樣品試驗(yàn)專用的通斷電系統(tǒng)及其實(shí)現(xiàn)方法
【專利摘要】本發(fā)明揭示了一種樣品試驗(yàn)專用的通斷電系統(tǒng)及其實(shí)現(xiàn)方法，該通斷電系統(tǒng)由MCU、USB程序下載模塊、4×4矩陣鍵盤模塊、LED燈模塊、數(shù)碼管顯示模塊、繼電器信號輸出模塊相連組成，通過繼電器信號輸出模塊連接樣品的供電電源端口，根據(jù)樣品的試驗(yàn)要求編寫試驗(yàn)程序等并由MCU進(jìn)行程控通斷執(zhí)行試驗(yàn)。應(yīng)用本發(fā)明的方案，在對應(yīng)不同產(chǎn)品進(jìn)行電應(yīng)力測試時，只需改動程序入口處各段通電時間，為編程者提供了極大的便利性；本系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)秒級和毫秒級的反復(fù)通斷電控制，進(jìn)行壽命驗(yàn)證方法和加速壽命驗(yàn)證方法等，具有成本低廉、使用方便、直觀性和可操作性都很強(qiáng)等特點(diǎn)。
【專利說明】樣品試驗(yàn)專用的通斷電系統(tǒng)及其實(shí)現(xiàn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種產(chǎn)品測試系統(tǒng)，尤其涉及一種需對產(chǎn)品進(jìn)行時間長短、間隔可控的通斷電測試系統(tǒng)及其實(shí)現(xiàn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著電子產(chǎn)品的發(fā)展，電子產(chǎn)品的可靠性要求越來越高。電子產(chǎn)品本身的通斷電循環(huán)數(shù)往往作為驗(yàn)證電子產(chǎn)品、電子部件的電應(yīng)力耐久性的重要考察指標(biāo)。
[0003]在進(jìn)行可靠性試驗(yàn)、溫濕度振動綜合應(yīng)力試驗(yàn)時，往往需要對被試驗(yàn)的樣品施加具有一定時序的通斷電，這種通斷電時序往往較為復(fù)雜。通過時間繼電器搭電路并不現(xiàn)實(shí)而且可靠性不高，在試驗(yàn)中斷時很難找到相應(yīng)的時序進(jìn)行繼續(xù)循環(huán)試驗(yàn)，往往需要重新開始試驗(yàn),這樣勢必會增加產(chǎn)品試驗(yàn)應(yīng)力，不符合試驗(yàn)要求。又如電源產(chǎn)品，往往通過反復(fù)多次的通斷電，對電源產(chǎn)品進(jìn)行耐疲勞驗(yàn)證，用手工操作不現(xiàn)實(shí)；若邏輯復(fù)雜搭硬件電路也不方便。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種樣品試驗(yàn)專用的通斷電系統(tǒng)及其實(shí)現(xiàn)方法，解決電子產(chǎn)品可靠性試驗(yàn)、溫濕度振動綜合應(yīng)力試驗(yàn)時一定時序通斷電控制的問題。
[0005]本發(fā)明實(shí)現(xiàn)上述一個目的樣品試驗(yàn)專用的通斷電系統(tǒng)的技術(shù)方案是:所述通斷電系統(tǒng)由MCU、USB程序下載模塊、4*4矩陣鍵盤模塊、LED燈模塊、數(shù)碼管顯示模塊、繼電器信號輸出模塊組成，其中所述USB程序下載模塊通訊接入MCU并寫入程序，所述4*4矩陣鍵盤模塊通訊接入MCU作通斷電系統(tǒng)的外部控制輸入，所述LED燈模塊和數(shù)碼管顯示模塊連接MCU分別顯示通斷電試驗(yàn)過程的不同狀態(tài)和各狀態(tài)的剩余時間，所述繼電器信號輸出模塊分別連接MCU和樣品的供電電源端口。
[0006]進(jìn)一步地，所述MCU為百兆赫茲級的STC51單片機(jī)。
[0007]進(jìn)一步地，所述通斷電系統(tǒng)為4段?16段可擴(kuò)展的電應(yīng)力邏輯系統(tǒng)，4*4矩陣鍵盤模塊的每個按鍵為對應(yīng)段電應(yīng)力邏輯時序的外部控制輸入。
[0008]更進(jìn)一步地，所述通斷電系統(tǒng)為4段電應(yīng)力邏輯系統(tǒng)，4*4矩陣鍵盤模塊每行的首個按鍵為對應(yīng)段電應(yīng)力邏輯時序的外部控制輸入。
[0009]本發(fā)明上述另一個目的樣品試驗(yàn)專用的通斷電系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法，基于上述通斷電系統(tǒng)，其特征在于包括步驟:1、連接繼電器信號輸出模塊和樣品的供電電源端口，并根據(jù)樣品的試驗(yàn)要求設(shè)定電應(yīng)力邏輯的段數(shù)；I1、根據(jù)樣品的試驗(yàn)要求分段編寫面向繼電器信號輸出模塊的試驗(yàn)程序及掃描矩陣鍵盤和數(shù)碼管動態(tài)顯示的程序，并通過USB程序下載模塊寫入MCU ;111、運(yùn)行MCU，根據(jù)符合樣品試驗(yàn)要求的電應(yīng)力邏輯進(jìn)行外部控制輸入，啟動相應(yīng)段的樣品試驗(yàn)，數(shù)碼管顯示模塊倒計(jì)時顯示當(dāng)前段的剩余時間且LED燈模塊亮滅呈現(xiàn)樣品通斷電狀態(tài)；IV、MCU運(yùn)行掃描鍵盤矩陣的程序遍歷各外部控制輸入，分別執(zhí)行相應(yīng)段的試驗(yàn)程序至完成樣品試驗(yàn)。[0010]進(jìn)一步地，所述通斷電系統(tǒng)為4段?16段可擴(kuò)展的電應(yīng)力邏輯系統(tǒng)，定義4*4矩陣鍵盤模塊的每個按鍵為對應(yīng)段電應(yīng)力邏輯時序的外部控制輸入。
[0011]更進(jìn)一步地，所述通斷電系統(tǒng)為4段電應(yīng)力邏輯系統(tǒng)，4*4矩陣鍵盤模塊每行的首個按鍵為對應(yīng)段電應(yīng)力邏輯時序的外部控制輸入。
[0012]進(jìn)一步地，步驟II中試驗(yàn)程序中加入有時間動態(tài)補(bǔ)償算法程序。
[0013]進(jìn)一步地，步驟IV任意段試驗(yàn)程序運(yùn)行過程中，MCU運(yùn)行掃描鍵盤矩陣的程序并忽略外部控制輸入。
[0014]本發(fā)明的有益效果是:在對應(yīng)不同產(chǎn)品進(jìn)行電應(yīng)力測試時，只需改動程序入口處各段通電時間，為編程者提供了極大的便利性；本系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)秒級和毫秒級的通斷控制，且具有成本低廉、使用方便、直觀性和可操作性都很強(qiáng)的特點(diǎn)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1是本發(fā)明通斷電系統(tǒng)的MCU及USB程序下載模塊的連接結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖2是本發(fā)明通斷電系統(tǒng)的4*4矩陣鍵盤模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖3是本發(fā)明通斷電系統(tǒng)的LED燈模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖4是本發(fā)明通斷電系統(tǒng)的數(shù)碼管顯示模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖5是本發(fā)明通斷電系統(tǒng)的繼電器信號輸出模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖6是本發(fā)明通斷電系統(tǒng)一較佳實(shí)施例的試驗(yàn)程序流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]以下便結(jié)合實(shí)施例附圖，對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步的詳述，以使本發(fā)明技術(shù)方案更易于理解、掌握。
[0022]本發(fā)明針對當(dāng)前對電子產(chǎn)品可靠性測試的迫切需求，通過實(shí)踐、創(chuàng)新研制并提供了一種樣品試驗(yàn)專用的通斷電系統(tǒng)及其實(shí)現(xiàn)方法，解決電子產(chǎn)品可靠性試驗(yàn)、溫濕度振動綜合應(yīng)力試驗(yàn)時一定時序通斷電控制的問題。
[0023]概括來看，該系統(tǒng)通過外部鍵盤選擇相應(yīng)溫度段的電應(yīng)力時序，所有的時序信號通過繼電器模塊輸出給外部樣品做通斷信號源。如對應(yīng)4個溫度段電應(yīng)力時序和4個按鍵:按I號按鍵施加降溫段電應(yīng)力時序；2號按鍵施加低溫忙存段電應(yīng)力時序；3號按鍵施加升溫段電應(yīng)力時序；4號按鍵施加高溫貯存段電應(yīng)力時序等。進(jìn)入程序后通過數(shù)碼管倒計(jì)時顯示此電應(yīng)力時序段通電或斷電的剩余時間(通過時、分、秒顯示)，使得試驗(yàn)時更直觀，完全可以知道還有多長時間樣品通電，還有多長時間樣品斷電并且上電時會有LED燈亮起，斷電時LED燈熄滅，非常直觀，便于試驗(yàn)監(jiān)控。
[0024]從硬件結(jié)構(gòu)來看，該通斷電系統(tǒng)由MCU、USB程序下載模塊、4*4矩陣鍵盤模塊、LED燈模塊、數(shù)碼管顯示模塊、繼電器信號輸出模塊組成，其中USB程序下載模塊通訊接入MCU并寫入程序，4*4矩陣鍵盤模塊通訊接入MCU作通斷電系統(tǒng)的外部控制輸入，LED燈模塊和數(shù)碼管顯示模塊連接MCU分別顯示通斷電試驗(yàn)過程的不同狀態(tài)和各狀態(tài)的剩余時間，繼電器信號輸出模塊分別連接MCU和樣品的供電電源端口(常開端、常閉端)。上述各模塊的芯片及其看門狗電路的連接對于具備本領(lǐng)域技術(shù)背景的技術(shù)人員是很容易準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)的，具體接腳請參見圖1至圖5所示。[0025]上述MCU為百兆赫茲級的STC51單片機(jī)。為實(shí)現(xiàn)毫秒級的οη-off機(jī)，則可選用最高頻率達(dá)320MHz的高性能單片機(jī)。此時可以去除掉數(shù)碼管顯示模塊,按上述方式編寫程序即可(對于毫秒級的通斷數(shù)顯往往沒有意義)。
[0026]從一般試驗(yàn)應(yīng)用而言，該通斷電系統(tǒng)為4段電應(yīng)力邏輯系統(tǒng)，4*4矩陣鍵盤模塊每行的首個按鍵為對應(yīng)段電應(yīng)力邏輯時序的外部控制輸入。而基于該硬件集成，該通斷電系統(tǒng)可定義擴(kuò)展達(dá)最高16段電應(yīng)力邏輯系統(tǒng)，4*4矩陣鍵盤模塊的每個按鍵為對應(yīng)段電應(yīng)力邏輯時序的外部控制輸入。
[0027]基于上述通斷電系統(tǒng)的對樣品所進(jìn)行的試驗(yàn)，包括步驟:1、連接繼電器信號輸出模塊和樣品的供電電源端口，并根據(jù)樣品的試驗(yàn)要求設(shè)定電應(yīng)力邏輯的段數(shù)；I1、根據(jù)樣品的試驗(yàn)要求分段編寫面向繼電器信號輸出模塊的試驗(yàn)程序及掃描矩陣鍵盤和數(shù)碼管動態(tài)顯示的程序，并通過USB程序下載模塊寫入MCU ;111、運(yùn)行MCU，根據(jù)符合樣品試驗(yàn)要求的電應(yīng)力邏輯進(jìn)行外部控制輸入，啟動相應(yīng)段的樣品試驗(yàn)，數(shù)碼管顯示模塊倒計(jì)時顯示當(dāng)前段的剩余時間且LED燈模塊亮滅呈現(xiàn)樣品通斷電狀態(tài)；IV、MCU運(yùn)行掃描鍵盤矩陣的程序遍歷各外部控制輸入，分別執(zhí)行相應(yīng)段的試驗(yàn)程序至完成樣品試驗(yàn)。
[0028]深入細(xì)化的方案，該通斷電系統(tǒng)為4段?16段可擴(kuò)展的電應(yīng)力邏輯系統(tǒng)，定義4*4矩陣鍵盤模塊的每個按鍵為對應(yīng)段電應(yīng)力邏輯時序的外部控制輸入。
[0029]此外，步驟II利用單片機(jī)內(nèi)部定時器進(jìn)行時間控制時，需加入時間動態(tài)補(bǔ)償算法程序，這樣的計(jì)時時間會非常精確。對于時間動態(tài)補(bǔ)償算法程序有C語言及匯編寫法。
[0030]以下通過一個典型的溫濕度環(huán)境試驗(yàn)電應(yīng)力通斷邏輯，描述一份程序編寫框圖。結(jié)合圖6所示旨在講清楚如何在程序中合理的安排矩陣鍵盤、數(shù)碼管顯示、時間段精確控制輸出電應(yīng)力的方法。對于有知識背景的人而言，程序流程框圖清楚提供了如何編制程序的指導(dǎo)啟示。
[0031]典型案例:某樣品進(jìn)行濕熱循環(huán)試驗(yàn)，高溫段駐留3小時(此間給樣品加電10分鐘斷電20分鐘，依照此種頻率循環(huán)6次)，高溫降至低溫用25分鐘(此間樣品斷電)，低溫駐留3小時(此間給樣品加電20分鐘斷電10分鐘，為I個試驗(yàn)循環(huán)。此次試驗(yàn)共進(jìn)行200依照此種頻率循環(huán)6次)，低溫升至高溫用25分鐘(此間樣品通電)，上述循環(huán)。
[0032]分析:將此案例分為4段電應(yīng)力邏輯——第I段為高溫段即樣品加電10分鐘斷電20分鐘，依照此種頻率循環(huán)6次，第I段對應(yīng)矩陣鍵盤第4行第I列按鍵記為I號按鍵；第2段為降溫段即樣品在此段中25分鐘斷電，第2段對應(yīng)矩陣鍵盤第4行第2列按鍵記為2號按鍵；第3段為低溫段即樣品加電20分鐘斷電10分鐘，依照此種頻率循環(huán)6次，第3段對應(yīng)矩陣鍵盤第4行第3列按鍵記為3號按鍵；第4段為升溫段即樣品在此段中25分鐘上電，第4段對應(yīng)矩陣鍵盤第4行第4列按鍵記為4號按鍵。在按下這4個按鍵中的其中I個時將進(jìn)入相應(yīng)段電應(yīng)力邏輯 如按下I號鍵，程序?qū)?zhí)行I — 2 — 3 — 4—I循環(huán)200次。從其它段開始執(zhí)行可依此類推。在進(jìn)入相應(yīng)段后，數(shù)碼管將進(jìn)行通斷電倒計(jì)時顯示(以I秒為單位)，在數(shù)碼管最后I位將顯示現(xiàn)在執(zhí)行的段(I或2或3或4)，通電段則LED燈點(diǎn)亮，斷電段則LED燈熄滅。8位數(shù)碼管顯示方式:左起第1、2位顯示小時；第3、4位顯示分鐘數(shù)；第5、6位顯示秒；第7位不顯示；第8位顯示當(dāng)前執(zhí)行段。
[0033]上述通斷電系統(tǒng)為4段電應(yīng)力邏輯系統(tǒng)，還需定義4*4矩陣鍵盤模塊每行的首個按鍵為對應(yīng)段電應(yīng)力邏輯時序的外部控制輸入。而且，在任意段試驗(yàn)程序運(yùn)行過程中，MCU運(yùn)行掃描鍵盤矩陣的程序并忽略外部控制輸入。
[0034]本發(fā)明的有益效果是:在對應(yīng)不同產(chǎn)品進(jìn)行電應(yīng)力測試時，只需改動程序入口處各段通電時間，為編程者提供了極大的便利性；本系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)秒級和毫秒級的通斷控制，且具有成本低廉、使用方便、直觀性和可操作性都很強(qiáng)的特點(diǎn)。
[0035]該通斷電系統(tǒng)應(yīng)用較為廣泛，如電源的通斷循環(huán)次數(shù)，往往影響一個電源的使用壽命；空氣壓縮機(jī)上的氣壓閥會隨著氣壓的降低反復(fù)啟動，此氣壓閥的重復(fù)啟動次數(shù)往往關(guān)乎整個空氣壓縮機(jī)的壽命?？梢姡景l(fā)明提供了行之有效的壽命驗(yàn)證方法和加速壽命驗(yàn)證方法。
[0036]除上述實(shí)施例外，本發(fā)明還可以有其它實(shí)施方式，凡采用等同替換或等效變換形成的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明所要求保護(hù)的范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.樣品試驗(yàn)專用的通斷電系統(tǒng)，其特征在于:所述通斷電系統(tǒng)由MCU、USB程序下載模塊、4*4矩陣鍵盤模塊、LED燈模塊、數(shù)碼管顯示模塊、繼電器信號輸出模塊組成，其中所述USB程序下載模塊通訊接入MCU并寫入程序，所述4*4矩陣鍵盤模塊通訊接入MCU作通斷電系統(tǒng)的外部控制輸入，所述LED燈模塊和數(shù)碼管顯示模塊連接MCU分別顯示通斷電試驗(yàn)過程的不同狀態(tài)和各狀態(tài)的剩余時間，所述繼電器信號輸出模塊分別連接MCU和樣品的供電電源端口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述樣品試驗(yàn)專用的通斷電系統(tǒng)，其特征在于:所述MCU為百兆赫茲級的STC51單片機(jī)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述樣品試驗(yàn)專用的通斷電系統(tǒng)，其特征在于:所述通斷電系統(tǒng)為4段?16段可擴(kuò)展的電應(yīng)力邏輯系統(tǒng)，4*4矩陣鍵盤模塊的每個按鍵為對應(yīng)段電應(yīng)力邏輯時序的外部控制輸入。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述樣品試驗(yàn)專用的通斷電系統(tǒng)，其特征在于:所述通斷電系統(tǒng)為4段電應(yīng)力邏輯系統(tǒng)，4*4矩陣鍵盤模塊每行的首個按鍵為對應(yīng)段電應(yīng)力邏輯時序的外部控制輸入。
5.樣品試驗(yàn)專用的通斷電系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法，基于權(quán)利要求1的通斷電系統(tǒng)，其特征在于包括步驟: 1、連接繼電器信號輸出模塊和樣品的供電電源端口，并根據(jù)樣品的試驗(yàn)要求設(shè)定電應(yīng)力邏輯的段數(shù)； I1、根據(jù)樣品的試驗(yàn)要求分段編寫面向繼電器信號輸出模塊的試驗(yàn)程序及掃描矩陣鍵盤和數(shù)碼管動態(tài)顯示的程序，并通過USB程序下載模塊寫入MCU ； II1、運(yùn)行MCU，根據(jù)符合樣品試驗(yàn)要求的電應(yīng)力邏輯進(jìn)行外部控制輸入，啟動相應(yīng)段的樣品試驗(yàn)，數(shù)碼管顯示模塊倒計(jì)時顯示當(dāng)前段的剩余時間且LED燈模塊亮滅呈現(xiàn)樣品通斷電狀態(tài)； IV、MCU運(yùn)行掃描鍵盤矩陣的程序遍歷各外部控制輸入，分別執(zhí)行相應(yīng)段的試驗(yàn)程序至完成樣品試驗(yàn)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述樣品試驗(yàn)專用的通斷電系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于:所述通斷電系統(tǒng)為4段?16段可擴(kuò)展的電應(yīng)力邏輯系統(tǒng)，定義4*4矩陣鍵盤模塊的每個按鍵為對應(yīng)段電應(yīng)力邏輯時序的外部控制輸入。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述樣品試驗(yàn)專用的通斷電系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于:所述通斷電系統(tǒng)為4段電應(yīng)力邏輯系統(tǒng)，4*4矩陣鍵盤模塊每行的首個按鍵為對應(yīng)段電應(yīng)力邏輯時序的外部控制輸入。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述樣品試驗(yàn)專用的通斷電系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于:步驟II中試驗(yàn)程序中加入有時間動態(tài)補(bǔ)償算法程序。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述樣品試驗(yàn)專用的通斷電系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于:步驟IV任意段試驗(yàn)程序運(yùn)行過程中，MCU運(yùn)行掃描鍵盤矩陣的程序并忽略外部控制輸入。
【文檔編號】G05B19/042GK103955151SQ201410038262
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年1月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月27日
【發(fā)明者】王文岳, 陳鵬 申請人:工業(yè)和信息化部電子第五研究所華東分所