电路板质量的智能检测_颜长春Word格式文档下载.docx
《电路板质量的智能检测_颜长春Word格式文档下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电路板质量的智能检测_颜长春Word格式文档下载.docx（3页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
（1.湘潭大学国际经贸管理学院计算机实验室,湖南湘潭411105）
[摘要] 介绍了一套以单片机为核心的电路板质量检测系统,能准确快速的把半成品电路板的各种输出信息进行数据采集、显示、分析、存档,并把数据送PC机处理,以便随时修正生产工艺条件,提高合格率.
关键词:
单片机;
电路板;
质量;
采集
中图分类号:
TP273 文献标识码:
A 文章编号:
10005900（2002）01010303
AutomaticallyTestingtheQualityoftheCircuit Board
YANChangchun;
ZHANGJiajia
（CollegeofInter.EconomicsandTradeManagement,XiangtanUniversity,Xiangtan411105China）
【Abstract】Thispaperintroducesasystemontestingthequalityofthecircuit-boardbasedonSingle-chipComput-er.Thissystemcanaccuratelyandrapidlycollect,display,analysis,saveallkindofout-putinformationofthesemi-products,andsendthedatatothePCtodealsoastomodifytheartsandcraftsconditionatanymomentandincreasethequalified-rate.
Keywords:
single-chipcomputer;
circuit-board;
quality;
collect
电路板是所有电子设备的核心部件,电路板质量的保证取决于对它的检测.目前许多厂家特别是一些小型厂家都还处在手工检测阶段,导致生产效率低,准确度差,造成一些不合格的电路板流入到下一工序,严重影响产品质量和经济效益.本系统就是为解决这一问题而设计的.一般电路板要求检测的数据较多,如各种工作电流、驱动电流、电压、功率以及频率等多种信号,但可将其归为三类:
电流、电压、和频率信号.通过对这三类信号的采集、处理、分析及显示,根据厂方指标要求,将产品划分质量等级而达到监测的目的.
2 系统硬件设计
系统由8031单片机、IU转换电路、VF转换电路、多路开关、扩展电路等部分构成,其硬件原理框图如下:
2.1 工作原理
将所有电流被测信号都转换成对应的电压信号,通过多路选择开关、再经VF转换电路将电压信号转换成频率信号,因所测数据的数量级不同,转换电路也略有区别,若所测电流信号小于30mA时,在IV转换前需加一个电流变换器进行隔离.对
于直接的频率被测信号f,与多路选通信号经过一个与门,输出接VF转换电路的输
图1硬件原理框图
作者简介:
颜长春（1974）,男,湖南邵阳人,助理工程师.
出端,经光电隔离送到8031的计数器T1.多路选通信号由8031单片机的P1口控制,依次选通各个被测信号.T1计数器对VF的输出进行测频,测得的频率存在内部缓冲区,当把数据检测完后,在LED数码管上依次显示,同时由8031串行口的输入输出脚RXD、TXD及GND,通过RS232C电平变换送至PC
*收稿日期:
20011005
104 湘潭大学自然科学学报 2002年
机,换算成相应的电流、电压、功率并与标准值相比较,对比较结果进行分类处理,当不合格时进行报警显示或语音提示.
2.2VF转换电路
VF转换电路是由LM331和为提高精度的电容、电阻构成.LM331是一种简单廉价而精密的压频转换器,其输出频率与所加电压精确的成正比,具有宽的动态范围、小功耗等特点.其输出频率可以很容易地通过光电隔离器传输,很好的对高共模电平隔离.此外,LM331在温度范围上具有更高的精度.因此该VF转换电路能在一个较宽的频率范围上使其输出频率与输入电压精确的成比例.为了提高精度及稳定性,阻容元件采用低温度系数的金属膜电阻和聚苯乙稀电容器.
2.3 测频原理及误差分析
8031单片机内有2个独立的16位定时器计数器T0、T1,可被编程为4种工作方式,将T0设置为定时器对基准频率计数,基准频率取为内部机器信号FCY（FCY=fosc12,fosc取为12MHz）;
T1设置为计数器,对被测频率FX1计数,T0、T1均工作于门控方式,INT0、INT1受D触发
器Q端控制.
测频时先置位P1.7,使TD=1,预置门打开,在其后第一个FX1脉冲的上升沿D触发器Q端置1,TQ=1,同步门打开,T0、T1分别开始对FCY、FX1计数,当Y0计数值等于预置门时间时复位P1.7,关闭预置门,在其后第一个FX1脉
冲的上升沿Q端复位,同步门关闭,见图2.若T0、T1在同步门内的计数值分别为N0、N1,则被测频率
FX1为FX1=N1·
FCYN2.
由于FX1与同步门完全同步,因此T1对FX1的计数没有测量误差,而FCY
与同步门没有同步关系,故T0对FCY的计数存在测量误差,其相对误差为
图2测频原理图
δ2=±
TCYTQ;
（2）
δ2M=±
TCYTD;
（3）
由（3）式知当基准频率FCY、预置门TD给定后δ2M为一常数,与被测频率FX1无任何关系,因此在同预置门内实现了等精度测频.本测频方案的测频误差主要由两项构成,fosc的频率准确度δ1及T0对FCY计数的相对测量误差δ2,由（3）式知:
当T=（0.01-10）S时,∣δ=10-4-10-2,而所用的fosc频率准确度∣δ<
10-9,故总误差为
D 2M 1
～ 7
-4
-
δ<
δ2M=±
（10 1 ）.
3系统软件设计
3.1 单片机部分的软件设计
为了程序调试的方便和节省内存空间,软件部分的设计方法采用模块化的程序设计,主要包括初始化、主程序模块、显示键盘模块、及串行口通信模块等.该部分软件用MCS-51汇编语言.系统程序流程图如图3所示.
为了提高程序的抗干扰性,在调用子程序及跳转指令处设置软件陷阱,有效防止程序“跑飞”.为增强程序的可靠和准确性,采用多次读入并取均值的方法.
3.2 微机部分的软件设计
采用VB6.0开发了基于Windows系统的直观可视化人机界面.串行口通讯控件Mscomm.vbx控制类型为Mscomm.通过对该控件的设置来设定RS232C串行口通讯的波特率和格式.为使程序能够接收随机到来的数据,而不影响前台其他工作的进行,采用事件驱动方式进行通讯,当有字符到达或发生某种改变时,就可以利用Oncomm事件捕获和处理.
第1期 颜长春等 电路板质量的智能检测
105
微机接收到单片机部分送过来的信号后,完成保存和显示被测电路板的各项数据,并与标准值比较后进行分类、查询、打印等功能.系统结构图如图3.
4结束语
图4系统功能结构图
根据以上设计思路,为惠州某一玩具厂研制了一套电路板质量检测系统,并已投入了现场使用.通过运行结果表明,该系统具有造价低、精度高、可靠等特点,测量的数据可达十几项,成功地解决了电路板质量检测问题,大大提高了产品的质量和生产效率.此系统还可推广到大多数电路板的检测,具有很好的应用前景.
参 考 文 献
图3单片机主程序流程图
[1] 薛钧义,张彦斌.MCS-51系列单片微型计算机及其应用[M].西安:
西安交通大学出版社,1990.
[2] 李华.MCS-51系列单片机实用接口技术[M].北京:
北京航空航天大学出版,1993
[3] 何立民.MCS-51系列单片机应用系统设计系统配置与接口技术[M].北京:
北京航空航天大学出版社.1995.
[4] 郝鸿安.常用模拟集成电路应用手册[M].北京:
人民邮电出版社,1991.
[5] 李华东,陈芳.VB串行通讯部件在分布式监控系统中的应用[J].山东电子技术,1999
（1）:
59-62.
升级会员 