基于Labview與Keithley設(shè)備的自動測試系統(tǒng)

陳環(huán)環(huán)++李宏新

摘要：本文介紹了一種線路板自動測試系統(tǒng)，軟件平臺采用Labview，信號測試通過Keithley多通道掃描來實現(xiàn)，測試精確、快速，實用易開發(fā)。

關(guān)鍵詞：Labview；Keithley；自動測試；線路板

中圖分類號：TN949 文獻(xiàn)識別碼：A 文章編號：1001-828X（2016）007-000-01

一、開發(fā)背景

隨著電子行業(yè)的發(fā)展，人們也越來越認(rèn)識到測試技術(shù)的重要性，同時也對測試效率和測試質(zhì)量都有了更高的要求。本自動測試系統(tǒng)針對線路板測試（包括電壓測試和信號測試）設(shè)計，最大限度的省掉人工干預(yù)，避免人工操作產(chǎn)生錯誤判斷而導(dǎo)致不良品流出，同時在人工成本日益增加的今天，縮短生產(chǎn)工時，大大降低生產(chǎn)成本。

二、自動測試系統(tǒng)簡介

自動測試系統(tǒng)由計算機(jī)作為主控，由硬件系統(tǒng)、吉時利設(shè)備和測試探針平臺組成。硬件系統(tǒng)負(fù)責(zé)通過232接收計算機(jī)指令，將指定電壓輸入給待測線路板，并將信號回發(fā)至計算機(jī)；吉時利設(shè)備通過232接收計算機(jī)各通道配置及自動掃描指令，將線路板輸入信號及輸出信號通過2700多通道切換實現(xiàn)高級掃描測量，并將測量結(jié)果傳遞給計算機(jī)；計算機(jī)有人工操作界面，負(fù)責(zé)結(jié)果是否合格的判斷顯示，同時將測量結(jié)果上傳至數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)測試信息可追溯。

計算機(jī)軟件設(shè)計平臺采用Labview， Labview是由美國國家儀器（NI）公司研制開發(fā)一種程序開發(fā)環(huán)境，似于C和BASIC的一種圖形化編輯語言G編寫程序，產(chǎn)生的程序是框圖的形式。圖形化編程簡單易用，能高效的完成項目開發(fā)。經(jīng)過多年的發(fā)展，Labview在測試測量領(lǐng)域獲得了廣泛的承認(rèn)。至今，大多數(shù)主流的測試儀器、數(shù)據(jù)采集設(shè)備都擁有專門的Labview驅(qū)動程序，使用Labview可以非常便捷的控制這些硬件設(shè)備。

線路板信號檢測由硬件系統(tǒng)通過IO口完成，硬件系統(tǒng)CPU采用STM32F103xx系列，STM32F103xx增強(qiáng)型系列使用高性能的ARM Cortex-M3 32位的RISC內(nèi)核，工作頻率為72MHz，內(nèi)置高速存儲器（高達(dá)128K字節(jié)的閃存和20K字節(jié)的SRAM），豐富的增強(qiáng)I/O端口和聯(lián)接到兩條APB總線的外設(shè)。CPU高效可靠，易開發(fā)。

電壓及電流檢測由吉時利設(shè)備完成，Keithley采用2700系列多通道開關(guān)控制模塊，能實現(xiàn)高精度、功能可設(shè)置的多通道快速掃描測量。每一個通道都能獨立的設(shè)置功能、量程、速度、交流帶寬、濾波、偏置補(bǔ)償?shù)龋蟠筇岣吡丝蓱?yīng)用性。

三、自動測試系統(tǒng)硬件設(shè)計

硬件系統(tǒng)包括CPU、鍵盤、繼電器、液晶、指示燈及232通信口，鍵盤負(fù)責(zé)手動控制電壓高低檔位及相電壓切換；信號檢測是線路板輸出處理成的IO信號；232通訊負(fù)責(zé)實現(xiàn)硬件系統(tǒng)的計算機(jī)控制。

四、自動測試系統(tǒng)軟件設(shè)計

1.硬件系統(tǒng)控制和數(shù)據(jù)讀取

計算機(jī)通過232控制硬件系統(tǒng)繼電器動作順序和方式，以實現(xiàn)不同相位和不同檔位電壓的切換，同時讀取硬件系統(tǒng)檢測到的硬件信息。硬件系統(tǒng)的控制采用事件模式，事件結(jié)構(gòu)是Labview編程結(jié)構(gòu)的精髓所在。它類似于單片機(jī)中斷功能，優(yōu)點在于不占用CPU資源。比如按鍵按下串口發(fā)送數(shù)據(jù)，以及設(shè)置鍵盤快捷鍵等功能，事件結(jié)構(gòu)比查詢結(jié)構(gòu)節(jié)省資源，能靈活響應(yīng)需求指令。

2.吉時利設(shè)備的配置及控制掃描檢測

吉時利2700設(shè)備有兩個插槽可用于安裝開關(guān)模塊，上面的插槽為1號槽，下面的插槽為2號槽，當(dāng)插槽1，2都插入7700開關(guān)模塊，所提供的通道為101到122和201到222，使多通道測量成為可能。測試前，首先配置設(shè)備端口屬性包括：波特率、數(shù)據(jù)位、停止位、校驗方法、有無流控制等。然后配置各通道測試信息，包括：掃描通道范圍、通道功能、量程、精度、位數(shù)、掃描時間、掃描次數(shù)等。配置完成后，等待高級掃描指令，讀取測試結(jié)果。本測試系統(tǒng)使用直流電壓、交流電壓、交流電流3種測量模式，量程分別設(shè)置為100VDC、750V、和100mA，設(shè)置完成后，等待高級掃描指令，上傳給計算機(jī)各通道測試結(jié)果。

3.自動測試過程

以三相三線電能表電源板測試為例說明整個測試過程。通過按鍵啟動測試，首先切電壓檔位1的A相電壓，等待電源穩(wěn)定后測試，讀取硬件系統(tǒng)檢測到的IO信息，然后讀取吉時利設(shè)備的電壓電流測量值，測試完成。然后切B相電壓、C相電壓分別讀取測量數(shù)據(jù)。電壓檔位1測試完成后，自動切至電壓檔位2和電壓電壓檔位3，全部測試完成后，計算機(jī)控制硬件系統(tǒng)自動斷電，將測試完成的板取下，如果合格，放至良品區(qū)，不合格放至不良品區(qū)，后重復(fù)操作繼續(xù)測試。

4.測試數(shù)據(jù)上傳

測試數(shù)據(jù)保存采用兩種模式，網(wǎng)絡(luò)模式和本地模式，如果網(wǎng)絡(luò)正常，將數(shù)據(jù)上傳至服務(wù)器，如果登錄異常，則會先將數(shù)據(jù)保存至本地計算機(jī)，等網(wǎng)絡(luò)正常后，自動將本地數(shù)據(jù)上傳并清空。兩種模式均采用UDL方式與sql_server連接，udl文件主要包含OLE DB provider， server information， user ID， password， default database等信息，連接完成后，若未找到指定表名稱，需要先建表，然后通過DB Tools List Columns和DB Tools Insert Data將數(shù)據(jù)保存至表中，完成數(shù)據(jù)上傳。

五、結(jié)束語

自動測試系統(tǒng)的應(yīng)用，降低了操作人員的勞動強(qiáng)度，縮減了勞動成本，提高了生產(chǎn)質(zhì)量。本文介紹了線路板測試系統(tǒng)組成及各部分功能和實現(xiàn)方法，采用模塊化設(shè)計，便于后期升級，使整個測試過程自動完成，高效率、高準(zhǔn)確性，同時將測試數(shù)據(jù)保存，便于后期追蹤，有很強(qiáng)的實用性。

參考文獻(xiàn)：

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