一种微型电机电路板程序批量写入及检测设备的制作方法

本实用新型涉及电学领域，尤其涉及电路板程序写入技术，特别是一种微型电机电路板程序批量写入及检测设备。

背景技术：

在无霜冰箱中，风机是除了压缩机以外最重要的零部件之一。作为冰箱中的鼓风装置，风机承担使空气快速流动的作用。作为风机的驱动电机，微型电机长期处于工作状态，为提高运行效率，提升静音效果和使用寿命，微型电机一般采用无刷三相永磁同步电机结构，将直流电交变为三相交流电，并实现变频调速功能。为实现电流交变和变频功能，以及更好的定制型服务，电机内部需要内嵌电路板，电路板上载有电机控制芯片，芯片中需要写入电机控制程序或参数。

由于微型电机的电路板尺寸较小，现有技术中将20块电路板拼成一个整板，送到SMT焊接流水线进行贴片焊接加工。贴片焊接加工完以后，将整板电路板切分开，每块电路板上焊接线束等连接件制成半成品。电路板通过程序通讯连接器连接电脑，将电路板的电源线束连接在电源上，打开电源，启动写入过程，使程序或参数烧写进芯片，断电后，进行验证检查，需重新供电检查程序或参数是否已正确烧写。此生产过程需要针对分开后的20块电路板单独操作，步骤多，效率低，并大量占用劳动力。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种微型电机电路板程序批量写入及检测设备，通过高效的一体化电路板程序批量写入和检测设备，解决了现有技术中微型电机电路板生产中程序写入和检测效率低的问题，大幅度提高生产效率，减少作业人员的劳动时间。

本实用新型的这种微型电机电路板程序批量写入及检测设备，包括底座和上位机电脑，其中，所述的底座上固定设置有一个支架，所述的支架上设置有一个电动机和一个升降杆，所述的电动机的输出轴通过传动机构与所述的升降杆连接，升降杆的下端连接有一个压板，所述的压板与底座上平面平行，底座上固定设置有升降轨道，所述的升降轨道垂直于底座的上平面，压板的侧面固定设置有滑块，所述的滑块设置在所述的升降轨道中，滑块与升降轨道设置为垂直于底座上平面的运动副，压板的底侧内嵌有一个通讯电路板，所述的通讯电路板上设置有两个以上数目的弹簧探针组，所述的弹簧探针组呈矩阵分布，任意一个弹簧探针组中均各自包括一个供电端子和一个通讯端子，压板下方的底座上平面中设置有一个电路板定位槽，所述的通讯电路板上设置有微处理器、通讯转换模块、电源隔离模块、I2C隔离模块和I2C分路模块，所述的微处理器通过控制线与一个电机伺服驱动器连接，所述的电机伺服驱动器的电源端与一个第一直流电源连接，电机伺服驱动器的输出端与电动机的控制端连接，微处理器与所述的通讯转换模块连接，所述的通讯转换模块通过通讯电缆与所述的上位机电脑连接，微处理器与所述的电源隔离模块连接，电源隔离模块的电源端与一个第二直流电源连接，电源隔离模块的输出端与弹簧探针组中的供电端子连接，微处理器与所述的I2C隔离模块连接，I2C隔离模块与所述的I2C分路模块连接，I2C分路模块与弹簧探针组中的通讯端子连接。

进一步的，所述的电源隔离模块包括一个光耦隔离芯片和一个直流电开关，所述的直流电开关与光耦隔离芯片的输出端连接。

进一步的，所述I2C隔离模块是光耦隔离芯片。

进一步的，所述I2C分路模块采用型号为TCA9548的芯片。

本实用新型的工作原理是：被烧写的电路板产品即整板20块的电路板，经过SMT焊接流水线的贴片焊接加工后，在进入后道工序前，将整板电路板放置在设备底座上的固定槽内。作业人员在电脑的上位机软件上，选择需要写入的程序或参数，当作业人员完成参数设置后点击上位机软件的开始按钮，设备的电动机开始工作，并通过升降杆的传动，使内嵌通讯电路板的压板向下移动，到达指定位置后，弹簧探针组接触到被烧写电路板产品的裸露焊盘上，形成电连接。设备自动开始供电并执行程序或参数烧写，一次写入包含整张20块电路板的电路拼板。写入程序或参数完成后，设备自动关闭电源，等待电路板进行放电操作，待放电完成后，电路板重新恢复供电，设备读取所有电路板上的程序或参数，并与写入的程序或参数进行比对，待校验完成后，在电脑上显示校验结果。校验完成后电动机工作，将压板抬起并恢复到起始位置，作业人员取出被烧写的电路板产品，完成电路板程序批量写入及检测的操作。

本实用新型和已有技术相比较，其效果是积极和明显的。本实用新型通过高效的一体化电路板程序批量写入和检测设备，解决了现有技术中微型电机电路板生产中程序写入和检测效率低的问题，大幅度提高生产效率，程序写入出错率低，减少作业人员的劳动时间。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构示意图。

图2是本实用新型的通讯电路结构示意图。

具体实施方式

实施例1:

如图1和图2所示，本实用新型的这种微型电机电路板程序批量写入及检测设备，包括底座1和上位机电脑15，底座1上固定设置有一个支架2，支架2上设置有一个电动机7和一个升降杆9，电动机7的输出轴通过传动机构与升降杆9连接，升降杆9的下端连接有一个压板8，压板8与底座1上平面平行，底座1上固定设置有升降轨道3，升降轨道3垂直于底座1的上平面，压板8的侧面固定设置有滑块13，滑块13设置在升降轨道3中，滑块13与升降轨道3设置为垂直于底座1上平面的运动副，压板8的底侧内嵌有一个通讯电路板10，通讯电路板10上设置有两个以上数目的弹簧探针组12，弹簧探针组12呈矩阵分布，任意一个弹簧探针组12中均各自包括一个供电端子和一个通讯端子，压板8下方的底座1上平面中设置有一个电路板定位槽5，通讯电路板10上设置有微处理器1002、通讯转换模块1002、电源隔离模块1003、I2C隔离模块1004和I2C分路模块1005，的微处理器1002通过控制线与一个电机伺服驱动器11连接，电机伺服驱动器11的电源端与一个第一直流电源14连接，电机伺服驱动器11的输出端与电动机7的控制端连接，微处理器1002与通讯转换模块1001连接，通讯转换模块1001通过通讯电缆与的上位机电脑15连接，微处理器1002与电源隔离模块1003连接，电源隔离模块1003的电源端与一个第二直流电源16连接，电源隔离模块1003的输出端与弹簧探针组12中的供电端子连接，微处理器1002与的I2C隔离模块1004连接，I2C隔离模块1004与I2C分路模块1005连接，I2C分路模块1005与弹簧探针组12中的通讯端子连接。

进一步的，电源隔离模块1003包括一个光耦隔离芯片10031和一个直流电开关10032，直流电开关10032与光耦隔离芯片10031的输出端连接。

进一步的，I2C隔离模块1004是光耦隔离芯片。

进一步的，I2C分路模块1005采用型号为TCA9548的芯片。

电机伺服驱动器11和第一直流电源14放置在设备底座1中，电机伺服驱动器11采用宏宝达机电的HB860MB驱动器，通过接收脉冲、方向和使能信号来对应控制电动机7，并可输出到位信号和故障信号。电机伺服驱动器11控制一台86系列的86HB250型闭环步进电机作为电动机7，电动机7作为所述设备的动力驱动装置。

供应电动机7系统的第一直流电源14与提供电路板写入的第二直流电源16互相独立，以避免电动机7系统干扰电路板的烧写。

通讯电路板10被嵌入在压板8中，这种设计的益处在于，弹簧探针组12直接焊接在该电路上，当压板8向下移动，弹簧探针组12接触需要写入的电路板上，使程序或参数写入的通讯距离尽量短，可有效避免因通讯距离过长而导致的通讯干扰和信号衰减。

当作业人员对上位机电脑15的软件进行配置或点击开始写入按钮，上位机电脑15软件会与压板8中通讯电路板10的微处理器1002进行通讯。由于电脑的通讯电平与微处理器1002的通讯电平分别是USB和TTL电平，所以需要做信号转换。通讯转换模块1001利用FT232RL通讯转换芯片为核心，使通讯信号在USB和TTL电平之间互相转换。此外，该FT232RL通讯转换芯片还可将电脑USB的+5V电压转换为+3.3V电压，提供给微处理器1002供电。

微处理器1002采用STM8S103K3作为所述设备的主控芯片，当微处理器1002接收到来自电脑上位机的启动命令，即控制电机伺服驱动器11进行压板8的位移操作，使焊接在通讯电路板10上的弹簧探针组12上的供电端子和通讯端子接触到被烧写的电路板的焊盘上，完成电连接。

微处理器1002、电脑和电机系统电气环境相对复杂，在工作时容易对写入程序或参数的通讯造成干扰。图2中的虚线，为隔离分界线，虚线左侧的隔离前端和虚线右侧的隔离后端从物理上实现完全隔离。此设计在实际操作中，几乎没有遇到过因外部干扰通讯而写入失败的情况。

对需要写入程序的产品芯片进行程序或参数的烧写，本质上是一种通讯。本实用新型对应的冰箱风机中的控制芯片DRV10975，采用的是I2C通讯协议写入各项控制参数。

通讯电路板10的I2C隔离模块1004采用的是TI公司的ISO1540作为核心器件，其内部采用光耦隔离方式实现物理隔离。隔离后端侧的I2C分路模块1005将I2C通讯线路分为20路，分别对应20块需要写入参数的电路板。I2C分路模块1005中以TI公司的TCA9548为核心器件，可通过对芯片的控制，使I2C通向指定的线路。

电源隔离模块1003包含两部分，一部分是以光耦隔离芯片EL357N为核心的隔离部分，另一部分是以单通道高侧开关TPS1H100为核心的直流电开关部分。光耦隔离部分提供了隔离前端的控制信号与隔离后端的执行电路的物理隔离。当直流电开关部分接收到打开电源开关的控制信号，会接通外部直流稳压电源向需写入参数的产品电路板供电。当直流电开关部分接收到关闭电源开关的控制信号，会切断外部直流稳压电源向需写入参数的产品电路板供电。

当设备完成对被写入的产品电路板的烧写后，微处理器1002自动切断对产品电路板的供电。待被写入的产品电路板的供电消失后，微处理器1002重新自动恢复对产品电路板的供电，并控制I2C通讯，依次打开目标的通讯端口，读取目标芯片中的程序或参数。将读取到的程序或参数，与微处理器1002中保持的待写入的程序或参数进行比对。如比对一致，则说明程序或参数成功写入目标芯片。微处理器1002将比对程序或参数的结果，回传至电脑上位机软件，电脑上位机软件将结果以图形化样式显示在屏幕上，供作业人员判断。