Pcba功能自动测试系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种PCBA功能自动测试系统，该系统利用微处理器对电磁铁控制组件的控制来控制待测PCBA的按键，使待测PCBA中提前烧录的测试程序在待测PCBA的按键的控制下自动切换当前的测试项目，并且通过传感装置实时采集待测PCBA在测试过程中生成的各种信号，通过微处理器对传感装置反馈的传感信号以及测试架经串口输出的自检测试信号进行处理，并在显示屏上对测试过程和测试结果进行显示，最终实现对待测PCBA的功能的自动测试，由于在测试过程中无需人工手动控制测试项目，测试架在微处理器的控制下可自动切换测试项目，而且还可使测试人员实时观察到测试状态以及测试结果，因而提高了PCBA功能测试的效率和准确性。
【专利说明】
PCBA功能自动测试系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及电子线路板检测技术领域，特别是涉及一种PCBA功能自动测试系统。
【背景技术】
[0002]印刷电路板组件(PrintedCircuit Board Assembly，PCBA)是印刷电路板(Printed Circuit Board,PCB)经表面组装技术(Surface Mount Technology，SMT)上件，再经过双列直插式封装技术(Dual Inline-Pin Package ,DIP)进行插件后得到的经过焊接并组装好电子元件的PCB。
[0003]生产厂家为了保证生产的PCBA的质量，通常需要对PCBA逐项进行功能测试，以剔除质量不合格的PCBA。在目前的PCBA功能测试方法中，主要有手动测试和自动化测试两种，其中，测试人员利用测试仪器手动逐个去检测电路板上的各个测试点是否满足要求，这种手动测试方法全程需人工操作，不仅测试时间长、测试效率低，而且容易发生误判;相比较于手动测试的方法，自动测试方法的效率更高，而且测试结果的可靠性更高，但是目前的自动测试系统往往造价成本高昂，而且需要定期维护，维护成本高。
【实用新型内容】
[0004]基于此，有必要针对目前PCBA功能测试的手动测试效率低、自动测试系统成本高昂的问题，提供一种PCBA功能自动测试系统。
[0005]为实现上述目的，本实用新型采取如下的技术方案:
[0006]一种PCBA功能自动测试系统，所述系统包括对待测PCBA进行功能测试的测试架、采集所述待测PCBA在测试过程中生成的信号的传感装置、微处理器、电磁铁控制组件、显示测试过程和测试结果的显示屏，
[0007]所述微处理器的输入端口连接所述测试架的信号输出端口并接收所述测试架输出的自检测试信号，
[0008]所述微处理器的输入端口还连接所述传感装置的输出端并接收所述传感装置发送的传感信号，
[0009]所述微处理器的输出端口连接所述电磁铁控制组件的控制端，所述电磁铁控制组件在所述微处理器控制下测试所述待测PCBA的应变放大电路以及按压或释放所述待测PCBA的按键以切换所述待测PCBA的当前测试项目，
[0010]所述微处理器的输出端口还连接所述显示屏的输入端。
[0011]上述PCBA功能自动测试系统利用测试架对待测PCBA进行功能测试，传感装置采集待测PCBA在测试过程中生成的信号并发送给微处理器，微处理器根据传感装置发送的传感信号以及测试架输出的自检测试信号，分析判断当前测试项目是否合格，如果合格，电磁铁控制组件在微处理器的控制下按压或释放待测PCBA的按键以切换待测PCBA的当前测试项目，即根据预设测试程序进行其他测试项目，同时电磁铁控制组件还能够对待测PCBA的应变放大电路进行测试，PCBA功能自动测试系统还能够在显示屏上对测试过程和测试结果进行显示，最终实现对待测PCBA的功能的自动测试。由于在测试过程中无需人工手动控制测试项目，待测PCBA在微处理器的控制下可自动切换测试项目，而且还可使测试人员通过显示屏实时观察到测试状态以及测试结果，因而提高了 PCBA功能测试的效率和准确性，同时PCBA功能自动测试系统可以与现有的测试架相结合，无需设置其他复杂的检测装置，因此系统结构简单、成本较低，适于实际应用。
【附图说明】
[0012]图1为本实用新型其中一个实施例中PCBA功能自动测试系统的结构示意图；
[0013]图2为本实用新型其中一个【具体实施方式】中第一电磁铁控制组件的结构示意图；
[0014]图3为本实用新型其中一个【具体实施方式】中第二电磁铁控制组件的结构示意图。
【具体实施方式】
[0015]下面将结合附图及较佳实施例对本实用新型的技术方案进行详细描述。
[0016]在其中一个实施例中，参见图1所示，一种PCBA功能自动测试系统，该系统包括对待测PCBA进行功能测试的测试架100、采集待测PCBA在测试过程中生成的信号的传感装置200、微处理器300、电磁铁控制组件400、显示测试过程和测试结果的显示屏500，微处理器300的输入端口连接测试架100的信号输出端口并接收测试架100输出的自检测试信号，微处理器300的输入端口还连接传感装置200的输出端并接收传感装置200发送的传感信号，微处理器300的输出端口连接电磁铁控制组件400的控制端，电磁铁控制组件400在微处理器300控制下测试待测PCBA的应变放大电路以及按压或释放待测PCBA的按键以切换待测PCBA的当前测试项目，微处理器300的输出端口还连接显示屏500的输入端。
[0017]目前，在PCBA的批量生产过程中，往往由于设备和操作人员可能存在的各种不确定因素，尚且无法保证批量生产出来的PCBA全部符合生产标准，如果将不合格的PCBA应用于产品中，很可能给产品带来质量问题，甚至造成产品毁坏，因此在实际生产过程中，必须在生产末端对PCBA进行检测，以保证出厂的全部PCBA都是合格产品，本实施例正是针对PCBA的功能检测需求而提出的一种PCBA功能自动测试系统，具体地，在待测PCBA中提前烧录用于测试待测PCBA各项功能的预设测试程序，将已烧录预设测试程序的待测PCBA固定在测试架100上，测试架100模拟待测PCBA的实际工作环境，对待测PCBA的各项功能进行测试，例如测量待测PCBA的电压、电流、功率以及对蜂鸣器、指示灯的测试等，此外，测试架100除模拟待测PCBA的实际工作环境外，还可以对待测PCBA进行自检，例如FLASH测试、EEPROM测试等，并将自检项目测试结果通过信号输出端口发送给微处理器300;同时微处理器300的输入端口还连接传感装置200的输出端并接收传感装置200发送的传感信号，传感装置200实时采集待测PCBA在测试过程中生成的各种信号，例如在对蜂鸣器进行测试时生成的声音信号、对指示灯进行测试时生成的光信号等，传感装置200将采集到的各种信号转换为传感信号后发送给微处理器300;微处理器300接收测试架100输出的自检项目测试结果和传感装置200发送的传感信号，根据自检项目测试结果和传感信号判断待测PCBA的当前测试项目是否合格，如果合格，电磁铁控制组件400的控制端在微处理器300的输出端口控制下实现按压或释放待测PCBA的按键以切换待测PCBA的当前测试项目，即进行预设测试程序中的下一项测试项目，同时电磁铁控制组件400还能够对待测PCBA的应变放大电路进行测试，并且微处理器300的输出端口还连接有显示屏500的输入端，微处理器300可以将当前待测PCBA的测试过程以及判断待测PCBA是否合格的结果在显示屏500上进行显示。在本实施例中，传感器、微处理器、电磁铁控制组件以及显示屏均可以与测试架集成，从而简化PCBA功能自动测试系统的结构。
[0018]上述PCBA功能自动测试系统利用测试架对待测PCBA进行功能测试，传感装置采集待测PCBA在测试过程中生成的信号并发送给微处理器，微处理器根据传感装置发送的传感信号以及测试架输出的自检测试信号，分析判断当前测试项目是否合格，如果合格，电磁铁控制组件在微处理器的控制下按压或释放待测PCBA的按键以切换待测PCBA的当前测试项目，即根据预设测试程序进行其他测试项目，同时电磁铁控制组件还能够对待测PCBA的应变放大电路进行测试，PCBA功能自动测试系统还能够在显示屏上对测试过程和测试结果进行显示，最终实现对待测PCBA的功能的自动测试。由于在测试过程中无需人工手动控制测试项目，待测PCBA在微处理器的控制下可自动切换测试项目，而且还可使测试人员通过显示屏实时观察到测试状态以及测试结果，因而提高了 PCBA功能测试的效率和准确性，同时PCBA功能自动测试系统可以与现有的测试架相结合，无需设置其他复杂的检测装置，因此系统结构简单、成本较低，适于实际应用。
[0019]作为一种具体的实施方式，PCBA功能自动测试系统中的传感装置包括光敏传感器、声音传感器和振动传感器，光敏传感器采集待测PCBA的显示屏或者指示灯在测试过程中生成的光信号，声音传感器采集待测PCBA在测试过程中生成的声音信号，振动传感器采集待测PCBA在测试过程中生成的振动信号。在对待测PCBA进行测试时，需对待测PCBA的多种功能进行测试，本实施方式中用于采集待测PCBA在测试过程中生成的信号以反馈给微处理器对测试结果进行分析的传感装置具体包括光敏传感器、声音传感器和振动传感器，其中光敏传感器将待测PCBA上显示屏或者指示灯发出的光信号转换成相应的电信号即传感信号并将传感信号发送给微处理器，微处理器根据光敏传感器发送的传感信号判断待测PCBA上的显示屏或者指示灯是否正常工作;声音传感器采集待测PCBA在测试过程中生成的声音信号，如果待测PCBA的功能测试要求不高，声音传感器可以利用仅能够识别周围环境的声音有无的声音传感器模块实现，当待测PCBA的功能测试精度较高时，则采用能够识别声音音量的传感器模块实现，声音传感器将采集的声音信号转换成传感信号并将传感信号发送给微处理器，微处理器根据声音传感器发送的传感信号判断待测PCBA上生成声音信号的相关模块是否正常工作;此外，传感装置还包括贴近待测PCBA的振动模块的振动传感器，振动传感器采集待测PCBA在测试过程中生成的振动信号，将振动信号转换成电信号即传感信号并将传感信号发送给微处理器，微处理器根据振动传感器发送的传感信号判断待测PCBA的振动功能是否正常。本实施方式利用光敏传感器、声音传感器以及振动传感器分别采集待测PCBA在测试过程中生成的光信号、声音信号以及振动信号，实现对待测PCBA的显示功能、发声功能以及振动功能的多种功能同步测试，并对同步测试结果进行实时监测及反馈，缩短了 PCBA的测试时长，提高了 PCBA功能自动测试系统的测试效率。
[0020]PCBA功能自动测试系统中的电磁铁控制组件能够在微处理器的控制下测试待测PCBA的应变放大电路，同时电磁铁控制组件还能够在微处理器控制下按压或释放待测PCBA的按键以切换待测PCBA的当前测试项目，作为一种具体的实施方式，针对电磁铁控制组件所能实现的功能，本实施方式提出利用两个电磁铁控制组件即第一电磁铁控制组件和第二电磁铁控制组件，分别实现电磁铁控制组件的上述功能，具体地，电磁铁控制组件包括测试待测PCBA的应变放大电路的第一电磁铁控制组件和按压或释放待测PCBA的按键的第二电磁铁控制组件，第一电磁铁控制组件的控制端和第二电磁铁控制组件的控制端分别与微处理器的输出端口连接。在本实施方式中，PCBA功能自动测试系统中的电磁铁控制组件具体包括两个电磁铁控制组件即第一电磁铁控制组件和第二电磁铁控制组件，其中第一电磁铁控制组件的控制端与微处理器的输出端口连接，第一电磁铁控制组件在微处理器控制下测试待测PCBA的应变放大电路;第二电磁铁控制组件的控制端也与微处理器的输出端口连接，第二电磁铁控制组件在微处理器控制下按压或释放待测PCBA的按键以切换待测PCBA的当前测试项目，本实施方式利用两个分别与微处理器的输出端口连接的第一电磁体控制组件和第二电磁铁控制组件分别实现应变放大电路的测试以及当前测试项目的切换，二者互不干扰，保证了应变放大电路及当前测试项目切换的稳定性。
[0021]作为一种具体的实施方式，第一电磁铁控制组件包括第一控制端和第一机械连接件，第一机械连接件在第一控制端的控制下改变应变放大电路中的应变片的形变;第二电磁铁控制组件包括第二控制端和第二机械连接件，第二机械连接件在第二控制端的控制下按压或者释放待测PCBA的按键。在本【具体实施方式】中，第一电磁铁控制组件包括第一控制端和第一机械连接件，其中第一控制端与微处理器的输出端口连接，当微处理器控制第一控制端的电磁铁线圈通断电时，第一机械连接件根据电磁铁线圈通断电而形成的电磁场的变化使待测PCBA的应变放大电路中的应变片产生相应的形变，进而导致应变放大电路的输出信号发生改变;此外，第二电磁铁控制组件包括第二控制端和第二机械连接件，其中第二控制端与微处理器的输出端口连接，当微处理器控制第二控制端的电磁铁线圈通断电时，第二机械连接件根据电磁铁线圈通断电而形成的电磁场的变化按压或者释放待测PCBA的按键，以控制待测PCBA的当前测试项目的切换。在本【具体实施方式】中，第一机械连接件和第二机械连接件均可以利用已有的受电磁铁线圈控制的机械连接件实现，这里提出一种可选的实施方式，参见图2所示的第一电磁铁控制组件的结构示意图，其中第一机械连接件包括弹簧、衔铁和连接杆，并且弹簧的一端固定不动，另一端与衔铁的一侧固定连接，衔铁的另一侧固定连接连接杆的一端，连接杆的另一端为自由端，这里微处理器控制第一电磁铁控制组件中电磁铁线圈中电流的通断，当电磁铁线圈中有电流时，衔铁在电磁场作用下带动弹簧和连接杆向应变片所在方向运动，当连接杆与应变片接触后，使应变片产生形变，因此第一电磁铁控制组件在微处理器的控制下可以测试待测PCBA的应变放大电路;与第一机械连接件相似地，参见图3所示的第二电磁铁控制组件的结构示意图，其中第二机械连接件也包括弹簧、衔铁和连接杆，并且弹簧的一端固定不动，另一端与衔铁的一侧固定连接，衔铁的另一侧固定连接连接杆的一端，连接杆的另一端为自由端，这里微处理器控制第二电磁铁控制组件中电磁铁线圈中电流的通断，当电磁铁线圈中有电流时，衔铁在电磁场作用下带动弹簧和连接杆向待测PCBA的按键所在方向运动，当连接杆按压或者释放待测PCBA的按键时，待测PCBA根据预设测试程序切换当前测试项目，本实施方式提供了由弹簧、衔铁和连接杆组成的一种机械连接件，此种机械连接件具有结构简单、响应速度快、成本低的特点，为PCBA功能自动测试系统的具体实施提供了一种简便易行的实施方式。
[0022]作为一种具体的实施方式，PCBA功能自动测试系统还包括控制微处理器的供电回路通断的测试开关，该测试开关接入微处理器的供电回路。本实施方式在PCBA功能自动测试系统中增加控制微处理器供电回路通断的测试开关，当测试开关的状态为关闭时，微处理器的供电回路断开，无法为微处理器供电，此时PCBA功能自动测试系统不能对待测PCBA进行测试；当测试开关的状态为打开时，微处理器的供电回路导通，可以为微处理器供电，因而微处理器可以对其接收到的信号进行处理，本实施方式中的测试开关相当于PCBA功能自动测试系统的总开关，在测试前，需打开测试开关，保证微处理器的正常供电，使PCBA功能自动测试系统能够对待测PCBA进行测试，当测试完毕后，关闭测试开关，使微处理器断电，从而使用户可以根据实际需求通过测试开关控制PCBA功能自动测试系统，避免电能的浪费。同时，作为一种可选的实施方式，测试开关可以为机械开关或者遥控开关，所谓的机械开关指通过物理机械方式控制电路通断的开关，如单刀双掷开关、按键开关等，而遥控开关则指用户通过电磁波信号遥控方式控制电路通断的开关，如红外遥控开关、蓝牙遥控开关等，在本实施方式中，机械开关的寿命长、可靠性高，而遥控开关则对电路通断的控制更为方便快捷，因此无论是机械开关还是遥控开关都适用于本实用新型的测试开关，而且都能控制PCBA功能测试系统的工作状态。
[0023]作为一种具体的实施方式，PCBA功能自动测试系统中的测试架为下压式测试架。下压式测试架具有结构简单、制造方便以及造价低等特点，因此是一种应用较为广泛的PCBA测试架，在利用下压式测试架对某款待测PCBA的功能进行测试时，下压式测试架需针对待测PCBA的特点，设计测试飞针与待测PCBA上的测试点位置一致，并且能够测试待测PCBA的全部功能，在具体操作下压式测试架时，首先向上拉动手把，释放上压板;放入待测PCBA后，向下压动手把，使上压板压住PCBA，并打开电源开关，开始对待测PCBA的功能进行测试;测试结束后，关闭电源开关，向上拉动手把释放上压板，取出待测PCBA。本实施方式可以利用现有的下压式测试架实现PCBA功能自动测试系统中对待测PCBA的功能进行测试的测试架，使得PCBA功能自动测试系统结构简单、制造方便。
[0024]作为一种具体的实施方式，PCBA功能自动测试系统中的微处理器为STM32F4系列单片机。STM32F4系列单片机为32位ARM，Cortex-M4内核高性能微处理器，运行速度达210DMIPS@168MHz，且带多种片内外设，如USB-0TG、高级定时器、高速USART、高速SP1、FSMC接口、12位ADC等，因此本实施方式采用STM32F4系列单片机作为微处理器不仅在性能上完全能够满足PCBA功能自动测试系统的要求，而且有利于对PCBA功能测试系统的升级扩展。
[0025]作为一种具体的实施方式，PCBA功能自动测试系统中显示测试过程和测试结果的显示屏为薄膜晶体管液晶显示屏，例如，显示屏为1.5英寸的TFT(Thin Film Transistor,薄膜晶体管)液晶显示屏。由于TFT液晶显示屏具有平板化、轻薄化、高对比度、低功耗等优点，因此本实施方式采用TFT液晶显示屏作为PCBA功能测试系统的显示屏，简化系统结构的同时，保证了显示屏对测试过程和测试结果的显示效果，为方便对显示屏进行拆卸和更换，本实施方式中的TFT液晶显示屏可以通过排线插座与测试架连接。
[0026]以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
[0027]以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。
【主权项】
1.一种PCBA功能自动测试系统，其特征在于，包括对待测PCBA进行功能测试的测试架、采集所述待测PCBA在测试过程中生成的信号的传感装置、微处理器、电磁铁控制组件、显示测试过程和测试结果的显示屏， 所述微处理器的输入端口连接所述测试架的信号输出端口并接收所述测试架输出的自检测试信号， 所述微处理器的输入端口还连接所述传感装置的输出端并接收所述传感装置发送的传感信号， 所述微处理器的输出端口连接所述电磁铁控制组件的控制端，所述电磁铁控制组件在所述微处理器控制下测试所述待测PCBA的应变放大电路以及按压或释放所述待测PCBA的按键以切换所述待测PCBA的当前测试项目， 所述微处理器的输出端口还连接所述显示屏的输入端。2.根据权利要求1所述的PCBA功能自动测试系统，其特征在于， 所述传感装置包括光敏传感器、声音传感器和振动传感器，所述光敏传感器采集所述待测PCBA的显示屏或者指示灯在测试过程中生成的光信号，所述声音传感器采集所述待测PCBA在测试过程中生成的声音信号，所述振动传感器采集所述待测PCBA在测试过程中生成的振动信号。3.根据权利要求1或2所述的PCBA功能自动测试系统，其特征在于， 所述电磁铁控制组件包括测试所述应变放大电路的第一电磁铁控制组件和按压或释放所述按键的第二电磁铁控制组件，所述第一电磁铁控制组件和所述第二电磁铁控制组件的控制端均与所述微处理器的输出端口连接。4.根据权利要求3所述的PCBA功能自动测试系统，其特征在于， 所述第一电磁铁控制组件包括第一控制端和第一机械连接件，所述第一机械连接件在所述第一控制端的控制下改变所述应变放大电路中的应变片的形变； 所述第二电磁铁控制组件包括第二控制端和第二机械连接件，所述第二机械连接件在所述第二控制端的控制下按压或者释放所述按键。5.根据权利要求4所述的PCBA功能自动测试系统，其特征在于， 所述第一机械连接件和所述第二机械连接件均包括弹簧、衔铁和连接杆， 所述弹簧的一端固定不动，另一端与所述衔铁的一侧固定连接， 所述衔铁的另一侧固定连接所述连接杆的一端，所述连接杆的另一端为自由端。6.根据权利要求1或2所述的PCBA功能自动测试系统，其特征在于，还包括控制所述微处理器的供电回路通断的测试开关。7.根据权利要求6所述的PCBA功能自动测试系统，其特征在于， 所述测试开关为机械开关或者遥控开关。8.根据权利要求1或2所述的PCBA功能自动测试系统，其特征在于， 所述测试架为下压式测试架。9.根据权利要求1或2所述的PCBA功能自动测试系统，其特征在于， 所述微处理器为STM32F4系列单片机。10.根据权利要求1或2所述的PCBA功能自动测试系统，其特征在于， 所述显示屏为薄膜晶体管液晶显示屏。
【文档编号】G01R31/28GK205539367SQ201620281804
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年4月5日
【发明人】张清玲, 刘春丽, 谢佳星
【申请人】广州红象医疗科技有限公司