写控制器和第三脱机烧写控制器，其中，所述第三脱机烧写控制器通过所述CAN通讯模块与所述主控制器连接；

多个电流采样电路，在所述主控制器和每个所述脱机烧写控制器之间连接有一个电流采样电路。

2.如权利要求1所述的单板测试设备，其特征在于，所述供电模块包括：微动开关和供电转换单元，所述微动开关的输入端接12V电压，所述微动开关的输出端与所述供电转换单元的输入端连接，所述供电转换单元将输入端12V电压转换为5V和3.3V电压，并输出至所述主控制器。

3.如权利要求1所述的单板测试设备，其特征在于，还包括：工作指示灯，所述工作指示灯与所述主控制器连接，在所述主控制器判断电路运行正常或异常时，采用不同颜色的指示灯进行区别提醒。

4.如权利要求1所述的单板测试设备，其特征在于，还包括：按键控制电路，所述按键控制电路包括多组按键，每组按键与一个脱机烧写控制器对应连接。

5.如权利要求1所述的单板测试设备，其特征在于，所述电流采样电路包括：与所述脱机烧写控制器连接的采样电阻，所述采样电阻进一步与运算放大器的正向输入端和负向输入端连接，所述运算放大器的输出端与所述主控制器连接。

6.如权利要求1所述的单板测试设备，其特征在于，所述主控制器采用ARM微控制器。