一种嵌入式多通道自动电阻测量模块的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种嵌入式多通道自动电阻测量模块，主要用于嵌入专用测试设备系 统中，成为其一种静态电阻数据采集模块(简称DAQ)，完成自动电阻测量(可变测试工作点） 和数据上传功能。
【背景技术】
[0002] 在专用测试设备中，测量对象多为电路组件或者模块。通常在测试前，为保证测试 时加电的安全性，会对组件或者模块的对外接口进行阻抗测量，以保证在测试过程中，不会 发生电源或者信号引脚短路情况，可避免瑕疵产品在系统测试上电时发生电气损坏，也保 护测试仪器及设备的安全。
[0003] 在生产测试过程中，通常有人工使用手持式或台式万用表完成各个接口的电阻测 量，并读取和记录测试数据。此种测试方法需要占用测试人员的大量精力，且测量结果的读 取和记录均会因疏忽而产生错误。
[0004]由此，在专用测试系统中，一种小体积、多通道、能够程控可自动测量并上传测量 数据的嵌入式多通道自动电阻测量模块的需求便由此而生。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于提出一种嵌入式多通道自动电阻测量模块，所要解决的技术问 题是使其满足体积小、多通道、自动测量、可程控的要求，从而更加适于实用。
[0006] 本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术措施来进一步实现。依据本发明 提出的一种嵌入式多通道自动电阻测量模块，包括控制电路、测量隔离电路、矩阵切换电路 和通?目电路，
[0007] 该控制电路采用ARM处理器作为控制核心，该ARM处理器集成有ADC、SPI、USART和 GPI0接口；该ARM处理器通过SPI接口对DAC转换器编程控制，DAC转换器的输出经第一运算 放大器构成的电压跟随器隔离后，输出可编程基准源作为被测电阻和标准分压电阻的激励 源；
[0008] 该测量隔离电路连接至被测电阻和标准分压电阻之间的测量点，通过第二运算放 大器构成的电压跟随器隔离后，经RC低通滤波器将测量点电压输出至ARM处理器的ADC接 P;
[0009] 该矩阵切换电路包括译码器、驱动器和簧片继电器矩阵，该ARM处理器的GPI0接口 输出控制译码器，该译码器控制驱动器，该驱动器输出控制簧片继电器吸合；
[0010] 该通信电路由ARM处理器的USART接口和电平转换芯片构成，该ARM处理器通过通 信电路与上位机连接通信。
[0011] 本发明的目的及解决其技术问题还采用以下技术措施来进一步实现。
[0012] 前述的嵌入式多通道自动电阻测量模块，所述电平转换芯片将ARM处理器的USART 接口变换为标准的RS-232通信接口或RS-422通信接口或RS-485通信接口，可进行远程操 控，完成自动测量和数据上传功能。
[0013]借由上述技术方案，本发明一种嵌入式多通道自动电阻测量模块，采用嵌入式结 构设计，可以嵌入测试系统中成为其一种数据采集模块;具有多通道测量功能，既可自动切 换通道测量，又可手动切换通道测量;具有程控功能，可根据上位机命令完成自动测量和数 据上传功能;具有可编程的测试工作点，能够将被测对象的非线性V_A特性归一化。
[0014]上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段， 而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够 更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
【附图说明】
[0015] 图1是分压法电阻测量原理图。
[0016] 图2是本发明中可编程基准源的原理图。
[0017] 图3是本发明的测量电路原理图。
[0018]图4是本发明的隔离电路原理图。
[0019] 图5是本发明的矩阵切换电路量程切换的原理图。
[0020] 图6是本发明的矩阵切换电路接口切换的原理图。
【具体实施方式】
[0021] 为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合 附图及较佳实施例，对依据本发明提出的一种嵌入式多通道自动电阻测量模块其具体实施 方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。
[0022] 请参阅图1，本发明一种嵌入式多通道自动电阻测量模块采用分压法电阻测量原 理完成测量任务，其包括控制电路、测量隔离电路、矩阵切换电路和通信电路，为一嵌入式 模块，可嵌入测试系统中成为其数据采集模块，完成测量和上传。
[0023] a)控制电路采用ARM处理器，负责整个模块的控制、采集和数据通信；译码驱动完 成地址译码，并驱动继电器;AD转换器完成测量点电压采集;DAC转换器输出完成可编程基 准源的发生；
[0024] b)测量隔离电路主要由标准分压电阻和阻抗隔离组成；
[0025] c)矩阵切换电路由译码器、簧片继电器矩阵构成，用于信号切换及量程切换；
[0026] d)通信电路由可选的RS-232\422\485接口组成，能够完成外部通信功能。
[0027]各电路的构成及功能详述如下：
[0028] (1)控制电路
[0029]该控制电路采用ARM处理器，负责整个模块的控制、采集和数据通信，该ARM处理器 上集成有 ADC、SPI、USART 和 GPI0接口。
[0030] 对于具有非线性V_A特性的元件静态电阻来说，不同的测量点所测量的静态电阻 必然会有差异。为适应归一化测试要求，设计可编程基准源V ref，其电路结构如图2所示，该 ARM处理器通过SPI接口对DAC转换器编程控制，DAC转换器的输出经过第一运算放大器构成 的电压跟随器隔离后输出可编程基准源V ref，作为被测电阻Rx和标准分压电阻Rs的激励源。
[0031] 具体的，该第一运算放大器具有低噪声、低漂移、高驱动能力的特点。控制电路通 过对DAC转换器编程控制其输出电压，可以根据需要改变可编程基准源Vref的电压输出值。 [0032] (2)测量隔离电路
[0033] 该测量隔离电路连接至被测电阻Rx和标准分压电阻Rs之间的测量点，通过第二运 算放大器构成的电压跟随器隔离后，经过RC低通滤波器滤波后将测量点电压Ux输出至ARM 处理器的ADC接口，由控制电路采集其电压值，将模拟量转换为数字量，传送至上位机显示 或处理。
[0034] 具体的，在测量电路中首先