用于带cpu电路板的焊接检测系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种用于带CPU电路板的焊接检测系统，本系统包括PC机、测试用电路板和电源，测试用电路板包括TTL-RS232转换电路、复位电路、JTAG接口电路及电源转换电路，复位电路与JTAG接口电路连接，测试用电路板分别通过TTL-RS232转换电路和JTAG接口电路与PC机及被测电路板连接，电源通过电源转换电路与被测电路板连接。本系统采取不同的数据处理方法，分别得出被测电路板虚焊或者芯片内部悬空以及短接的地址线及数据线，同时在串口终端显示短接或者虚焊的情况，并给出具体是哪一根出现问题。本系统有助于快速检测并定位电路板问题，提高了生产效率，降低了操作难度，适用范围广，具有推广价值。
【专利说明】用于带CPU电路板的焊接检测系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及电路板检测技术，特别是涉及一种用于带CPU电路板的焊接检测系统，具体地说是一种用来检测电路板有无焊接故障以及芯片有无问题的系统。
【背景技术】
[0002]随着技术的进步，现今的电子设备向体积小型化和功能多元化目标发展，体积小型化是因为BGA封装技术日益成熟，引脚间距越来越小。功能多元化是指电路板上有一个或者多个处理器，有一个或者多个数据存储设备(比如NAND FLASH, SDRAM,DDR RAM)以及一些外围设备(比如网卡，XR16L788等)，如图2所示。上述设备之间以CPU为核心，通过数据地址线进行数据交互。由于这类芯片有较多的地址线和数据线，电路板上会有若干焊盘，在焊接过程中，如果有一位或者多位发生虚焊或者短接，就会导致整块电路板无法使用，由于弓丨脚数目多，而且芯片的封装多为BGA封装，引脚不可见，增加了排查故障的难度。因此，针对这种带CPU的电路板，对其焊接问题如何实现快速定位检测，就成为科技人员急需研发的课题。
【发明内容】
[0003]本实用新型的目的是快速定位电路板焊接和芯片问题，降低在生产过程中操作难度，提高生产效率，而研发一种用于带CPU电路板的焊接检测系统。
[0004]本实用新型采取的技术方案是:一种用于带CPU电路板的焊接检测系统，其特征在于，包括PC机、测试用电路板和电源，测试用电路板包括TTL- RS 232转换电路、复位电路、JTAG接口电路及电源转换电路，其中，复位电路与JTAG接口电路连接，测试用电路板分别通过TTL-RS232转换电路和JTAG接口电路与PC机及被测电路板连接，电源通过电源转换电路与被测电路板连接。
[0005]本实用新型所产生的有益效果是:采用本系统，可以简单有效地检测电路板焊接问题和芯片是否有问题，精确定位到哪一根引脚出现问题，方便问题的修复。在电路板焊接完成后，只需检查输入CPU时钟是否正常，然后使用JTAG将程序下载进CPU内部并运行，检测确定出电路板产生故障的地址线和数据线，在串口终端上显示故障原因。本实用新型有助于快速检测并定位电路板问题，提高了生产效率，降低了检测操作难度，适用范围广，具有推广价值。
【专利附图】
【附图说明】
[0006]图1是本实用新型的检测系统连接原理框图；
[0007]图2是被测电路板典型的构成示意图；
[0008]图3是测试用电路板TTL-RS232转换电路和电源转换电路原理图；
[0009]图4是测试用电路板复位电路和JTAG接口电路原理图；
[0010]图5是检测整体流程框图；[0011]图6是图5中地址线检测流程图；
[0012]图7是图5中数据线检测流程图；
[0013]图8是图5中地址线和数据线检测流程图。
【具体实施方式】
[0014]为了更清楚的理解本实用新型，以下结合附图和实施例详细描述:如图1所示，用于带CPU电路板的焊接检测系统包括PC机、测试用电路板和电源，测试用电路板包括TTL- RS 232转换电路、复位电路、JTAG接口电路及电源转换电路，其中，复位电路与JTAG接口电路连接，测试用电路板分别通过TTL-RS232转换电路和JTAG接口电路与PC机及被测电路板连接，电源通过电源转换电路与被测电路板连接。
[0015]测试用电路板为本系统测试数据线和地址线短接或者虚焊的中间枢纽。通过测试用电路板实现接口的转换、电平的转换和复位被测电路板的功能。它主要由JTAG接口电路、TTL- RS 232转换电路、复位电路和电源电路组成。JTAG接口完成PC端与被测试电路板的连接，并且数据信号上拉到高电平，保证在较长距离下的通信可靠性，TTL- RS 232转换电路实现逻辑电平到标准232电平的转换，复位电路实现对被测试电路板CPU的复位重启功能。
[0016]如图2所示，图2是一种常见的带CPU的电路构成图。这种电路以CPU为主控，夕卜围包括随机存储器RAM，可读可写FLASH，其它带数据地址线的外围设备，比如以太网等。保证存储设备(RAM、FLASH)工作正常，是整个电路板可以工作的前提。
[0017]CPU 一般都自带一定容量的RAM或者可擦写的R0M，本检测方法运行在CPU上，通过诸如SP3232芯片转换成RS232信号，内容可以在PC机上显示，使用这种方法可以简单有效的定位焊接问题，也可以识别所用芯片是否完整好用，这里的完整是指芯片内部引脚无短路无开路，并且可读可写。
[0018]将被测试电路板连接在测试用电路板上，测试用电路板通过RS232与PC机连接。测试开始时，运行PC端调试软件，将本方法的调试程序通过JTAG下载进CPU处理器的RAM或者ROM中，然后运行，检测结束后，会在串口终端显示被测电路板芯片是否有地址线或者数据线短接或者虚焊的情况，并给出具体是哪一根出现问题。
[0019]如图3所示，本系统测试用电路板的TTL- RS 232转换电路采用SP3238EE芯片N1、接插件Pl和接插件XPl, SP3238EE芯片NI的2脚和4脚、5脚和6脚分别连接电容C2和电容C5，SP3238EE芯片NI的19脚和20脚连接后与电容Cl的一端连接，连接后接电源VDD端，SP3238EE芯片NI的3脚和7脚分别通过电容C3和电容C4与电容Cl的另一端连接后接地，SP3238EE芯片NI的16脚接接插件XPl的2脚，SP3238EE芯片NI的17脚通过电阻Rl接接插件XPl的3脚，SP3238EE芯片NI的I脚和18脚连接后接地，XPl的5脚接地，SP3238EE芯片NI的13脚和15脚分别接接插件XPl的I脚和3脚，接插件XPl的2脚接地，SP3238EE芯片NI的14脚接电源VDD端。
[0020]本系统测试用电路板的电源转换电路采用MIC39100芯片N3，MIC39100芯片N3的I脚与电容C9的一端及电解电容C8的正极连接后接+6v电源，MIC39100芯片N3的3脚与电解电容ClO的正极、电容Cll的一端及电阻R6的一端连接后接电源VDD端，电阻R6的另一端与发光二极管的负极连接，发光二极管的正极、电容Cll的另一端、电解电容ClO的负极、MIC39100芯片N3的4脚和2脚、电容C9的另一端及电解电容C8的负极连接后接地。[0021 ] 如图4所示，本系统测试用电路板的复位电路采用MAX706ASESA芯片N2，MAX706ASESA芯片N2的I脚分别连接按键开关SI的一端及电容C7的一端，MAX706ASESA芯片N2的2脚与电容C6的一端连接，按键开关SI的另一端、电容C6的另一端、电容C7的另一端以及MAX706ASESA芯片N2的3脚和4脚连接后分别接地。
[0022]本系统测试用电路板的JTAG接口电路采用两个接插件，分别为接插件XP2和接插件XP3，接插件XP2的15脚与接插件XP3的15脚连接后接MAX706ASESA芯片N2的7脚，接插件XP2的13脚与接插件XP3的13脚连接，接插件XP2的11脚与接插件XP3的11脚连接，接插件XP2的9脚与接插件XP3的9脚连接，接插件XP2的I脚和接插件XP3的I脚分别接电源VDD端，接插件XP2和接插件XP3的4脚、6脚、8脚、10脚、12脚、14脚、16脚、18脚、20脚分别连接，连接后分别接地。
[0023]PC机与测试用电路板通过RS232和USB-JTAG连接，RS232接收检测结果和发送命令。使用windows自带的超级终端,设置模式为波特率115200bps,八位数据位,一位停止位，无奇偶校验和流控。测试软件通过USB-JTAG下载进被测电路板的CPU并运行，检测完成后，结果会在超级终端上显示。
[0024]如图5所示，本实用新型在焊接检测方法中将连续的检测过程分为三个阶段:地址线检测阶段、数据线检测阶段和地址数据线检测阶段。首先CPU时钟、调试串口初始化。即初始化CPU时钟、外部设备读写使能及串口属性。然后按照地址线检测阶段、数据线检测阶段、地址数据线检测阶段的顺序对检测到的数据进行判断，采取不同的数据处理方法，分别得出被测电路板虚焊或者芯片内部悬空以及短接的地址线及数据线。地址线检测阶段检测完毕后，记录虚焊的地址线，然后进入数据线检测阶段，该阶段不使用已检测出虚焊或短接的地址线作为检测的依据，数据线检测阶段检测完毕后，记录虚焊的数据线，再进行地址数据线阶段的检测，该阶段不使用已检测出虚焊或短接的地址线和数据线作为检测的依据。
[0025]如图6所示，本实用新型地址线检测阶段的检测步骤是:
[0026]步骤一:首先检测被测电路板虚焊或者芯片内部悬空的地址线，在地址零处写入任意非零数据。
[0027]步骤二:读取地址I处数据；地址由I开始，每次左移一位，锁存地址后，再读取该地址的数据。
[0028]步骤三:判断读取地址I处数据是否与写入地址零的非零数据相等，若相等，则说明有虚焊或者芯片内部悬空的地址线，然后进行数据处理并记录结果，数据处理方法是:所有地址中为I的位确定为虚焊或者芯片内部悬空的地址线，并将数据处理结果送PC机显示，同时在后续的检测步骤中排除已检测出虚焊或者芯片内部悬空的地址线，为检测地址线短接做准备。
[0029]步骤四:若判断读取地址I处数据与写入地址零的非零数据不相等，则将该地址左移一位，然后判断地址是否溢出。
[0030]步骤五:若地址没有溢出，则读取该处数据，并判断读取的该处数据是否与写入地址零的非零数据相等；若相等，继续执行步骤三，若不相等，继续执行步骤四，如此循环，直到地址溢出。[0031]步骤六:如果判断地址溢出，继续检测被测电路板短接的地址线，在地址I写入非
零数据。
[0032]步骤七:把写入地址左移，每次左移一位，读取该地址数据，并判断读取的地址数据是否与写入地址I的非零数据相等；
[0033]步骤八:若读取的地址数据与写入地址I的非零数据不相等，接着判断地址是否溢出，若地址溢出，则返回步骤七进行下一轮循环检测。
[0034]步骤九:若地址没有溢出，地址继续左移一位，再判断地址是否溢出，若还没有溢出，则在该地址写入非零数据，然后返回步骤七，直到起始本轮地址溢出。
[0035]步骤十:如果判断读取的地址数据与写入地址I的非零数据相等，则说明有短接的地址线，然后进行数据处理，数据处理方法是:将起始地址和读取数据的地址中分别为I的位确定为短接的地址线，并将数据处理结果送PC机显示，同时返回步骤八，继续判断地址是否溢出；以上起始地址是指写入地址I的非零数据地址和地址左移一位后，在该地址写入非零数据的地址。
[0036]步骤十一:若起始本轮地址溢出，说明已完成地址检测阶段中的循环检测，并将已完成检测信息送PC机显示。
[0037]如图7所示，本实用新型数据线检测阶段的检测步骤是:
[0038]步骤一:在地址零写入数据O。
[0039]步骤二:读取地址零处数据，并判断读取的数据是否不等于0，若不等于0，则说明有虚焊或者芯片内部悬空的数据线，然后进行数据处理并记录结果，数据处理方法是:所有读取的数据中为I的位，确定为虚焊或者芯片内部悬空的数据线，并将数据处理结果送PC机显示，同时在后续的检测步骤中排除已检测出虚焊或者芯片内部悬空的数据线。
[0040]步骤三:若判断读取的数据等于0，则在非零地址写入数据I ;向非零地址写入数据1，然后数据左移一位，写入该非零地址，直到数据溢出后停止写入。每次写入后，接着读出数据。
[0041]步骤四:读取非零地址数据，并判断与在非零地址写入的数据是否相等，若相等，则说明有短接的数据线，然后进行数据处理，数据处理方法是:将写入的数据中为I的位变为0，将为O的位变为1，再将得到的新数据和读取的数据中分别为I的位确定为短接的数据线，并将数据处理结果送PC机显示。
[0042]步骤五:如果判断读取的非零地址数据与在非零地址写入的数据不相等，则将读取的非零地址数据左移一位，然后判断移位后的数据是否溢出，若移位后的数据溢出，说明已完成数据检测阶段中的循环检测，并将已完成检测信息送PC机显示，否则，在非零地址继续写入该数据，再返回步骤四，以此循环检测，直到数据溢出为止。
[0043]如图8所示，本实用新型地址数据线检测阶段的检测步骤是:
[0044]步骤一:在地址I写入数据O。地址I处写入数据0，每次循环地址左移一位，然后写入数据0，直到地址溢出。
[0045]步骤二:读取地址I数据，判断该数据是否不等于0，若不等于0，说明有短接的地址数据线，然后进行数据处理，数据处理方法是:在读取的数据和写入的地址数据中分别为I的位确定为短接的地址数据线，并将数据处理结果送PC机显示。
[0046]步骤三:若判断读取地址I数据等于0，则写入地址左移一位，并判断写入地址是否溢出，若溢出，说明已完成地址数据线检测阶段中的循环检测，并将已完成检测信息送PC机显示，若没有地址溢出，则在该地址写入数据O，然后返回步骤二，以此循环检测，直到数据溢出为止。
[0047]为了保持代码的精简，能放进CPU中有限的内存中，本检测程序不使用库函数。
[0048]根据上述说明，结合本领域技术可实现本实用新型的方案。
【权利要求】
1.一种用于带CPU电路板的焊接检测系统，其特征在于，包括PC机、测试用电路板和电源，测试用电路板包括TTL- RS 232转换电路、复位电路、JTAG接口电路及电源转换电路，其中，复位电路与JTAG接口电路连接，测试用电路板分别通过TTL-RS232转换电路和JTAG接口电路与PC机及被测电路板连接，电源通过电源转换电路与被测电路板连接。
2.根据权利要求1所述的用于带CPU电路板的焊接检测系统，其特征在于，所述的TTL-RS 232转换电路采用SP3238EE芯片N1、接插件Pl和接插件XP1，SP3238EE芯片NI的2脚和4脚、5脚和6脚分别连接电容C2和电容C5，SP3238EE芯片NI的19脚和20脚连接后与电容Cl的一端连接，连接后接电源VDD端，SP3238EE芯片NI的3脚和7脚分别通过电容C3和电容C4与电容Cl的另一端连接后接地，SP3238EE芯片NI的16脚接接插件XPl的2脚，SP3238EE芯片NI的17脚通过电阻Rl接接插件XPl的3脚，SP3238EE芯片NI的I脚和18脚连接后接地，XPl的5脚接地，SP3238EE芯片NI的13脚和15脚分别接接插件XPl的I脚和3脚，接插件XPl的2脚接地，SP3238EE芯片NI的14脚接电源VDD端。
3.根据权利要求1所述的用于带CPU电路板的焊接检测系统，其特征在于，所述的复位电路采用MAX706ASESA芯片N2，MAX706ASESA芯片N2的I脚分别连接按键开关SI的一端及电容C7的一端，MAX706ASESA芯片N2的2脚与电容C6的一端连接，按键开关SI的另一端、电容C6的另一端、电容C7的另一端以及MAX706ASESA芯片N2的3脚和4脚连接后分别接地。
4.根据权利要求1或权利要求3所述的用于带CPU电路板的焊接检测系统，其特征在于，所述的JTAG接口电路采用两个接插件，分别为接插件XP2和接插件XP3，接插件XP2的15脚与接插件XP3的15脚连接后接复位电路MAX706ASESA芯片N2的7脚，接插件XP2的13脚与接插件XP3的13脚连接，接插件XP2的11脚与接插件XP3的11脚连接，接插件XP2的9脚与接插件XP3的9脚连接，接插件XP2的I脚和接插件XP3的I脚分别接电源VDD端，接插件XP2和接插件XP3的4脚、6脚、8脚、10脚、12脚、14脚、16脚、18脚、20脚分别连接，连接后分别接地。
5.根据权利要求1所述的用于带CPU电路板的焊接检测系统，其特征在于，所述的电源转换电路采用MIC39100芯片N3，MIC39100芯片N3的I脚与电容C9的一端及电解电容C8的正极连接后接+6v电源，MIC39100芯片N3的3脚与电解电容ClO的正极、电容Cll的一端及电阻R6的一端连接后接电源VDD端，电阻R6的另一端与发光二极管的负极连接，发光二极管的正极、电容Cll的另一端、电解电容ClO的负极、MIC39100芯片N3的4脚和2脚、电容C9的另一端及电解电容C8的负极连接后接地。
【文档编号】G06F13/20GK203414555SQ201320461914
【公开日】2014年1月29日 申请日期:2013年7月30日 优先权日:2013年7月30日
【发明者】韩己福, 尚怡翔, 周聪, 王松, 贾万云 申请人:天津七一二通信广播有限公司