基于LABVIEW与Keithley设备的自动测试系统.doc

基于LABVIEW与Keithley设备的自动测试系统
基于Labview与Keithley设备的自动测试系统
陈环环 李宏新
（烟台东方威思顿电气股份有限公司，山东 烟台 264000)
摘要:本文介绍了一种线路板自动测试系统，软件平台采用Labview,信号测试通过Keithley多通道扫描来实现，测试精确、快速,实用易开发.
关键词:Labview、Keithley、自动测试、线路板
1 开发背景
随着电子行业的发展,人们也越来越认识到测试技术的重要性，同时也对测试效率和测试质量都有了更高的要求。本自动测试系统针对线路板测试（包括电压测试和信号测试）设计，最大限度的省掉人工干预，避免人工操作产生错误判断而导致不良品流出，同时在人工成本日益增加的今天,缩短生产工时,大大降低生产成本。
2 自动测试系统简介

自动测试系统由计算机作为主控，由硬件系统、吉时利设备和测试探针平台组成.硬件系统负责通过232接收计算机指令，将指定电压输入给待测线路板，并将信号回发至计算机；吉时利设备通过232接收计算机各通道配置及自动扫描指令，将线路板输入信号及输出信号通过2700多通道切换实现高级扫描测量,并将测量结果传递给计算机；计算机有人工操作界面,负责结果是否合格的判断显示，同时将测量结果上传至数据库，实现测试信息可追溯.
计算机软件设计平台采用Labview, Labview是由美国国家仪器(NI)公司研制开发一种程序开发环境，似于C和BASIC的一种图形化编辑语言G编写程序，产生的程序是框图的形式。图形化编程简单易用，能高效的完成项目开发。经过多年的发展，Labview在测试测量领域获得了广泛的承认。至今,大多数主流的测试仪器、数据采集设备都拥有专门的Labview驱动程序,使用Labview可以非常便捷的控制这些硬件设备。
线路板信号检测由硬件系统通过IO口完成，硬件系统CPU采用STM32F103xx系列，STM32F103xx增强型系列使用高性能的ARM Cortex—M3 32位的RISC内核，工作频率为72MHz，内置高速存储器(高达128K字节的闪存和20K字节的SRAM），丰富的增强I/O端口和联接到两条APB总线的外设。CPU高效可靠，易开发.
电压及电流检测由吉时利设备完成，Keithley采用2700系列多通道开关控制模块，能实现高精度、功能可设置的多通道快速扫描测量。每一个通道都能独立的设置功能、量程、速度、交流带宽、滤波、偏置补偿等，大大提高了可应用性。
3 自动测试系统硬件设计

硬件系统包括CPU、键盘、继电器、液晶、指示灯及232通信口，键盘负
责手动控制电压高低档位及相电压切换;信号检测是线路板输出处理成的IO信号;232通讯负责实现硬件系统的计算机控制。
4 自动测试系统软件设计
4。1硬件系统控制和数据读取
计算机通过232控制硬件系统继电器动作顺序和方式，以实现不同相位和不同档位电压的切换，同时读取硬件系统检测到的硬件信息.硬件系统的控制采用事件模式,事件结构是Labview编程结构的精髓所在.它类似于单片机中断功能，优点在于不占用CPU资源。比如按键按下串口发送数据，以及设置键盘快捷键等功能，事件结构比查询结构节省资源,能灵活响应需求指令。
4.2吉时利设备的配置及控制扫描检测
吉时利2700设备有两个插槽可用于安装开关模块，上面的插槽为1号槽,下面的插槽为2号槽,当插槽1，2都插入7700开关模块，所提供的通道为101到122和201到222，使多通道测量成为可能。测试前，首先配置设备端口属性包括：波特率、数据位、停止位、校验方法、有无流控制等。然后配置各通道测试信息，包括：扫描通道范围、通道功能、量程、精度、位数、扫描时间、扫描次数等。配置完成后，等待高级扫描指令，读取测试结果。本测试系统使用直流电压、交流电压、交流电流3种测量模式，量程分别设置为100VDC、750V、和100mA，设置完成后，等待高级扫描指令,上传给计算机各通道测试结果。
4。3 自动测试过程
以三相三线电能表电源板测试为例说明整个测试过程（如下图）.通过按键启动测试,首先切电压档位1的A相电压，等待电源稳定后测试，读取硬件系统检测到的IO信息,然后读取吉时利设备的电压电流测量值，测试完成。然后切B相电压、C相电压分别读取测量数据。电压档位1测试完成后，自动切至电压档位2和电压电压档位3，全部测试完成后,计算机控制硬件系统自动断电，将测试完成的板取下,如果合格，放至良品区,不合格放至不良品区,后重复操作继续测试。
4.4 测试数据上传
测试数据保存采用两种模式，网络模式和本地模式，如果网络正常，将数据上传至服务器，如果登录异常，则会先将数据保存至本地计算机，等网络正常后，自动将本地数据上传并清空。两种模式均采用UDL方式与sql_server连接，udl文件主要包含OLE DB provider, server information， user ID， password, default database等信息，连接完成后，若未找到指定表名称，需要先建表，然后通过DB Tools List Columns和DB Tools Insert Data将数据保存至表中，完成数据上传。
5 结束语
自动测试系统的应用，降低了操作人员的劳动强度，缩减了劳动成本，提高了生产质量.本文介绍了线路板测试系统组成及各部分功能和实现方法,采用模块化设计，便于后期升级，使整个测试过程自动完成,高效率、高准确性,同时将测试数据保存，便于后期追踪，有很强的实用性。
参考文献
[1］刘君华，基于LABVIEW的虚拟仪器的设计［J］,北京：电子工业出版社，2003.1
[2］李华 单片机通用接口技术[M］,北京：北京航空航天大学出版社，1999
[3]潘永雄 新编单片机原理与应用，西安：西安电子科技大学出版社,2007