专利名称：一种自动测控装置及系统的制作方法
技术领域：
本发明属于自动测控领域，尤其涉及一种自动测控装置及系统。
背景技术：
在现代化大批量的工业生产中，要求测试系统人员必须在最短的时间内完 成产品的性能测试，而且现代化的品质管理还要求测试数据必须可追溯、可分
析，基于计算机的自动测试系统(Automatic Test System, ATS)不仅可以快速 准确的完成测试，还可以方便的记录得到的测试数据，大大降低了测试数据追 溯和分析的难度，因此ATS便成为了必须的选择。
现有的自动测控系统设备之间大都是通过通用接口总线(General Purpose Interface BUS, GPIB )连接，采用这种连接方式的测控系统不仅传输速度有限， 测试周期长，而且总线上最多只能连15台设备，传输长度不超过20米，更为 重要的是其电脑端及设备端均需配置专用的GPIB卡，连接成本昂贵。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种自动测控装置，旨在解决现有的测控设 备间数据传输速度不够快、测试不够快速、总线节点数不够多且成本昂贵的问 题。
本发明实施例是这样实现的， 一种自动测控装置，所述装置包括 模拟信号采样转换单元，用于接收一个或多个测试点的模拟电压信号，将
所述模拟电压信号转换为数字信号并输出；以及
微处理器，用于接收所述模拟信号采样转换单元输出的数字信号以及外部 输入的数字信号，并通过其内置的通用串行总线接口或外部存储器接口将所述
数字信号与外部输入的数字信号输入至外部测控用计算机以进行测控。
本发明实施例的另一目的在于提供一种自动测控系统，所述系统包括
自动测控装置，用于将其接收的一个或多个测试点的模拟电压信号转换为 数字信号，并接收外部输入的数字信号，通过其内置的通用串行总线接口或外
部存储器接口输出数字信号；以及
测控用计算机，用于通过网络接口或通用串行总线接口接收所述自动测试 装置输出的数字信号，对数字信号进行测控并予以显示，比较判断，记录或控 制。
本发明实施例提供的自动测控系统以目前计算机中普遍配置的USB接口 和网络接口传输数据，无需再配置其他的硬件设备，成本较低，且数据传输速 度快，而且多路信号的测试也保证了多个测试点可以同时测试，进一步缩短产 品测试周期。
图l是本发明实施例提供的自动测控装置在进行测试时与测控用计算机
的连接关系示意图2是本发明实施例提供的自动测控装置内部的模块结构原理图3是使用本发明实施例提供的自动测控装置组成测试局域网时的连接关
系图。 ，
具体实施例方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实 施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅 仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明实施例提供的自动测控装置可以同时接收多路模拟电压差分信号和 8路数字输入信号，可以同时测试多个测试点，测控系统内部的设备釆用通用
串行总线(Universal Serial Bus ， USB )接口或网络接口传输数据，连接方式灵 活，传输数据速度快，且成本低廉，其中网络接口包括局域网(Local Area Net, LAN)接口和广域网(Wide Area Net, WAN)接口。
图1示出了本发明实施例提供的自动测控装置在进行测试时与测控用计算 机的连接关系，若被测试点的电压为模拟信号，被测试设备的测试点通过一条 3芯的电压信号线与自动测控装置的电压输入通道相连接，自动测控装置可以 同时输入8路电压信号，因此可以接入多个测试点同时测量；对于需要开关量 控制的场合，该自动测控装置还提供了 8路三极管-三极管逻辑电路 (Transistor-Transistor, TTL)电平兼容模式的数字输入通道，以及16路TTL 电平兼容模式或者12V继电器驱动输出模式的数字输出通道，输入信号通过10 针的插头接入到自动测控装置的输入接口 ，而输出接口则可以使用20针的牛角 插头接出，在继电器驱动输出模式时，输出接口还可向外部继电器提供+12V 的输出电压。
自动测控装置与测控用计算机的通信可以选用网络接口或者USB接口 ，网 络接口使用专用的8芯双绞网络线连接，而USB接口则使用专用的4芯电缆连 接，测试时，测试人员可以通过测控用计算机上的相关测试程序对由自动测控 装置输入的数字信号进行测试，并记录得到的测试数据和判断测试结果，例如 比较判断是否在测试规定的范围、被测试设备是否合格等。
图2示出了本发明实施例提供的自动测控装置内部的模块结构原理，为了 便于描述，仅示出了与本发明实施例相关的部分。如图2所示，自动测控装置 包括模拟信号采样转换单元1和微处理器2 (Micro Controller Unit, MCU)，模 拟信号采样转换单元1与微处理器2之间通过串行接口通信。模拟信号采样转 换单元1用于接收被测试设备的测试点输入的模拟电压信号，将此模拟信号转 化为数字信号后，通过串行接口输出至微处理器2，微处理器2通过USB接口 将数字信号输入至测控用计算机以进行相关测试，也可以通过其内置的外部存 储器接口 ( External Memory Interface, EMIF )通过一 网络接口芯片后将数字信
号输入至LAN网络内部或WAN网络内部的测控用计算机，EMIF接口与USB 接口不可同时工作，EMIF接口适用于长距离、分布式、大容量的测试系统， 而USB接口则适用于短距离、小数量的测试系统中，在无USB设备连接的情 况下将使用EMIF接口通信。
模拟信号采样转换单元1具有多路差分电压采样通道，具体测试时可以任 意选择其中的一个或多个，其标准配置可以采集土60V的差分电压信号，每一 路采样通道均有三个4妄线端口 ，即CHH、 CHL、 GND，图中CHOH、 CHOL、 GNDO和CHnH、 CHnL、 GNDn分别表示第 一路和第n+l的接线端口。被测试 设备测试点的模拟电压信号经差分采样通道输入至与电压差分采样通道——对 应的电压调理模块，由电压调理模块将输入的高电压调整至模数转换采样模块 (Analog Digital Converter, ADC )的可接收范围之内，图2中的VerfD、 Verfl 分别为电压调理模块和ADC采样转换模块的基准电压，经过电压调理模块调 理后的模拟电压信号分别经过ADC采样转换模块的模拟信号正输入端 AINO十/AINn+和负输入端AINO - /AINn -输入至ADC采样转换模块，ADC将 模拟电压信号转换为数字电压信号后输入至微处理器2。
本发明实施例提供的自动测控装置还具有完全兼容TTL电平标准的8路数 字输入接口，以及16路数字输出接口，输出接口有两种输出模式，分别为12V 继电器驱动输出模式和16路TTL电平输出模式，后者适用于需要用较多的逻 辑控制信号去控制外接辅助电路时的情形，每一路的上电初始状态可由用户根 据需要自由设定，如图2所示，该数字输入以及两种模式的输出通过微处理器 2的I/O 口与微处理器2连接。微处理器2将通过8路数字输入接口或ADC采 样转换模块输入的数字信号，通过USB接口或网络接口芯片输出至测控用计算 机以进行测试，测控用计算机测试后并记录得到的测试数据和判断测试结果。 本发明实施例中的USB接口符合通用串行总线标准，其插座为B型插头，单 根USB连线可以达到5米，最多可以有5级USB通过集线器(HUB )级连， 可以使自动测控装置到测控用计算机的距离达到25米。图2所示的微处理器通
过外部存储器接口 ( External Memory Interface， EMIF )控制网络接口芯片，数 字信号经过网络接口芯片后由RJ-45插座通过8芯双绞网络线传输至测控用计 算机，其中，RJ-45插座可以为由国际性的接插件标准定义的8个插孔的模块 化插孑LTX+ZTX-分别是网络接口芯片向局域网内输出的差分信号，而RX+/RX-则分别是网络接口芯片接收的来自局域网的差分信号。
本发明实施例提供的自动测控装置采用外接电源的供电方式，其中高压采 样部分采用双电源供电，为负电压釆集提供了根本的保证，而且釆用价格低廉、 数据传输速度快、且易于网络互连的USB接口或网络接口，还可以使自动测控 不再受空间的限制，下面将详细介绍如何利用本发明实施例提供的自动测控装 置及网络设备组成自动测试局域网。如图3所示，整个测试局域网由网络设备、 自动测控装置、测控用计算机组成，网络设备需要有一个具有动态逐渐配置协 议(Dynamic Host Configuration Protol， DHCP)功能的路由器、若干HUB (由 系统大小决定HUB的数量)以及五类或更好品质的网络双绞线，测控用计算 才几需要安装有Windows98/2000/Me/Xp等常用操作系统和支持LAN网络的硬件 设备及相应软件。图3中，路由器有隔离测试系统网络与外部网络的功能，以 使测试网络不影响到正常的工作网络，路由器与集线器HUB1、 HUB2、 HUB3 通过网络接口连接，CI-Cll均为自动测控装置，其中，Cl、 C2、 C3通过网 络接口与HUB1相连接，C4、 C5、 C6、 C7通过网络接口与HUB3连接，而 HUB4、 C8、 C9通过网络接口连接至HUB2， HUB2的网络接口又连接有C10、
Cll及测控用计算机，整个组网方式按照星型局域网组网方式灵活布局，当网 络接口不够时就使用集线器拓展网络接口。由于测控用计算机的IP地址必须和
自动测控装置处于同一子网地址范围内，才能访问系统内的各个设备，因此推 荐测控用计算机和测控装置同样自路由器的DHCP服务获得IP地址。
本发明实施例提供的自动测控装置以目前计算机中普遍配置的USB接口 和网络接口传输数据，无需再配置其他的硬件设备，成本较低，且数据传输速 度快，而且多^^信号的测试也保证了多个测试点可以同时测试，进一步缩短产
品测试周期。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发 明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明 的l呆护范围之内。
权利要求
1、 一种自动测控装置，其特征在于，所述装置包括 模拟信号采样转换单元，用于接收一个或多个测试点的模拟电压信号，将所述模拟电压信号转换为数字信号并输出；以及微处理器，用于接收所述模拟信号釆样转换单元输出的数字信号以及外部 输入的数字信号，并通过其内置的通用串行总线接口或外部存储器接口将所述 数字信号与外部输入的数字信号输入至外部测控用计算机以进行测控。
2、 如权利要求l所述的装置，其特征在于，所述模拟信号采样转换单元包括多路差分电压采样通道，其在测试时与被测试点 一对一连接； 多个电压调理模块，其与所述多路差分电压采样通道——对应，通过所述多路差分电压采样通道接收测试点的模拟电压信号，并调整所述模拟电压信号；以及模数转换采样模块，与所述多个电压调理模块连接，接收经过调整后的模 拟电压信号，并转换为数字信号。
3、 如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述模拟电压信号为差分信号。
4、 如权利妻求l所述的装置，其特征在于，所述微控制器还包括 串行接口 ，用于将所述模拟信号采样转换单元输出的数字信号输入至微控制器；外部数字信号输入接口 ，用于将外部输入的数字信号输入至所述微控制器；以及数字输出接口 ，用于对外部继电器输出驱动电压信号或对外接辅助电路输 出逻辑控制信号。
5、 一种自动测控系统，其特征在于，所述系统包括自动测控装置，用于将其接收的一个或多个测试点的模拟电压信号转换为 数字信号，并接收外部输入的数字信号，通过其内置的通用串行总线接口或外 部存储器接口输出数字信号；以及测控用计算机，用于通过网络接口或通用串行总线接口接收所述自动测试 装置输出的数字信号，对数字信号进行测控并予以显示，比较判断，记录或控 制。
6、 如权利要求5所述的系统，其特征在于，所述自动测控装置包括 模拟信号采样转换单元，用于接收一个或多个测试点的模拟电压信号，将所述^^莫拟电压信号转换为数字信号并输出；以及微处理器，用于接收所述模拟信号采样转换单元输出的数字信号以及外部 输入的数字信号，并通过其内置的通用串行总线接口或外部存储器接口将所述 数字信号与外部输入的数字信号输入至外部测控用计算机以进行测控。
7、 如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述模拟信号采样转换单元包括多路差分电压采样通道，其在测试时与被测试点一对一连接； 多个电压调理模块，其与所述多路差分电压采样通道——对应，通过所述多路差分电压采样通道接收测试点的模拟电压信号，并调整所述模拟电压信号；以及模数转换采样模块，与所述多个电压调理模块连接，接收经过调整后的模 拟电压信号，并转换为数字信号。
8、 如权利要求7所述的系统，其特征在于，所述模拟电压信号为差分信号。
9、 如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述微控制器包括 串行接口 ，用于将所述模拟信号采样转换单元输出的数字信号输入至微控制器；外部数字信号输入接口 ，用于将外部输入的数字信号输入至所述微控制器；以及数字输出接口 ，用于对外部继电器输出驱动电压信号或对外接辅助电路输 出逻辑控制信号。
全文摘要
本发明适用于自动测控领域，提供了一种自动测控装置及系统，所述装置包括模拟信号采样转换单元，用于接收一个或多个测试点的模拟电压信号，将所述模拟电压信号转换为数字信号并输出；以及微处理器，用于接收所述模拟信号采样转换单元输出的数字信号以及外部输入的数字信号，并通过其内置的通用串行总线接口或外部存储器接口将所述数字信号与外部输入的数字信号输入至外部测控用计算机以进行测控。本发明提供的自动测控装置以目前计算机中普遍配置的USB接口和网络接口传输数据，无需再配置其他的硬件设备，成本较低，且数据传输速度快，而且多路信号的测试也保证了多个测试点可以同时测试，进一步缩短产品测试周期。
文档编号G05B19/048GK101122785SQ200710076989
公开日2008年2月13日 申请日期2007年9月18日 优先权日2007年9月18日
发明者杰 韩 申请人:杰 韩