CN210487894U - 一种指纹模组测试工具 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种指纹模组测试工具，属于测试工具相关领域。针对现有技术中存在的指纹模组测试需根据不同的指纹模组来匹配对应的测试方案，浪费人力物力，匹配错会出现误判、损坏的问题，本实用新型提供了一种指纹模组测试工具，包括主控芯片和指纹组连接座，指纹组连接座的数据接收端与数据发送端与主控芯片的数据发送端和数据接收端连接，指纹组连接座与主控芯片采取UART通讯方式通讯，进行相应的测试；测试过程中调节拨码开关选择对应指纹模组的运行电压、触摸电压和指纹模组类型，通过指示灯显示测试状态，兼容种类繁多的指纹模组测试，简化了测试流程，多模组测试提升了测试效率；同时减少芯片的数量，优化了电路结构。

Description

一种指纹模组测试工具

技术领域

本发明涉及测试工具相关领域，更具体地说，涉及一种指纹模组测试工具。

背景技术

指纹模组是可以独立进行指纹识别、指纹采集、指纹搜索匹配的模块，指纹模组在电子设备上的应用日益普及。目前市场上指纹模组在实现原理上大致可分为半导体指纹模组和光学指纹模组；在设计时由于不同场景的需求，会存在主控芯片电压、触摸电压的差异，其中主控芯片电压是为了给指纹主控芯片提供供电，使指纹主控芯片可以正常工作，主控芯片电压有5V和3V3之分，触摸电压是为了给触摸传感器单独供电，也是有5V和3V3之分；同时不同公司生产的指纹模组会采用自己的通讯方式，也就是通讯协议上也存在差异。正是由于这些差异使得指纹模组存在很多种类。

为保证出厂指纹模组的功能稳定性、安全性、可靠性，在指纹模组进行出厂时，往往需要对其进行测试。现如今市场上指纹模组测试工具大多都是为了实现流程化和自动化测试，也仅仅是满足自家生产的指纹模组的测试，并不能兼容市场上所有的指纹模组。这就使得在实际测试过程中，测试人员就需要根据不同的指纹模组来匹配对应的测试方案以及测试流程,如此一来在测试过程中需要根据指纹模组种类进行逐个测试不仅会浪费大量的人力物力，而且匹配错对应测试电压与程序可能会出现误判，严重的还可能损坏指纹模组。

中国专利申请，申请号201710878820.4，申请日2017年9月26日，公开了一种指纹模组的测试装置及测试方法，指纹模组的测试装置包括：指纹模组、发射组件、接收组件；所述接收组件分别与所述指纹模组及所述发射组件相连接；其中，所述指纹模组用于采集指纹数据，并将所述指纹数据及模组数据发送至所述接收组件，所述发射组件用于向所述接收组件发送测试指令，所述接收组件用于接收所述指纹数据、所述模组数据及所述测试指令，并根据所述测试指令测试所述指纹数据及所述模组数据，同时生成测试日志。通过该生产测试装置实现对指纹模组的有效测试，进而保证指纹模组功能正常。该发明无法应对种类繁多的指纹模组，在实际测试中带来的不便，也不能对指纹模组进行批量检测，无法方便高效的对多种类指纹模组进行大规模测试。

中国专利申请，专利号201721484577.X，授权公告日2018年5月15日，公开了一种用于指纹模组测试系统的转接装置及指纹模组测试系统，指纹模组测试系统还包括测试装置和用于承载待测指纹模组的连接器，转接装置包括：多个转接组件，分别与不同的管脚类型的连接器相匹配，每个转接组件可插拔地连接到相匹配的连接器；第一插针组件，第一插针组件的一端连接到多个转接组件，另一端通过多个插针与测试装置的连接线可拆卸地连接，其中，第一插针组件的多个插针与测试装置的连接线之间的连接关系与待测指纹模组的管脚配置类型相关联。通过一个转接装置可以实现与多种指纹模组的可插拔的连接，使用范围广，简化了测试人员的操作，节省了测试人员的操作时间，节省了测试所需的人力、物力资源。该发明可以批量对多种指纹模组测试，但依靠相匹配的连接器连接转接组件，测试系统较为复杂，该专利通过转接装置将测试装置与多个指纹模组同时连接，再与测试装置连接进行测试，结构复杂，针对不同类型的指纹模组，需要更换连接检测工作，检测效率低，生产测试不方便。

发明内容

1.要解决的技术问题

针对现有技术中存在的指纹模组测试需要根据不同类型的指纹模组来匹配对应的测试方案以及测试流程，不仅浪费大量的人力物力，而且匹配错对应测试电压与程序可能会出现误判甚至损坏指纹模组的问题，本实用新型提供了一种指纹模组测试工具，通过拨码开关选择匹配对应的指纹模组类型和测试环境，可以同时检测多个指纹模组的可靠性，实现方便高效的对多种类指纹模组进行大规模测试。

2.技术方案

本实用新型的目的通过以下技术方案实现。

一种指纹模组测试工具，用于对指纹模组进行测试，可兼容种类繁多的指纹模组，实现批量测试。一种指纹模组测试工具，包括主控芯片、指纹组连接座、连接模块、指示灯、开关和电压输入接口，指纹组连接座与主控芯片通过连接模块连接传输数据；指示灯、开关和电压输入接口均与主控芯片连接。

更进一步的，连接模块分别连接主控芯片和指纹组连接座的数据接收端和数据发送端，指纹组连接座与主控芯片采取UART通讯方式来通讯传输数据，主控芯片依据指纹组连接座发送的数据进行相应的测试。

更进一步的，连接模块包括反相器和双向开关电路，由于主控芯片引脚有限，为了连接更多的指纹模组进行测试，在连接模块中使用反相器和双向开关电路，当指纹组连接座和主控芯片的数据收发端进行通信时，连接模块通过逻辑控制触发对应的指纹模组或主控芯片引脚，来实现对应的测试。传统连接中数据收发端两两连接需要消耗主控芯片两个引脚，连接模块的使用，减少了数据收发端的连接，减少了通信线数量，用一个主控芯片测试更多的指纹模组，减小了芯片的数量，优化了电路结构，缩小了电路板的体积。

更进一步的，开关为拨码开关，其中B组拨码开关与主控芯片连接用来选择不同的测试内容，可以测试不同种类的指纹模组，如光学指纹模组或半导体指纹模组，根据当前指纹组模块的类型，选择拨码开关，测试指纹模组的通讯功能和触摸功能，通过UART通讯将指纹组连接座与主控芯片连接，传输指纹模组数据给主控芯片，使用主控芯片中的的测试内容对指纹模组进行功能测试。通过开关的闭合来控制连接对应主控芯片不同的引脚，匹配与之对应的测试内容。仅通过增加一个拨码开关，使测试工具实现多种类指纹模组的功能测试，使得测试工具集成了多种类型的指纹模组测试电路，逻辑简单容易实现，实际操作也很方便。

更进一步的，电压输入接口与主控芯片之间连接有稳压器，测试主板通过电压输入接口外接电压源用于提供测试主板电压的需求，同时通过稳压器将电压稳定用于提供测试主板其他电压值需求。稳压器的PW_EN引脚与主控芯片连接，主控芯片电压被拉低时触发稳压器工作。测试工具将拨码开关与主控芯片不同的电源端连接，使用拨码开关的选择连通电源电压或稳压器电压，通过开关的闭合选择不同的引脚对应电平，当拨码开关选择高电平时，连接电压源电压，当拨码开关选择低电平时，使能稳压器引脚，稳压器工作将电压稳定到固定值。

更进一步的，测试工具功包括两个稳压器，两个稳压器分别连接主控芯片电压端口和触摸电压端口。不同的指纹模组的测试电压和触摸电压不一样，本实用新型通过拨码开关的运用集成了多种不同类型的指纹模组的测试工具，不仅在功能测试时对不同指纹模组的类型选择不同的测试内容，还可以满足同类型不同的电压测试环境需求，使用范围更广。

更进一步的，主控芯片和指纹组连接座均与指示灯连接，主控电压和触摸电压通过拨码开关选择使用高电平或低电平，不同的电压选择结果根据电源指示灯直观的标识，当拨码开关选择电路电压引脚为高电平时，电路连接电压源电压，电源指示灯亮；当拨码开关选择电路电压引脚为低电平时，使能对应稳压器工作，电路连接稳压器输出电压，电源指示灯灭。

电源指示灯包括第一电源指示灯和第二电源指示灯，第一电源指示灯用于提示主控芯片电压，第二电源指示灯用于提示触摸测试电压；因为常见的单片机供电都是3V3和5V，对应的指纹模组的测试电压和触摸电压基本只有3V3和5V两种情况，本实用新型通过指示灯提示电压；主控芯片电压3V3且触摸电压3V3时，第一电源指示灯灭，第二电源指示灯灭；主控芯片电压5V且触摸电压3V3时，第一电源指示灯亮，第二电源指示灯灭；主控芯片电压3V3且触摸电压5V时，第一电源指示灯灭，第二电源指示灯亮；主控芯片电压5V且触摸电压5V时，第一电源指示灯亮，第二电源指示灯亮。电路中稳压器只有在主控芯片端口电平被拉低后触发工作，当主控芯片端口处于高电平状态时稳压器处于不工作状态，减少了测试工具的功耗以及器件的损耗。

更进一步的，指示灯为发光二极管，二极管正向导通时，指示灯亮起；二极管反向截止时，指示灯熄灭；在测试指纹模组的测试功能时，发光二极管的使用让测试过程更直观，测试更方便，当手指触摸指纹模组时，指纹组连接座电路对应引脚发出高电平信号，发光二极管导通，指示灯亮；当没有手指触摸指纹模组时，指纹组连接座电路对应引脚发出低电平信号，发光二极管断开，指示灯灭。指纹模组的触摸功能是当指纹模组检测到手指触摸后会有一个高电平或者低电平的信号输出，通过这个电平信号来确定手指的有无，当指纹模组检测到手指后输出高电平即为高电平有效，反之是低电平有效。倘若指纹模组为触摸高电平有效时，当手指未放置则指示灯会灭，手指放置则指示灯会亮；倘若指纹模组为触摸低电平有效时，当手指未放置则指示灯会亮，手指放置则指示灯会灭，除此之外则可判断指纹模组触摸功能异常。根据指示灯判断指纹模组测试功能，逻辑简单易于实现，电路上只需增加一个发光二极管，成本低。

主控芯片的I/O口连接指示灯来提示指纹模组的通信和彩图功能，指示灯提示指纹模组的通信功能和彩图功能，测试时指纹模组采用UART通讯方式，根据主控芯片的发出或接收的数据，通过芯片对应引脚使能对应的指纹模组，根据指示灯亮灭检测指纹模组通信和彩图功能。在进行通信测试时，倘若指示灯处于熄灭状态代表此时指纹模组通信正常；倘若指示灯常亮代表此时指纹模组存在通信异常。在进行彩图测试时，每间隔4s左右，测试主板会向指纹头发出采图指令，指示灯会亮起，如未亮起即采图异常。

更进一步的，指纹模组功能测试对应指示灯和主控芯片通过位移缓存器连接，主控芯片I/O口与指示灯间连接位移缓存器实现主控芯片I/O口的一对多连接，因为本实用新型可以同时对多个指纹模组进行检测，如果每个指纹模组对应的指示灯都占用一个主控芯片的I/O口，会浪费很多主控芯片的资源，也使测试工具芯片扩大，为了减少测试工具体积，优化测试工具结果，在主控芯片的I/O口和指示灯之间使用位移缓存器，通过串行输入，并行输出实现接口数量的减少，提高芯片利用率。

更进一步的，指纹组连接座数量为N，N大于等于1，测试主板上设置有多个指纹组连接座，多个指纹模组同时连接在测试主板上与主控芯片连接，实现批量测试，尤其适合生产时指纹模组的可靠性检测。

如上述描述，在测试过程中，调节拨码开关选择对应指纹模组的测试电压、触摸电压和指纹模组类型，就可以实现兼容市场上几乎所有的指纹模组测试，通过对应的指示灯就可以直观的提示此时对应模组的测试状态。如此一来，不仅可以兼容种类繁多的指纹模组测试，批量对指纹模组进行检测，而且简化了测试流程，简单高效。

3.有益效果

相比于现有技术，本发明的优点在于：

(1)本实用新型可兼容市场上常见的光学指纹模组和半导体指纹模组，同时能够满足指纹模组不同的主控芯片电压、触摸电压的测试环境，还能够匹配不同类型模组的通讯协议，使市场上种类繁多的指纹模组都可以在该可靠性测试工具下测试；

(2)本实用新型可以进行批量测试，有助于提高指纹模组测试的效率；尤其适合生产时指纹模组的可靠性检测，确保能够及时发现生产过程中造成的指纹模组功能缺陷、不稳定等问题，提高测试效率减少测试时间，降低了时间成本和人力成本；

(3)本实用新型电路结构简单，拨码开关和发光二极管等部件的使用，成本低实现逻辑简单，只需拨动开关即可选择不同的测试环境和测试内容，优化了测试工具的功能，操作起来很方便也很直观，适合各类型的测试人员使用，使用范围应用广泛；稳压器设计只在主控芯片被拉低电压时出发，当主控芯片为高电平时处于不工作状态，减少了电路的功耗和元器件的损耗；位移缓存器的设计在进行批量检测时减少了芯片的数量，优化了电路结构，缩小了测试工具的体积。

附图说明

图1是本发明指纹模组测试工具的结构示意图；

图2是本发明指纹模组连接座的电路连接示意图；

图3是本发明A组拨码开关的电路连接示意图；

图4是本发明主控芯片电压稳压器电路；

图5是本发明B组拨码开关的电路连接示意图；

图6是本发明C组拨码开关的电路连接示意图；

图7是本发明触摸电压稳压器电路；

图8是本发明主控芯片接收信号电路原理图；

图9是本发明主控芯片发送信号电路原理图；

图10是本发明电源指示灯电路原理图；

图11是本发明红色指示灯电路原理图。

图中：1、指纹组连接座；2、电压输入接口；3、红色指示灯；4、蓝色指示灯；5、A组拨码开关；6、C组拨码开关；7、B组拨码开关；8、主控芯片；9、第一电源指示灯；10、第二电源指示灯。

具体实施方式

下面结合说明书附图和具体的实施例，对本发明作详细描述。

实施例1

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

如图1所示，为本专利测试主板，一种指纹模组测试工具，包括连接在测试主板上的指纹组连接座1、电压输入接口2、主控芯片8、指示灯和拨码开关；指纹连接座1通过连接线将指纹模组与测试主板连接，电压输入接口2用于给测试主板提供稳定的电压源，主控芯片8内置测试指纹模组的测试程序，指示灯提示测试的指纹模组的状态，拨码开关控制选择不同类型的指纹模组。其中电压输入接口2为本测试主板的电源。该接口需要外接稳定的5V电压源用于提供测试主板上5V电压的需求，同时通过AMS117正向低压稳压器将电压稳定到3V3用于提供测试主板的3V3电压源。

如图2所示，为本测试主板上指纹模组连接座1，该连接座为指纹模组通用的7pin引脚，其中1引脚接地；2引脚和3引脚用来为UART的RXD、TXD作为通讯的连接线，2引脚为接收数据端RXD1,3引脚为发送数据端TXD1；4引脚作为主控芯片8供电；5引脚在指纹模组上的功能为复位引脚在测试过程中可以不接，故而悬空；6引脚作为LED输出连接蓝色指示灯4，用来提示测试指纹模组的触摸功能；7引脚连接触摸电压。以下会根据各个引脚功能详细说明的具体实现原理。

如图3、图4所示，为主控电压控制的设计原理；图3为A组拨码开关5的电路连接示意图，A组拨码开关5用于控制主控芯片8的电压，开关1键的一端与5V电压源相连接，另一端与指纹模组连接座的VCC引脚相连；开关2键的一端与主控芯片8的VCC_T相连，另一端接地。当A组拨码开关5的开关1键处于ON状态，开关2键处于OFF状态，此时指纹模组的VCC引脚直接与5V相连接，即主控芯片8供电为5V，同时第一电源指示灯9会亮；当开关1键处于OFF状态，开关2键处于ON状态，此时开关2键引脚会将主控芯片8的VCC_T引脚拉低，当主控芯片8检测到该引脚为低电平状态，会使能图4中XC6209F332M稳压器PW_EN引脚，稳压器开始工作将5V稳定到3V3,通过5引脚输出3V3的主控芯片8电压，同时第一电源指示灯9会灭。本发明设计的优点就是当使用5V电源时，XC6209F332M稳压器可以处于不工作状态，减少了功耗以及元器件的损耗。

如图5所示，为测试主板上B组拨码开关7电路连接示意图，B组拨码开关7用来控制选择指纹模组种类。如图所示，B组拨码开关7一端接地，另一端连接主控芯片8上的A引脚和B引脚。当B组拨码开关7的开关1键处于OFF状态，开关2键处于ON状态，连接主控芯片8的B引脚会被拉低，主控芯片8检测到B引脚的低电平后，在软件层面会匹配与之对应的光学指纹模组的测试程序；当开关1键处于ON状态，开关2键处于OFF状态，连接主控芯片8的A引脚会被拉低，主控芯片8检测到A引脚的低电平后，在软件层面会匹配与之对应的半导体指纹模组的测试程序。

如图6、图7所示，为触摸电压控制的设计原理；图6为测试主板上C组拨码开关6，开关1键一端与5V电压源相连接，另一端与指纹模组连接座的VT引脚相连；开关2键一端与主控芯片8的VT相连，另一端接地。当C组拨码开关6的开关1键处于ON状态，开关2键处于OFF状态，此时指纹模组的VT引脚直接与5V相连接，即触摸供电为5V，同时第二电源指示灯10会亮；当开关1键处于OFF状态，开关2键处于ON状态，此时开关2键引脚会将主控芯片8的VT_C引脚拉低，当主控芯片8检测到该引脚为低电平状态，会使能图7中XC6209F332M稳压器VT_EN引脚，稳压器开始工作将5V稳定到3V3,通过5引脚输出3V3的触摸电压，同时第二电源指示灯10会灭。

触摸测试原理，如图2所示，测试主板上指纹模组连接座1，6引脚为检测指纹模组触摸是否正常。指纹模组分为触摸高电平有效和触摸低电平有效，触摸高电平有效，即当指纹模组检测到手指后6引脚会输出一个高电平，触摸低电平有效，当指纹模组检测到手指后6引脚会输出一个低电平。对应的通过6引脚直接相连接的蓝色指示灯4来提示状态。当触摸高电平有效时，指纹模组未检测到手指蓝色指示灯4会灭，检测到手指后蓝色指示灯4会亮起；当触摸低电平有效时，未检测到手指蓝色指示灯4会亮起，检测到手指后蓝色指示灯4会灭。

如图8、图9所示，为指纹模组通讯、采图测试的原理，指纹模组采用UART通讯的方式，即通过RXD、TXD进行通讯，其中指纹模组通过指纹模组连接座的RXD与主控芯片8的TXD相连接；指纹模组的TXD与主控芯片8的RXD相连接。由于本测试主板上可以同时测试二十个指纹模组，故而需要CD4069_14、CD4016BM96来进行处理；在进行通讯测试时，主控芯片8由M_TXD发出数据，并通过使能CD4069_14的对应IN引脚来进行决定发送给对应的指纹模组；当主控芯片8接收数据时，由M_RXD来接收数据，接收处理哪个指纹模组由CD4016BM96的CONTROL引脚所决定。如此来实现对应的通讯以及采图测试。

如图10所示，为电源指示灯电路原理图，当电源接通时，电源提示灯会亮起，二极管起到一个开关的作用，没有电源接通时相当于开路状态，电源提示灯熄灭。

如图11所示，为指纹模组功能测试相应红色指示灯3，由于测试主板上有二十个指纹模组连接座，假如每个指纹模组对应的指示灯占用一个主控芯片8的IO引脚，会浪费很多主控芯片8的IO资源，故而采用74HC595可以通过四个引脚实现二十个指纹模组状态的指示。

以上示意性地对本发明创造及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，在不背离本发明的精神或者基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。附图中所示的也只是本发明创造的实施方式之一，实际的结构并不局限于此，权利要求中的任何附图标记不应限制所涉及的权利要求。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本专利的保护范围。此外，“包括”一词不排除其他元件或步骤，在元件前的“一个”一词不排除包括“多个”该元件。产品权利要求中陈述的多个元件也可以由一个元件通过软件或者硬件来实现。第一，第二等词语用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。

Claims (10)

1.一种指纹模组测试工具，其特征在于，包括主控芯片、指纹组连接座、连接模块、指示灯、开关和电压输入接口，指纹组连接座与主控芯片通过连接模块连接传输数据；指示灯、开关和电压输入接口均与主控芯片连接。

2.根据权利要求1所述的一种指纹模组测试工具，其特征在于，连接模块分别连接主控芯片和指纹组连接座的数据接收端和数据发送端。

3.根据权利要求2所述的一种指纹模组测试工具，其特征在于，连接模块包括反相器和双向开关电路。

4.根据权利要求1所述的一种指纹模组测试工具，其特征在于，开关为拨码开关，其中B组拨码开关与主控芯片连接用来选择不同的测试内容。

5.根据权利要求1所述的一种指纹模组测试工具，其特征在于，电压输入接口与主控芯片之间连接有稳压器。

6.根据权利要求5所述的一种指纹模组测试工具，其特征在于，测试工具功包括两个稳压器，两个稳压器分别连接主控芯片电压端口和触摸电压端口。

7.根据权利要求1所述的一种指纹模组测试工具，其特征在于，主控芯片和指纹组连接座均与指示灯连接。

8.根据权利要求7所述的一种指纹模组测试工具，其特征在于，指示灯为发光二极管。

9.根据权利要求7所述的一种指纹模组测试工具，其特征在于，指纹模组功能测试对应指示灯和主控芯片通过位移缓存器连接。

10.根据权利要求1所述的一种指纹模组测试工具，其特征在于，指纹组连接座数量为N，N大于等于1。

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