基于VB的電子線路板自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)

摘　要： 應(yīng)用VB高級(jí)語言的圖形功能和RS2232串行通信方面的功能，設(shè)計(jì)了一套燃油取暖器電子線路板的自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)，可以快速高效地檢查電子線路板的裝配質(zhì)量和電子元器件的質(zhì)量問題。該系統(tǒng)是一種圖形化測(cè)試裝置，在生產(chǎn)實(shí)踐中獲得了很好的使用，稍作改動(dòng)也可用于其他電子線路板的自動(dòng)測(cè)試，有一定的適用面。

0　引言

在電子產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中，需要將各種電子元器件安裝到電子線路板上，由于種種原因，安裝后的線路板可能會(huì)存在故障，需要進(jìn)行測(cè)試。在生產(chǎn)流水線上，若依靠人工進(jìn)行測(cè)試既費(fèi)事費(fèi)力又容易出現(xiàn)差錯(cuò)。針對(duì)這種情況，我們?cè)谏a(chǎn)燃油取暖器的電子線路板的過程中，設(shè)計(jì)了一套電子線路板自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)，可以在幾秒鐘內(nèi)利用計(jì)算機(jī)自動(dòng)測(cè)試線路板的各種功能，如果存在問題，測(cè)試系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)顯示故障的類型和性質(zhì)，由于采用機(jī)器自動(dòng)測(cè)試，排除了人為的干擾因素，大幅度提高了測(cè)試的效率和產(chǎn)品的合格率。

1　測(cè)試系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

1. 1　線路板的設(shè)計(jì)

燃油取暖器的電子線路板各有4個(gè)模擬量、2個(gè)開關(guān)量輸入信號(hào)和輸出控制信號(hào)，如圖1所示。一般，在線路板的設(shè)計(jì)中，只需要考慮線路板的輸入、輸出信號(hào)接插件的結(jié)構(gòu)。在這里是用仿真的方法來實(shí)現(xiàn)測(cè)試任務(wù)的，由計(jì)算機(jī)向線路板輸入測(cè)量信號(hào)并接收線路板的輸出信號(hào)，所以在設(shè)計(jì)電子線路板的時(shí)候，需要在線路板上設(shè)計(jì)相應(yīng)的測(cè)試點(diǎn)，把這些輸入點(diǎn)和輸出點(diǎn)安排在適當(dāng)?shù)奈恢?，讓?jì)算機(jī)能夠輸入和檢測(cè)這些信息。

圖1　輸入輸出信號(hào)。

1. 2　測(cè)試系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)

為了能夠向電子線路板輸入和獲得信號(hào)，需要設(shè)計(jì)一個(gè)測(cè)試夾具。當(dāng)電子線路板放置在測(cè)試夾具上時(shí)，測(cè)試夾具的測(cè)試頂針正好與電子線路板上的所有測(cè)試點(diǎn)相接觸，測(cè)試系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)如圖2 所示。

圖2　測(cè)試系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)

圖2中：測(cè)試夾具由測(cè)試頂針、夾緊裝置和單片機(jī)構(gòu)成。夾緊裝置和測(cè)試頂針使電子線路板能夠可靠地與單片機(jī)進(jìn)行信息的傳送，單片機(jī)根據(jù)計(jì)算機(jī)發(fā)出的命令，向電子線路板輸入仿真測(cè)試信號(hào)，使電子線路板工作在不同的工作狀態(tài)，然后把測(cè)量到的信號(hào)，通過RS2232串行口傳輸給計(jì)算機(jī)，在計(jì)算機(jī)里判別電子線路板的工作狀態(tài)，并以文字和圖表的形式顯示測(cè)試的結(jié)果。

2　RS2232串行通信的實(shí)現(xiàn)

2. 1　串行通信的實(shí)現(xiàn)

測(cè)試夾具中的單片機(jī)和計(jì)算機(jī)之間的數(shù)據(jù)傳送是通過RS2232串行口實(shí)現(xiàn)的。計(jì)算機(jī)向單片機(jī)傳送控制命令和數(shù)據(jù)，由單片機(jī)把信號(hào)傳輸?shù)诫娮泳€路板上，然后再測(cè)量電子線路板的輸出信號(hào)，通過串行口回傳給計(jì)算機(jī)。串行口數(shù)據(jù)通信協(xié)議是：數(shù)據(jù)傳輸速率為9 600 bp s, 1位開始位， 8位數(shù)據(jù)位， 1位停止位，無奇偶校驗(yàn)位。由于僅僅是單片機(jī)與計(jì)算機(jī)相互傳送信息，都是在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)工作，所以RS2232 串行口只需要接收、發(fā)射和地三根導(dǎo)線，也不存在傳輸距離的問題。電子線路板的信號(hào)都是開關(guān)量信號(hào)或模擬電壓值，線路板輸出的信號(hào)也是電信號(hào)，當(dāng)通信傳輸速率為9 600bp s時(shí)，最快速度是每1. 04 ms發(fā)送一個(gè)字節(jié)。測(cè)試夾具中的單片機(jī)采用AT89C52芯片，它的邏輯電平與計(jì)算機(jī)的RS2232的接口電平不一致，需要在單片機(jī)和計(jì)算機(jī)的RS2232串行口之間設(shè)計(jì)一個(gè)MAX232芯片，該芯片可以實(shí)現(xiàn)把單片機(jī)的0 V、+ 5 V電壓轉(zhuǎn)換成RS2232接口的邏輯“1”電平（ - 3～ - 15 V）和邏輯“0”電平（ + 3～ + 15 V） ,MAX232芯片的應(yīng)用結(jié)構(gòu)如圖3所示。

圖3　MAX232芯片的應(yīng)用結(jié)構(gòu)

2. 2　VB的應(yīng)用

VB （ visual basic）是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中主要的開發(fā)語言之一，它具有高效、簡(jiǎn)單易學(xué)的特點(diǎn)和強(qiáng)大的圖形功能，支持面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)，具有結(jié)構(gòu)化的事件驅(qū)動(dòng)編程模式和良好的人機(jī)界面，提供了功能強(qiáng)大的通信控件MSCOMM,因此，應(yīng)用VB語言可以方便地設(shè)計(jì)需要大量圖形顯示的應(yīng)用程序。利用MSCOMM控件可以設(shè)置串行通信的數(shù)據(jù)發(fā)送和接收，對(duì)串口狀態(tài)及串口通信的信息格式和協(xié)議進(jìn)行設(shè)置。MSCOMM控件是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的10位串行口通信，在發(fā)送和接收數(shù)據(jù)過程中觸發(fā)ONComm事件，訪問CommEvent屬性來了解通信事件的類型。在電子線路板自動(dòng)測(cè)試中，就是應(yīng)用這種方法實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)與單片機(jī)的數(shù)據(jù)通信的。

2. 3　VB通信控件的程序設(shè)計(jì)

VB串行口的初始化程序如下：

Private Sub Form_Lopad （ ） 　　;串行口初始化程序

Comm1. InputLen = 0 ;設(shè)置串行口1

Comm1. Settings =“9 600, n, 8, 1”；設(shè)置波特率、奇偶校驗(yàn)、數(shù)據(jù)位和停止位

Comm1. InputLen = 0 ;讀接收緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)

Comm1. InBufferSize = 255 ;設(shè)置接收緩沖區(qū)的大小

Comm1. OutBufferSize = 255 ;設(shè)置發(fā)送緩沖區(qū)的大小

Comm1. PortOpen = True ;打開串行口1

Comm1. SThreshold = 1 ;緩沖區(qū)空觸發(fā)

Comm1. Rthreshold = 1;數(shù)據(jù)進(jìn)入接收緩沖區(qū)觸發(fā)接收事件

2. 4　單片機(jī)串行通信程序設(shè)計(jì)

單片機(jī)與計(jì)算機(jī)進(jìn)行串行通信，需要對(duì)AT89C52的串行口控制器SCON設(shè)置，使SCOM = 50H,工作在串行方式1的10位異步通信方式，使AT89C52的中斷允許寄存器IE的中斷位EA = 1,允許串行口中斷。串行口的初始化程序如下：

CXK: 　MOV　TH1, 　#0FDH　　;設(shè)置波特率

MOV TL1, #00H

MOV TMOD, #20H;設(shè)置定時(shí)器2的工作方式為2

MOV TCON, #40H ;定時(shí)器啟動(dòng)

SETB ES ;串行口允許中斷

MOV SCOM, #50H;設(shè)置串行口工作方式為1

RET

3　測(cè)試系統(tǒng)的工作流程

測(cè)試系統(tǒng)的工作流程共分以下六個(gè)部分：

① 室內(nèi)溫度測(cè)試。計(jì)算機(jī)通過單片機(jī)發(fā)出一個(gè)室內(nèi)溫度的仿真信號(hào)，與接收到的溫度測(cè)量信號(hào)相比較，誤差在±0. 5 ℃時(shí)認(rèn)為測(cè)試結(jié)果正確，否則顯示有故障。

② 汽化溫度測(cè)試。計(jì)算機(jī)通過單片機(jī)發(fā)出一個(gè)汽化溫度的仿真信號(hào)，與接收到的溫度測(cè)量信號(hào)相比較，誤差在±2 ℃時(shí)認(rèn)為測(cè)試結(jié)果正確，否則顯示有故障。同時(shí)，當(dāng)汽化溫度達(dá)到235 ±3 ℃時(shí)，應(yīng)該接收到啟動(dòng)油泵驅(qū)動(dòng)和點(diǎn)火控制、燃燒風(fēng)機(jī)、取暖風(fēng)機(jī)的控制信號(hào)，否則顯示有故障。

③ 火焰溫度測(cè)試。計(jì)算機(jī)通過單片機(jī)發(fā)出一個(gè)2～3 V的火焰溫度仿真信號(hào)，與接收到的溫度測(cè)量信號(hào)相比較，誤差在±012 V時(shí)認(rèn)為測(cè)試結(jié)果正確，否則顯示有故障。同時(shí)，當(dāng)火焰溫度電壓高于315 V時(shí)，應(yīng)該接收到關(guān)閉汽化加熱、油泵驅(qū)動(dòng)、點(diǎn)火控制、燃燒風(fēng)機(jī)和取暖風(fēng)機(jī)的控制信號(hào)，并且還會(huì)接收到報(bào)警輸出信號(hào)，否則顯示有故障。

④ 燃燒風(fēng)機(jī)速度測(cè)試。計(jì)算機(jī)通過單片機(jī)發(fā)出一個(gè)燃燒風(fēng)機(jī)速度的仿真信號(hào)，與接收到的燃燒風(fēng)機(jī)速度相比較，測(cè)量信號(hào)的誤差在±5 r/min時(shí)認(rèn)為測(cè)試結(jié)果正確，否則顯示有故障。

⑤ 油面位置測(cè)試。計(jì)算機(jī)通過單片機(jī)發(fā)出一個(gè)油面位置低的仿真信號(hào)，若接收到油面位置低的報(bào)警信號(hào)，則認(rèn)為測(cè)試結(jié)果正確，否則顯示有故障。

⑥ 振動(dòng)檢測(cè)測(cè)試。計(jì)算機(jī)通過單片機(jī)發(fā)出一個(gè)振動(dòng)的仿真信號(hào)，若接收到振動(dòng)的報(bào)警信號(hào)，同時(shí)接收到關(guān)閉汽化加熱、油泵驅(qū)動(dòng)、點(diǎn)火控制、燃燒風(fēng)機(jī)和取暖風(fēng)機(jī)的控制信號(hào)，則認(rèn)為測(cè)試結(jié)果正確，否則顯示有故障。

以上所有的輸入/輸出信號(hào)都是電信號(hào)，不涉及傳感器和機(jī)械部件，所以測(cè)試的速度很快。通過以上的信號(hào)仿真測(cè)試，可以檢查燃油取暖器電子線路板上的輸入/輸出接口部分的電子元器件質(zhì)量和焊接質(zhì)量。

4　結(jié)束語

燃油取暖器電子線路板測(cè)試系統(tǒng)，充分發(fā)揮了VB的圖形功能，在使用中具有相當(dāng)友好的用戶界面。由于使用了計(jì)算機(jī)，可以存儲(chǔ)記錄大量的測(cè)試數(shù)據(jù)，可以十分方便地進(jìn)行生產(chǎn)質(zhì)量的分析，這是單純使用單片機(jī)所不能達(dá)到的。如果把該系統(tǒng)的測(cè)試夾具經(jīng)過適當(dāng)?shù)母膭?dòng)，重新設(shè)計(jì)用戶的操作界面，還可用于其他電子線路板的自動(dòng)測(cè)試。

End Sub ;程序結(jié)束

此外還有數(shù)據(jù)發(fā)送和接收程序。數(shù)據(jù)發(fā)送程序是計(jì)算機(jī)向單片機(jī)發(fā)送控制命令和數(shù)據(jù)，使電子線路板進(jìn)入工作；接收程序是接收單片機(jī)檢測(cè)的數(shù)據(jù)，通過這三個(gè)程序，完成數(shù)據(jù)的串行通信工作。