专利名称：用于样品可靠性环境试验提供电应力的通用逻辑控制系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种利用高性能单片机设计实现的可靠性环境试验样品提供电应力的通用逻辑控制系统，属于可靠性环境试验、自动控制系统领域。
背景技术：
随着电子产品的发展，对产品可靠性的要求越来越高。电子产品在研发、批量投产前，批量生产过程中、投入市场后等各个阶段，都会涉及到可靠性环境试验。而电子产品在试验中，为了模仿实际使用状态，许多情况下，要施加电应力，许多情况下电应力的频率、大小都在不同的温度剖面、振动剖面过程中有着不同的要求。针对电应力的施加专门设计此电应力通用逻辑控制系统。传统的电路逻辑，要通过搭建硬件电路，通过调节电阻、电容大小，做出相应的逻辑。此种逻辑系统，搭建周期长，可靠性低，对于逻辑复杂的电应力要求很难实现。对于不同的电应力都需要重新搭建新硬件电路，耗时、耗力。
发明内容
本发明的目的即为提出一种用于样品可靠性环境试验提供电应力的通用逻辑控制系统，通过简洁而高效的系统设计，提升逻辑控制系统的扩展性及程序修改的便利性，满足不同电应力的施加要求。本发明的上述目的，其技术解决方案为
用于样品可靠性环境试验提供电应力的通用逻辑控制系统，其特征在于基于型号为 STC12C5A60S2的单片机最小系统模块搭建，所述系统包括与单片机最小系统模块输入端相连的RS-232程序更新下载接口电路模块以及至少一路与单片机最小系统模块一个I/O 口相连的三极管电流放大模块和继电器模块的串联电路，构成与样品相连的一路通用逻辑控制系统。进一步地，所述I/O 口与三极管电流放大模块之间接设有一个光耦模块，电气隔离所述单片机最小系统模块与后接的串联电路。进一步地，所述单片机最小系统模块本身设有一个定时器，工作频率经片内电路倍频后达420MHz，与微秒级的电应力变化相匹配。进一步地，所述单片机最小系统模块具有32个I/O 口，两个以上的I/O 口分别复制设有串联电路，构成多路逻辑控制系统，且各路逻辑控制系统与样品的连接结构根据试验环境及要求独立选取。进一步地，所述样品与通用逻辑控制系统的连接结构包括三极管电流放大模块与样品直接相连接，继电器模块与样品直接相连接，以及继电器模块外接供电电源的开关，并将供电电源与样品相连接。本发明试验用提供电应力的通用逻辑控制系统，与传统技术相比，可以根据不同的试验要求，用编程的方式实现逻辑控制的变化需求，并通过RS-232直接下载到系统中，大大节省了时间、成本。以下便结合实施例附图，对本发明的具体实施方式
作进一步的详述，以使本发明技术方案更易于理解、掌握。
图1是本发明电应力通用逻辑控制系统的拓扑结构示意图2是本发明RS-232程序更新下载接口电路模块的电路结构示意图； 图3是本发明单片机最小系统模块的电路结构示意图； 图4是本发明光耦、三极管电流放大、继电器模块的电路连接示意图。
具体实施例方式如图1所示，是本发明用于样品可靠性环境试验提供电应力的通用逻辑控制系统的拓扑结构示意图。从图示可见，该通用逻辑控制系统基于型号为STC12C5A60S2的单片机最小系统模块搭建，包括与单片机最小系统模块输入端相连的RS-232程序更新下载接口电路模块以及至少一路与单片机最小系统模块一个I/O 口相连的三极管电流放大模块和继电器模块的串联电路，构成与样品相连的一路通用逻辑控制系统。其中编写好的试验程序，可以直接通过RS-232接口把Hex文件下载到单片机最小系统中，从而可以实现系统外编程的移植应用，避免反复更改调整可靠性环境试验系统的硬件连接。以上是本发明通用逻辑控制系统的最简形式，在实际应用过程中，根据环境可靠性测试的具体要求，可充分利用上述单片机最小系统模块的计算处理能力，利用其32个I/ 0 口的并行控制能力，对其两个或两个以上的I/O 口分别复制设有串联电路，构成多路逻辑控制系统，且各路逻辑控制系统与样品的连接结构根据试验环境及要求独立选取，以实现各种复杂成品的可靠性环境试验，或多个样品同时进行，提高试验效率。作为上述技术方案的进一步优化，其中基于型号为STC12C5A60S2的单片机最小系统模块本身设有一个定时器，工作频率经片内电路倍频后达420MHz，与微秒级的电应力变化相匹配。此外，该芯片的I/O 口带载能力强，可达到IOmA ；且I/O 口与三极管电流放大模块之间接设有一个光耦模块，电气隔离所述单片机最小系统模块与后接的串联电路，很好的保护了 STC12C5A60S2单片机。根据具体试验要求，选择试验样品与电应力的通用逻辑控制系统的级联方式，主要包括以下三种方式
第一种，将上述的电应力通用逻辑控制系统中的三极管模块与样品连接(即on-off机功能)；
第二种，将上述的电应力的通用逻辑控制系统中的三极管模块外接继电器，通过继电器再与具体供电电源(如恒流源、稳压源等)的开关连接，而后将具体供电电源与试验样品相连接；
第三种，若电应力中有大小的变化或者在不同的时刻要对样品使用不同的供电设备， 可以用多个单片机口复制上述的通用逻辑控制系统，在每一个通用逻辑控制系统后级联上继电器，通过继电器与需要的供电设备级联，而后供电设备与样品级联。
本发明上述技术方案需要强调的是，上述通用逻辑控制最小系统，可以根据具体试验要求，单独使用，根据可靠性试验大纲的电应力要求在系统外编写程序，并通过RS-232 接口下载进系统。同时该通用逻辑控制系统可以在STC12C5A60S2单片机最小系统模块前添加前级电路模块，也可在继电器模块后加后级电路模块；特别采用三极管对电流进行放大，可以接大电流的后续电路，更好地驱动后续电路。本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明， 而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。
权利要求
1.用于样品可靠性环境试验提供电应力的通用逻辑控制系统，其特征在于基于型号为STC12C5A60S2的单片机最小系统模块搭建，所述系统包括与单片机最小系统模块输入端相连的RS-232程序更新下载接口电路模块以及至少一路与单片机最小系统模块一个I/ 0 口相连的三极管电流放大模块和继电器模块的串联电路，构成与样品相连的一路通用逻辑控制系统。
2.根据权利要求1所述的用于样品可靠性环境试验提供电应力的通用逻辑控制系统， 其特征在于所述I/O 口与三极管电流放大模块之间接设有一个光耦模块，电气隔离所述单片机最小系统模块与后接的串联电路。
3.根据权利要求1所述的用于样品可靠性环境试验提供电应力的通用逻辑控制系统， 其特征在于所述单片机最小系统模块本身设有一个定时器，工作频率经片内电路倍频后达420MHz，与微秒级的电应力变化相匹配。
4.根据权利要求1所述的用于样品可靠性环境试验提供电应力的通用逻辑控制系统， 其特征在于所述单片机最小系统模块具有32个I/O 口，两个以上的I/O 口分别复制设有串联电路，构成多路逻辑控制系统，且各路逻辑控制系统与样品的连接结构根据试验环境及要求独立选取。
5.根据权利要求1或4所述的用于样品可靠性环境试验提供电应力的通用逻辑控制系统，其特征在于所述样品与通用逻辑控制系统的连接结构包括三极管电流放大模块与样品直接相连接，继电器模块与样品直接相连接，以及继电器模块外接供电电源的开关，并将供电电源与样品相连接。
全文摘要
本发明揭示了一种用于样品可靠性环境试验提供电应力的通用逻辑控制系统，其特征在于基于型号为STC12C5A60S2的单片机最小系统模块搭建，所述系统包括与单片机最小系统模块输入端相连的RS-232程序更新下载接口电路模块以及至少一路与单片机最小系统模块一个I/O口相连的三极管电流放大模块和继电器模块的串联电路，构成与样品相连的一路或多路通用逻辑控制系统。本发明试验用提供电应力的通用逻辑控制系统应用实施后，与传统技术相比，可以根据不同的试验要求，用编程的方式实现逻辑控制的变化需求，并通过RS-232直接下载到系统中，大大节省了时间、成本。
文档编号G05B19/042GK102279577SQ20111015571
公开日2011年12月14日 申请日期2011年6月10日 优先权日2011年6月10日
发明者王文岳 申请人:工业和信息化部电子第五研究所华东分所