專利名稱：一種自動測控裝置及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于自動測控領(lǐng)域，尤其涉及一種自動測控裝置及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)代化大批量的工業(yè)生產(chǎn)中，要求測試系統(tǒng)人員必須在最短的時間內(nèi)完 成產(chǎn)品的性能測試，而且現(xiàn)代化的品質(zhì)管理還要求測試數(shù)據(jù)必須可追溯、可分
析，基于計算機的自動測試系統(tǒng)(Automatic Test System, ATS)不僅可以快速 準確的完成測試，還可以方便的記錄得到的測試數(shù)據(jù)，大大降低了測試數(shù)據(jù)追 溯和分析的難度，因此ATS便成為了必須的選擇。
現(xiàn)有的自動測控系統(tǒng)設(shè)備之間大都是通過通用接口總線(General Purpose Interface BUS, GPIB )連接，采用這種連接方式的測控系統(tǒng)不僅傳輸速度有限， 測試周期長，而且總線上最多只能連15臺設(shè)備，傳輸長度不超過20米，更為 重要的是其電腦端及設(shè)備端均需配置專用的GPIB卡，連接成本昂貴。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實施例的目的在于提供一種自動測控裝置，旨在解決現(xiàn)有的測控設(shè) 備間數(shù)據(jù)傳輸速度不夠快、測試不夠快速、總線節(jié)點數(shù)不夠多且成本昂貴的問 題。
本發(fā)明實施例是這樣實現(xiàn)的， 一種自動測控裝置，所述裝置包括 模擬信號采樣轉(zhuǎn)換單元，用于接收一個或多個測試點的模擬電壓信號，將
所述模擬電壓信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號并輸出；以及
微處理器，用于接收所述模擬信號采樣轉(zhuǎn)換單元輸出的數(shù)字信號以及外部 輸入的數(shù)字信號，并通過其內(nèi)置的通用串行總線接口或外部存儲器接口將所述
數(shù)字信號與外部輸入的數(shù)字信號輸入至外部測控用計算機以進行測控。
本發(fā)明實施例的另一目的在于提供一種自動測控系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括
自動測控裝置，用于將其接收的一個或多個測試點的模擬電壓信號轉(zhuǎn)換為 數(shù)字信號，并接收外部輸入的數(shù)字信號，通過其內(nèi)置的通用串行總線接口或外
部存儲器接口輸出數(shù)字信號；以及
測控用計算機，用于通過網(wǎng)絡(luò)接口或通用串行總線接口接收所述自動測試 裝置輸出的數(shù)字信號，對數(shù)字信號進行測控并予以顯示，比較判斷，記錄或控 制。
本發(fā)明實施例提供的自動測控系統(tǒng)以目前計算機中普遍配置的USB接口 和網(wǎng)絡(luò)接口傳輸數(shù)據(jù)，無需再配置其他的硬件設(shè)備，成本較低，且數(shù)據(jù)傳輸速 度快，而且多路信號的測試也保證了多個測試點可以同時測試，進一步縮短產(chǎn) 品測試周期。


圖l是本發(fā)明實施例提供的自動測控裝置在進行測試時與測控用計算機
的連接關(guān)系示意圖2是本發(fā)明實施例提供的自動測控裝置內(nèi)部的模塊結(jié)構(gòu)原理圖3是使用本發(fā)明實施例提供的自動測控裝置組成測試局域網(wǎng)時的連接關(guān)
系圖。 ，
具體實施例方式
為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實 施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅 僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
本發(fā)明實施例提供的自動測控裝置可以同時接收多路模擬電壓差分信號和 8路數(shù)字輸入信號，可以同時測試多個測試點，測控系統(tǒng)內(nèi)部的設(shè)備釆用通用
串行總線(Universal Serial Bus ， USB )接口或網(wǎng)絡(luò)接口傳輸數(shù)據(jù)，連接方式靈 活，傳輸數(shù)據(jù)速度快，且成本低廉，其中網(wǎng)絡(luò)接口包括局域網(wǎng)(Local Area Net, LAN)接口和廣域網(wǎng)(Wide Area Net, WAN)接口。
圖1示出了本發(fā)明實施例提供的自動測控裝置在進行測試時與測控用計算 機的連接關(guān)系，若被測試點的電壓為模擬信號，被測試設(shè)備的測試點通過一條 3芯的電壓信號線與自動測控裝置的電壓輸入通道相連接，自動測控裝置可以 同時輸入8路電壓信號，因此可以接入多個測試點同時測量；對于需要開關(guān)量 控制的場合，該自動測控裝置還提供了 8路三極管-三極管邏輯電路 (Transistor-Transistor, TTL)電平兼容模式的數(shù)字輸入通道，以及16路TTL 電平兼容模式或者12V繼電器驅(qū)動輸出模式的數(shù)字輸出通道，輸入信號通過10 針的插頭接入到自動測控裝置的輸入接口 ，而輸出接口則可以使用20針的牛角 插頭接出，在繼電器驅(qū)動輸出模式時，輸出接口還可向外部繼電器提供+12V 的輸出電壓。
自動測控裝置與測控用計算機的通信可以選用網(wǎng)絡(luò)接口或者USB接口 ，網(wǎng) 絡(luò)接口使用專用的8芯雙絞網(wǎng)絡(luò)線連接，而USB接口則使用專用的4芯電纜連 接，測試時，測試人員可以通過測控用計算機上的相關(guān)測試程序?qū)τ勺詣訙y控 裝置輸入的數(shù)字信號進行測試，并記錄得到的測試數(shù)據(jù)和判斷測試結(jié)果，例如 比較判斷是否在測試規(guī)定的范圍、被測試設(shè)備是否合格等。
圖2示出了本發(fā)明實施例提供的自動測控裝置內(nèi)部的模塊結(jié)構(gòu)原理，為了 便于描述，僅示出了與本發(fā)明實施例相關(guān)的部分。如圖2所示，自動測控裝置 包括模擬信號采樣轉(zhuǎn)換單元1和微處理器2 (Micro Controller Unit, MCU)，模 擬信號采樣轉(zhuǎn)換單元1與微處理器2之間通過串行接口通信。模擬信號采樣轉(zhuǎn) 換單元1用于接收被測試設(shè)備的測試點輸入的模擬電壓信號，將此模擬信號轉(zhuǎn) 化為數(shù)字信號后，通過串行接口輸出至微處理器2，微處理器2通過USB接口 將數(shù)字信號輸入至測控用計算機以進行相關(guān)測試，也可以通過其內(nèi)置的外部存 儲器接口 ( External Memory Interface, EMIF )通過一 網(wǎng)絡(luò)接口芯片后將數(shù)字信
號輸入至LAN網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部或WAN網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的測控用計算機，EMIF接口與USB 接口不可同時工作，EMIF接口適用于長距離、分布式、大容量的測試系統(tǒng)， 而USB接口則適用于短距離、小數(shù)量的測試系統(tǒng)中，在無USB設(shè)備連接的情 況下將使用EMIF接口通信。
模擬信號采樣轉(zhuǎn)換單元1具有多路差分電壓采樣通道，具體測試時可以任 意選擇其中的一個或多個，其標準配置可以采集土60V的差分電壓信號，每一 路采樣通道均有三個4妄線端口 ，即CHH、 CHL、 GND，圖中CHOH、 CHOL、 GNDO和CHnH、 CHnL、 GNDn分別表示第 一路和第n+l的接線端口。被測試 設(shè)備測試點的模擬電壓信號經(jīng)差分采樣通道輸入至與電壓差分采樣通道——對 應的電壓調(diào)理模塊，由電壓調(diào)理模塊將輸入的高電壓調(diào)整至模數(shù)轉(zhuǎn)換采樣模塊 (Analog Digital Converter, ADC )的可接收范圍之內(nèi)，圖2中的VerfD、 Verfl 分別為電壓調(diào)理模塊和ADC采樣轉(zhuǎn)換模塊的基準電壓，經(jīng)過電壓調(diào)理模塊調(diào) 理后的模擬電壓信號分別經(jīng)過ADC采樣轉(zhuǎn)換模塊的模擬信號正輸入端 AINO十/AINn+和負輸入端AINO - /AINn -輸入至ADC采樣轉(zhuǎn)換模塊，ADC將 模擬電壓信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字電壓信號后輸入至微處理器2。
本發(fā)明實施例提供的自動測控裝置還具有完全兼容TTL電平標準的8路數(shù) 字輸入接口，以及16路數(shù)字輸出接口，輸出接口有兩種輸出模式，分別為12V 繼電器驅(qū)動輸出模式和16路TTL電平輸出模式，后者適用于需要用較多的邏 輯控制信號去控制外接輔助電路時的情形，每一路的上電初始狀態(tài)可由用戶根 據(jù)需要自由設(shè)定，如圖2所示，該數(shù)字輸入以及兩種模式的輸出通過微處理器 2的I/O 口與微處理器2連接。微處理器2將通過8路數(shù)字輸入接口或ADC采 樣轉(zhuǎn)換模塊輸入的數(shù)字信號，通過USB接口或網(wǎng)絡(luò)接口芯片輸出至測控用計算 機以進行測試，測控用計算機測試后并記錄得到的測試數(shù)據(jù)和判斷測試結(jié)果。 本發(fā)明實施例中的USB接口符合通用串行總線標準，其插座為B型插頭，單 根USB連線可以達到5米，最多可以有5級USB通過集線器(HUB )級連， 可以使自動測控裝置到測控用計算機的距離達到25米。圖2所示的微處理器通
過外部存儲器接口 ( External Memory Interface， EMIF )控制網(wǎng)絡(luò)接口芯片，數(shù) 字信號經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)接口芯片后由RJ-45插座通過8芯雙絞網(wǎng)絡(luò)線傳輸至測控用計 算機，其中，RJ-45插座可以為由國際性的接插件標準定義的8個插孔的模塊 化插孑LTX+ZTX-分別是網(wǎng)絡(luò)接口芯片向局域網(wǎng)內(nèi)輸出的差分信號，而RX+/RX-則分別是網(wǎng)絡(luò)接口芯片接收的來自局域網(wǎng)的差分信號。
本發(fā)明實施例提供的自動測控裝置采用外接電源的供電方式，其中高壓采 樣部分采用雙電源供電，為負電壓釆集提供了根本的保證，而且釆用價格低廉、 數(shù)據(jù)傳輸速度快、且易于網(wǎng)絡(luò)互連的USB接口或網(wǎng)絡(luò)接口，還可以使自動測控 不再受空間的限制，下面將詳細介紹如何利用本發(fā)明實施例提供的自動測控裝 置及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備組成自動測試局域網(wǎng)。如圖3所示，整個測試局域網(wǎng)由網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、 自動測控裝置、測控用計算機組成，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備需要有一個具有動態(tài)逐漸配置協(xié) 議(Dynamic Host Configuration Protol， DHCP)功能的路由器、若干HUB (由 系統(tǒng)大小決定HUB的數(shù)量)以及五類或更好品質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)雙絞線，測控用計算 才幾需要安裝有Windows98/2000/Me/Xp等常用操作系統(tǒng)和支持LAN網(wǎng)絡(luò)的硬件 設(shè)備及相應軟件。圖3中，路由器有隔離測試系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)與外部網(wǎng)絡(luò)的功能，以 使測試網(wǎng)絡(luò)不影響到正常的工作網(wǎng)絡(luò)，路由器與集線器HUB1、 HUB2、 HUB3 通過網(wǎng)絡(luò)接口連接，CI-Cll均為自動測控裝置，其中，Cl、 C2、 C3通過網(wǎng) 絡(luò)接口與HUB1相連接，C4、 C5、 C6、 C7通過網(wǎng)絡(luò)接口與HUB3連接，而 HUB4、 C8、 C9通過網(wǎng)絡(luò)接口連接至HUB2， HUB2的網(wǎng)絡(luò)接口又連接有C10、
Cll及測控用計算機，整個組網(wǎng)方式按照星型局域網(wǎng)組網(wǎng)方式靈活布局，當網(wǎng) 絡(luò)接口不夠時就使用集線器拓展網(wǎng)絡(luò)接口。由于測控用計算機的IP地址必須和
自動測控裝置處于同一子網(wǎng)地址范圍內(nèi)，才能訪問系統(tǒng)內(nèi)的各個設(shè)備，因此推 薦測控用計算機和測控裝置同樣自路由器的DHCP服務獲得IP地址。
本發(fā)明實施例提供的自動測控裝置以目前計算機中普遍配置的USB接口 和網(wǎng)絡(luò)接口傳輸數(shù)據(jù)，無需再配置其他的硬件設(shè)備，成本較低，且數(shù)據(jù)傳輸速 度快，而且多^^信號的測試也保證了多個測試點可以同時測試，進一步縮短產(chǎn)
品測試周期。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā) 明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發(fā)明 的l呆護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1、 一種自動測控裝置，其特征在于，所述裝置包括 模擬信號采樣轉(zhuǎn)換單元，用于接收一個或多個測試點的模擬電壓信號，將所述模擬電壓信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號并輸出；以及微處理器，用于接收所述模擬信號釆樣轉(zhuǎn)換單元輸出的數(shù)字信號以及外部 輸入的數(shù)字信號，并通過其內(nèi)置的通用串行總線接口或外部存儲器接口將所述 數(shù)字信號與外部輸入的數(shù)字信號輸入至外部測控用計算機以進行測控。
2、 如權(quán)利要求l所述的裝置，其特征在于，所述模擬信號采樣轉(zhuǎn)換單元包括多路差分電壓采樣通道，其在測試時與被測試點 一對一連接； 多個電壓調(diào)理模塊，其與所述多路差分電壓采樣通道——對應，通過所述多路差分電壓采樣通道接收測試點的模擬電壓信號，并調(diào)整所述模擬電壓信號；以及模數(shù)轉(zhuǎn)換采樣模塊，與所述多個電壓調(diào)理模塊連接，接收經(jīng)過調(diào)整后的模 擬電壓信號，并轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。
3、 如權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述模擬電壓信號為差分信號。
4、 如權(quán)利妻求l所述的裝置，其特征在于，所述微控制器還包括 串行接口 ，用于將所述模擬信號采樣轉(zhuǎn)換單元輸出的數(shù)字信號輸入至微控制器；外部數(shù)字信號輸入接口 ，用于將外部輸入的數(shù)字信號輸入至所述微控制器；以及數(shù)字輸出接口 ，用于對外部繼電器輸出驅(qū)動電壓信號或?qū)ν饨虞o助電路輸 出邏輯控制信號。
5、 一種自動測控系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括自動測控裝置，用于將其接收的一個或多個測試點的模擬電壓信號轉(zhuǎn)換為 數(shù)字信號，并接收外部輸入的數(shù)字信號，通過其內(nèi)置的通用串行總線接口或外 部存儲器接口輸出數(shù)字信號；以及測控用計算機，用于通過網(wǎng)絡(luò)接口或通用串行總線接口接收所述自動測試 裝置輸出的數(shù)字信號，對數(shù)字信號進行測控并予以顯示，比較判斷，記錄或控 制。
6、 如權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述自動測控裝置包括 模擬信號采樣轉(zhuǎn)換單元，用于接收一個或多個測試點的模擬電壓信號，將所述^^莫擬電壓信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號并輸出；以及微處理器，用于接收所述模擬信號采樣轉(zhuǎn)換單元輸出的數(shù)字信號以及外部 輸入的數(shù)字信號，并通過其內(nèi)置的通用串行總線接口或外部存儲器接口將所述 數(shù)字信號與外部輸入的數(shù)字信號輸入至外部測控用計算機以進行測控。
7、 如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述模擬信號采樣轉(zhuǎn)換單元包括多路差分電壓采樣通道，其在測試時與被測試點一對一連接； 多個電壓調(diào)理模塊，其與所述多路差分電壓采樣通道——對應，通過所述多路差分電壓采樣通道接收測試點的模擬電壓信號，并調(diào)整所述模擬電壓信號；以及模數(shù)轉(zhuǎn)換采樣模塊，與所述多個電壓調(diào)理模塊連接，接收經(jīng)過調(diào)整后的模 擬電壓信號，并轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。
8、 如權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述模擬電壓信號為差分信號。
9、 如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述微控制器包括 串行接口 ，用于將所述模擬信號采樣轉(zhuǎn)換單元輸出的數(shù)字信號輸入至微控制器；外部數(shù)字信號輸入接口 ，用于將外部輸入的數(shù)字信號輸入至所述微控制器；以及數(shù)字輸出接口 ，用于對外部繼電器輸出驅(qū)動電壓信號或?qū)ν饨虞o助電路輸 出邏輯控制信號。
全文摘要
本發(fā)明適用于自動測控領(lǐng)域，提供了一種自動測控裝置及系統(tǒng)，所述裝置包括模擬信號采樣轉(zhuǎn)換單元，用于接收一個或多個測試點的模擬電壓信號，將所述模擬電壓信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號并輸出；以及微處理器，用于接收所述模擬信號采樣轉(zhuǎn)換單元輸出的數(shù)字信號以及外部輸入的數(shù)字信號，并通過其內(nèi)置的通用串行總線接口或外部存儲器接口將所述數(shù)字信號與外部輸入的數(shù)字信號輸入至外部測控用計算機以進行測控。本發(fā)明提供的自動測控裝置以目前計算機中普遍配置的USB接口和網(wǎng)絡(luò)接口傳輸數(shù)據(jù)，無需再配置其他的硬件設(shè)備，成本較低，且數(shù)據(jù)傳輸速度快，而且多路信號的測試也保證了多個測試點可以同時測試，進一步縮短產(chǎn)品測試周期。
文檔編號G05B19/048GK101122785SQ200710076989
公開日2008年2月13日 申請日期2007年9月18日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月18日
發(fā)明者杰 韓 申請人:杰 韓