专利名称：用单片机检验电路板仪器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电路板检验仪器，特别是一种利用单片机来对电路板进行检验的仪器。
背景技术：
在生产车间中，一般对半成品电路板的检验大多是直接对电路板接好负载并通电之后观察其工作是否正常，进而判断是否合格，这种方法在检测电路板的时候是最简单的方法，可是异常的电路板有时会因电路板异常而损坏，甚至会出现意外状况，导致电路板拉弧刁、有爆炸声，使得检测者在使用上有不便及不安。 常用的另一种检测方法是通过对电路板每个元件的电参数值进行测量以后判断，但是此种检测方法需要电路板特性测试的专用设备，价格不便宜，而且操作方法复杂，适用范围较小。 另一种常用的检测方法是利用画像处理的方式，对电路板进行画像输入以后分析处理判断，此种检测方法利用的仪器价格也不便宜，检测对象有限，无法检测出本身就有问题的元器件。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有的直接检测技术使用安全性不高，且特性值测量方式和画像处理检测方式使用成本较高，适用范围较小等缺点，发明一种利用单片机检测电路来对电路板进行检验的仪器。 为解决上述技术问题，本发明是按如下的方式来实现的本发明所述用单片机检验电路板仪器，由单片机PIC16F877A、扫描式电阻输入电路、电阻领域选择电路、用户接口电路、电路板检查模具、连接部分和软件部分构成。 所述扫描式电阻输入电路，由一个3输入8输出的地址译码器74LS138和6组检测电路构成74LS138的输出端Y0-Y5管脚分别连接GroupO-Gro卯5这6组检测电路中的集成块CD4051的EN管脚，每组检测电路的选择通过74LS138的输入端1_3管脚SEL0-SEL2的高低电平来实现选择；每组检测电路由2个可逆方向8输入1输出的选择模拟门集成块(CD4051)并联而成，X0-X7管脚并联连接形成一组检查探针群体Test0-Test7输入端口 ，输出端X管脚一个作为正极性探针选择与电阻信号入口 +PR0BE, —个作为负极性探针选择信号入口与地GND相连接。 所述电阻领域选择电路，由一个可2重逆向4输入1输出的选择模拟门集成块(CD4052)和一个2重电压比较器(LM393)组成其中一个模拟门电路Y0-Y4管脚与Vcc电源信号相连，并分别串联电阻领域选择电阻R19、 R20，输出端Y管脚连接扫描式电阻输入电路的正极性探针端+PR0BE,同时连接一个电压比较器LM393A和LM393B的+极输入端，LM393B的输出端接着-极输入端形成反馈信号，同时连接另一个模拟门电路Xl-X3管脚输入端，LM393A的输出端连接模拟门电路X4管脚输入端，以及连接-极输入端形成反馈信号，同时_极输入端还连接由滑动变阻器Vcc、R15、R16、R17以及VR1形成的可调电压信号，此时LM393A形成了 300 Q以下电阻信号放大器，LM393B为中继器。 所述用户接口电路，包括由一个2位数码管和一个3位数码管、4个双色发光二极管组成9位插座P2的输出端DP1_F、DP2_F、DP3_F连接74LS138译码器的三个输入管脚A、B、C，译码器的8个输出端分别连接2位数码管、3位数码管和并联为2组的3脚两色LED 二极管的一端；9位插座P2的输出端DP4_F、 DP5_F、 DP6_F、 DP7_F连接3脚两色LED 二极管，同时连接芯片SN7448数码管译码驱动芯片，通过该芯片的输出端连接并驱动2位数码管及3为数码管，利用2位数码管显示检测的状态，利用3位数码管显示检测的结果；9位插座P2的输出端DP8_F连接2位数码管及3位数码管的Dot管脚，控制小数点的显示；用户接口电路还包括由5个按钮键Sl-S5并联组成，连接6P插座所组成用户输入的键盘部分、电源开关，完成《学习》，《检查》，《设置》，《减小》，《增加》5个状态的选择。所述电路板检查模具，包括模具底座为框架，模具底座上方为两个检查信号25P
插座，一块检查探针板固定在模具底座上，检查探针板上有检查探针和电路板定位探针；检
查探针上方为平均压力板和保持结构，通过模具支架架空起来与检查探针板相对；而平均
压力板与由压杆、压杆连接座及压杆轴组成的压杆结构相连接。 所述连接部分是两个25P插座，每个电缆两端插头的方向不一样。 所述软件部分，实现在单片机中PIC16F877A，其中包括电阻扫描子程序、学习子程
序、检查判断子程序、电路板有无诊断子程序和用户接口处理子程序。 所述电阻扫描子程序，在学习过程和检查过程中，为了使测量条件一致，用单片机中断功能，检查探针选择或模拟向数字转换分时处理，8个探针为一个群组，在同一个群组内，正向电阻与负向电阻按顺序读取，然后按照设定状态，执行学习及检查判断处理。
所述学习子程序，一个群组检查探针(8个探针)的电阻资料输入之后，按照设定的状态执行，最先学习的时候保存原资料没带处理误差计算，重复学习的时候与已保存资料进行平均计算，计算出最大误差，资料加工保存按照资料结构进行；资料结构为14位(PIC16F877A内存的资料单位)，上3位为误差，下11位为探针之间电阻，在内存保存的位置(地址数据)代表探针码与极性。 所述检查判断子程序，是一组检查探针(8个)，电阻资料输入之后按照设定状态执行，与已保存的资料在误差范围内一致程度计算，然后按照检查方式选择状态，检查停止或检查非正常的结果通告后下一步检查。 所述电路板有无诊断子程序，在等待状态中，在不断变化的探针码进行电阻测量，按照电阻值与电路板有无判断后，设定状态字节的对应位。 所述用户接口处理子程序，包括用户要求输入键盘扫描子程序、状态显示子程序、单片机中断功能无关，用轮询方式，在主程序内重复运行中，按用户要求或者内部运行结果时进行对应的进程。 本发明的积极效果在于本发明提供的单片机检验电路板仪器，用于对电路板半成品的检测，本仪器因为使用小电流5V电压对电路板进行测试，所以无需用高电压施加于线路板上，安全性高，并且不同于专门测试仪器，本发明可以用简单快捷的方法对线路板上的电阻进行检测，高速处理，提高连续流水生产中的效率，应用范围广泛，可使用在依电阻测试对任意电路板生产工程上，尤其适用于节能灯、开关电源等高电压工作的半成品电路
5板，并且仪器体积小、重量轻，使用方法简单，所以不是专业测试的人员也可以在工程上安全使用。
图1是本发明单片机检验电路板仪器的结构示意图
图2是扫描式电阻输入电路图3是电阻领域选择电路图4是用户接口电路图5是连接部分图6是电路板检查模具图中，l模具支架2平均压力板3压杆轴4压杆连接座5压杆6保持结构7电路板定位针8检查探针9检查探针板10检查信号25P插座ll检查信号25P插座12模具底座
具体实施例方式
如图1所示，本发明所述用单片机检验电路板仪器，由单片机PIC16F877A、扫描式电阻输入电路、电阻领域选择电路、用户接口电路、电路板检查模具、连接部分和软件部分构成。 所述扫描式电阻输入电路，由一个3输入8输出的地址译码器74LS138和6组检测电路构成74LS138的输出端Y0-Y5管脚分别连接GroupO-Gro卯5这6组检测电路中的集成块CD4051的EN管脚，每组检测电路的选择通过74LS138的输入端1_3管脚SEL0-SEL2的高低电平来实现选择；每组检测电路由2个可逆方向8输入1输出的选择模拟门集成块(CD4051)并联而成，X0-X7管脚并联连接形成一组检查探针群体Test0-Test7输入端口 ，输出端X管脚一个作为正极性探针选择与电阻信号入口 +PR0BE, —个作为负极性探针选择信号入口与地GND相连接。 所述电阻领域选择电路，由一个可2重逆向4输入1输出的选择模拟门集成块(CD4052)和一个2重电压比较器(LM393)组成其中一个模拟门电路Y0-Y4管脚与Vcc电源信号相连，并分别串联电阻领域选择电阻R19、 R20，输出端Y管脚连接扫描式电阻输入电路的正极性探针端+PR0BE,同时连接一个电压比较器LM393A和LM393B的+极输入端，LM393B的输出端接着-极输入端形成反馈信号，同时连接另一个模拟门电路Xl-X3管脚输入端，LM393A的输出端连接模拟门电路X4管脚输入端，以及连接-极输入端形成反馈信号，同时_极输入端还连接由滑动变阻器Vcc、R15、R16、R17以及VR1形成的可调电压信号，此时LM393A形成了 300 Q以下电阻信号放大器，LM393B为中继器。 所述用户接口电路，包括由一个2位数码管和一个3位数码管、4个双色发光二极管组成9位插座P2的输出端DP1_F、DP2_F、DP3_F连接74LS138译码器的三个输入管脚A、B、C，译码器的8个输出端分别连接2位数码管、3位数码管和并联为2组的3脚两色LED 二极管的一端；9位插座P2的输出端DP4_F、 DP5_F、 DP6_F、 DP7_F连接3脚两色LED 二极管， 同时连接芯片SN7448数码管译码驱动芯片，通过该芯片的输出端连接并驱动2位数码管及 3为数码管，利用2位数码管显示检测的状态，利用3位数码管显示检测的结果；9位插座P2 的输出端DP8_F连接2位数码管及3位数码管的Dot管脚，控制小数点的显示；用户接口电 路还包括由5个按钮键Sl-S5并联组成，连接6P插座所组成用户输入的键盘部分、电源开 关，完成《学习》，《检查》，《设置》，《减小》，《增加》5个状态的选择。 所述电路板检查模具，包括模具底座(12)为框架，模具底座(12)上方为两个检查
信号25P插座(10)、(11)，一块检查探针板(9)固定在模具底座(12)上，检查探针板(9)上
有检查探针(8)和电路板定位探针(7);检查探针(8)上方为平均压力板(2)和保持结构
(6)，通过模具支架(1)架空起来与检查探针板(9)相对；而平均压力板(2)与由压杆(5)、
压杆连接座(4)及压杆轴(3)组成的压杆结构相连接。 所述连接部分是两个25P插座，每个电缆两端插头的方向不一样。 所述软件部分，实现在单片机中PIC16F877A，其中包括电阻扫描子程序、学习子程
序、检查判断子程序、电路板有无诊断子程序和用户接口处理子程序。 所述电阻扫描子程序，在学习过程和检查过程中，为了使测量条件一致，用单片机 中断功能，检查探针选择或模拟向数字转换分时处理，8个探针为一个群组，在同一个群组 内，正向电阻与负向电阻按顺序读取，然后按照设定状态，执行学习及检查判断处理。
所述学习子程序，一个群组检查探针(8个探针)的电阻资料输入之后，按照设 定的状态执行，最先学习的时候保存原资料没带处理误差计算，重复学习的时候与已保存 资料进行平均计算，计算出最大误差，资料加工保存按照资料结构进行；资料结构为14位 (PIC16F877A内存的资料单位)，上3位为误差，下11位为探针之间电阻，在内存保存的位 置(地址数据)代表探针码与极性。 所述检查判断子程序，是一组检查探针(8个)，电阻资料输入之后按照设定状态 执行，与已保存的资料在误差范围内一致程度计算，然后按照检查方式选择状态，检查停止 或检查非正常的结果通告后下一步检查。 所述电路板有无诊断子程序，在等待状态中，在不断变化的探针码进行电阻测量， 按照电阻值与电路板有无判断后，设定状态字节的对应位。 所述用户接口处理子程序，包括用户要求输入键盘扫描子程序、状态显示子程序、 单片机中断功能无关，用轮询方式，在主程序内重复运行中，按用户要求或者内部运行结果 时进行对应的进程。
权利要求
一种利用单片机检验电路板的仪器，其特征在于由单片机PIC16F877A、扫描式电阻输入电路、电阻领域选择电路、用户接口电路、电路板检查模具、连接部分和软件部分构成。
2. 根据权利要求1所述的利用单片机检验电路板的仪器，其特征在于所述扫描式电阻输入电路，由一个3输入8输出的地址译码器74LS138和6组检测电路构成74LS138的 输出端Y0-Y5管脚分别连接GroupO-Gro卯5这6组检测电路中的集成块CD4051的EN管 脚，每组检测电路的选择通过74LS138的输入端1-3管脚SEL0-SEL2的高低电平来实现选 择；每组检测电路由2个可逆方向8输入1输出的选择模拟门集成块(CD4051)并联而成， X0-X7管脚并联连接形成一组检查探针群体Test0-Test7输入端口 ，输出端X管脚一个作为 正极性探针选择与电阻信号入口 +PR0BE, —个作为负极性探针选择信号入口与地GND相连 接。
3. 根据权利要求1所述的利用单片机检验电路板的仪器，其特征在于所述电阻领域 选择电路，由一个可2重逆向4输入1输出的选择模拟门集成块(CD4052)和一个2重电压 比较器(LM393)组成其中一个模拟门电路Y0-Y4管脚与Vcc电源信号相连，并分别串联电 阻领域选择电阻R19、R20，输出端Y管脚连接扫描式电阻输入电路的正极性探针端+PR0BE, 同时连接一个电压比较器LM393A和LM393B的+极输入端，LM393B的输出端接着_极输入 端形成反馈信号，同时连接另一个模拟门电路Xl-X3管脚输入端，LM393A的输出端连接模 拟门电路X4管脚输入端，以及连接_极输入端形成反馈信号，同时_极输入端还连接由滑 动变阻器Vcc、 R15、 R16、 R17以及VR1形成的可调电压信号，此时LM393A形成了 300 Q以 下电阻信号放大器，LM393B为中继器。
4. 根据权利要求1所述的利用单片机检验电路板的仪器，其特征在于所述用户接口 电路，包括由一个2位数码管和一个3位数码管、4个双色发光二极管组成9位插座P2的 输出端DP1_F、 DP2_F、 DP3_F连接74LS138译码器的三个输入管脚A、 B、 C，译码器的8个输 出端分别连接2位数码管、3位数码管和并联为2组的3脚两色LED 二极管的一端；9位插 座P2的输出端DP4—F、DP5—F、DP6—F、DP7—F连接3脚两色LED二极管，同时连接芯片SN7448 数码管译码驱动芯片，通过该芯片的输出端连接并驱动2位数码管及3为数码管，利用2位 数码管显示检测的状态，利用3位数码管显示检测的结果；9位插座P2的输出端DP8—F连 接2位数码管及3位数码管的Dot管脚，控制小数点的显示；用户接口电路还包括由5个按 钮键Sl-S5并联组成，连接6P插座所组成用户输入的键盘部分、电源开关。
5. 根据权利要求1所述的利用单片机检验电路板的仪器，其特征在于所述电路板检 查模具，包括模具底座(12)为框架，模具底座(12)上方为两个检查信号25P插座(10)、 (ll)，一块检查探针板(9)固定在模具底座(12)上，检查探针板(9)上有检查探针(8)和 电路板定位探针(7);检查探针(8)上方为平均压力板(2)和保持结构(6)，通过模具支架 (1)架空起来与检查探针板(9)相对；而平均压力板(2)与由压杆(5)、压杆连接座(4)及 压杆轴(3)组成的压杆结构相连接。
6. 根据权利要求1所述的利用单片机检验电路板的仪器，其特征在于所述连接部分 是两个25P插座，每个电缆两端插头的方向不一样。
7. 根据权利要求l所述的利用单片机检验电路板的仪器，其特征在于所述软件部分， 实现在单片机中PIC16F877A，其中包括电阻扫描子程序、学习子程序、检查判断子程序、电路板有无诊断子程序和用户接口处理子程序，主要用于实现对电路板检测的各种功能。
全文摘要
本发明涉及一种电路板检验仪器，特别是一种利用单片机来对电路板进行检验的仪器，其由单片机PIC16F877A、扫描式电阻输入电路、电阻领域选择电路、用户接口电路、电路板检查模具、连接部分和软件部分构成。本发明提供的单片机检验电路板仪器，用于对电路板半成品的检测，因为使用小电流5V电压对电路板进行测试，所以安全性高，并且不同于专门测试仪器，本发明可以用简单快捷的方法对线路板上的电阻进行检测，高速处理，提高连续流水生产中的效率，应用范围广泛，可使用在依电阻测试对任意电路板生产工程上，且仪器体积小、重量轻，使用方法简单，所以不是专业测试的人员也可以在工程上安全使用。
文档编号G01R31/28GK101702006SQ200910250419
公开日2010年5月5日 申请日期2009年12月9日 优先权日2009年12月9日
发明者杨戴核 申请人:杨戴核