未知電路板原理圖測繪系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

其中，ADDR1和ADDR2為針床地址總線，控制模塊通過發(fā)送相應(yīng)的地址碼實(shí)現(xiàn)針床的尋址。由于在測試時需要在針床本身和兩個針床之間進(jìn)行測試，只設(shè)計(jì)一套地址總線不能同時尋址兩個針床，故設(shè)計(jì)了ADDR1和ADDR2兩套地址總線，可同時實(shí)現(xiàn)對兩個測試針床的尋址。
　　RD、WR為讀使能和寫使能總線，RD有效時，允許測試針床向控制模塊發(fā)送數(shù)據(jù)，WR有效時，允許控制模塊發(fā)送指令到各個針床，實(shí)現(xiàn)控制功能。
　　AD1、AD2為針床探針地址總線。由于在測試時，各個探針都需要和其它探針進(jìn)行遍歷測試，所以設(shè)計(jì)兩套地址總線用來同時尋址兩個不同的探針。AD1所尋址探針信號經(jīng)數(shù)據(jù)線D1引出，AD2所尋址探針信號經(jīng)數(shù)據(jù)線D2引出，通過測量D1與D2之間的電阻，就可以得到所對應(yīng)的電路板焊點(diǎn)之間的連接情況。
2.2.1 USB接口部分
　　在本設(shè)計(jì)中，PC機(jī)通過USB接口完成對測試機(jī)的控制，而測試數(shù)據(jù)又通過USB接口送回PC機(jī)進(jìn)行分析，分析結(jié)果用于對UUT進(jìn)行故障診斷。
　　本系統(tǒng)采用Cypress公司的AN2131QC作為控制器芯片。圖3所示為AN2131QC的結(jié)構(gòu)簡化框圖，USB總線收發(fā)器與USB總線引腳D+、D-相連，串行接口引擎用來對串行數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼和譯碼、錯誤校驗(yàn)、位填充，并完成其它USB總線所需的信號，最終實(shí)現(xiàn)與USB總線接口的數(shù)據(jù)傳輸。通用微處理器采用增強(qiáng)型8051，與標(biāo)準(zhǔn)8051相比較，執(zhí)行速度更快、功能更強(qiáng)大。在內(nèi)部使用RAM作為程序代碼和數(shù)據(jù)存儲器，因此8051序列具有“軟”特性，即：用戶可以自動裝載代碼和數(shù)據(jù)來實(shí)現(xiàn)具體功能。

2.2.2 控制模塊
　　控制模塊用來完成各個針床的尋址、控制、測試以及數(shù)據(jù)的發(fā)送與接收功能。通過USB接口由主機(jī)下達(dá)控制命令及接收數(shù)據(jù)?？刂颇K結(jié)構(gòu)如圖4所示。

系統(tǒng)控制芯片采用ALTERA公司的MAX7000系列可編程邏輯器件(CPLD)，用來接收主機(jī)發(fā)送的控制信號，對測試電路進(jìn)行控制；接收測試數(shù)據(jù)并上傳到主機(jī)。當(dāng)WR有效時，接收控制指令；當(dāng)RD有效時，接收測試數(shù)據(jù)。在測試電路自定義總線上共有五種測試信號，所以采用三根控制信號線A、B、C，經(jīng)譯碼即可輸出不同的控制信號。電阻測試電路也位于控制模塊中，負(fù)責(zé)對經(jīng)D1和D2引出的電路板兩個焊點(diǎn)(或管腳)進(jìn)行測試，測試結(jié)果經(jīng)A/D變換后由CPLD送到主機(jī)中。
2.2.3 測試針床
　　測試針床用來使用探針連接電路板各個焊點(diǎn)或管腳，并使用開關(guān)矩陣進(jìn)行各個探針之間連接的自動順序切換，從而實(shí)現(xiàn)各個焊點(diǎn)之間的互連測試。針床電路如圖5所示。

開關(guān)矩陣采用MAX7000系列可編程邏輯器件實(shí)現(xiàn)，用來連接針床上所有探針，接收控制信號并將所尋址探針信號輸出。