Программно-аппаратный комплекс для проведения специальных комплексных проверок электронных устройств

Рисунок 2.1 – Структурная схема работы программно-аппаратного комплекса.

2.1.2 Структурная схема включает в себя следующие основные блоки:

– персональный компьютер (ПК);

– адаптер для связи с внешними устройствами (А);

– внешнее устройство (ВУ).

Персональный компьютер осуществляет программное управление

адаптером и обработку полученных данных.

Адаптер включает в себя:

а) канал управления внешними устройствами (формирователи команд управления на ВУ);

б) канал приема данных от внешних устройств (приемники сигналов контроля состояния ВУ и измерения параметров цепей);

в) канал управления (формирователь внутренних команд управления и обработки сигналов от ВУ).

Внешнее устройство (ВУ) – исследуемый объект (электронное устройство) подлежащий тестированию.

2.2 Описание функциональной схемы устройства

2.2.1 Функциональная схема адаптера представлена на рисунке 2.2.

2.2.2 Адаптер состоит из трех каналов и схемы сопряжения с ПК:

– канал управления внешними устройствами (формирователи команд управления на ВУ);

– канал приема данных от внешних устройств (приемники сигналов контроля состояния ВУ и измерения параметров цепей);

– канал управления (формирователь внутренних команд управления и обработки сигналов от ВУ);

– схемы сопряжения с ПК.

Канал управления внешними устройствами включает в себя:

– модуль управления включением (дешифратор);

– модуль подключения питания.

Канал управления внешними устройствами предназначен для формирования команд управления на ВУ по программе с ПК.

Модуль управления включением представляет собой дешифратор, в котором в зависимости от выходного кода осуществляется подача питания на заданные цепи. Для того чтобы сформировать команду управления необходимо программно с ПК включить (выключить) одно (несколько) реле (ключей) в требуемой последовательности.

Модуль подключения питания предназначен для коммутации определённых цепей ВУ в зависимости от программы с ПК. Представляет собой набор ключевых элементов с гальванически развязанными «сухими» контактами реле (ключами), через которые осуществляется подача напряжения питания на соединители.

Канал приема данных от ВУ включает в себя:

– модуль измерений и контроля;

– модуль управления и опроса (мультиплексоры и регистры);

– модуль включения питания.

Канал приема данных от ВУ предназначен для приема сигналов контроля состояния ВУ и измерения параметров цепей.

Модуль измерений и контроля предназначен для проверки сопротивления тестируемых цепей путем сравнения напряжений на контактах ключей, и передачи сигнала для последующего анализа.

Модуль управления и опроса представляет собой блок мультиплексоров и регистров, осуществляющих выбор цепей, предназначенных для тестирования.

Модуль включения питания предназначен для подачи питания на определённые цепи ВУ, которые подлежат проверке подключения и контроля сопротивления, осуществляемой измерением напряжения на соответствующих контактах.

Канал управления включает в себя:

– микроконтроллер;

– ОЗУ;

– ПЗУ;

– блок регистров;

– генератор импульсов;

– схему сброса.

Канал управления предназначен для формирования внутренних сигналов управления по командам с ПК и обеспечивает:

– адресный доступ ко всем функциональным элементам адаптера;

– запись (считывание) информации во все (со всех) программно-доступные функциональные элементы адаптера.

Кроме этого, канал управления также предназначен для обработки электрических сигналов приходящих от ВУ, характеризующих наличие напряжения на контактах ВУ с уровнями – логический «0» или логическая «1».

Микроконтроллер (МК) предназначен для формирования управляющих сигналов и приема/передачи данных. Выполняют функции логического анализа и управления.

ОЗУ (память данных) предназначена для хранения переменных в процессе выполнения прикладной программы, адресуется одним байтом и имеет емкость 128 байт.

ПЗУ (память программ) предназначена для хранения команд, констант, управляющих слов инициализации, таблиц перекодировки входных и выходных переменных и т.п.

Блок регистров (регистр-защелка) предназначен для хранения адресов А0-А7 при обмене данными.

Генератор импульсов предусмотрен для формирования тактовых импульсов для МК. Тактовый сигнал необходим для выполнения инструкций микроконтроллера и работы периферийных модулей (например, универсальные порты ввода/вывода). Внутренний машинный цикл микроконтроллера состоит из нескольких периодов тактового сигнала.

Схема сброса предназначена для перевода МК в исходное состояние с заведомо известными параметрами работы. Что осуществляется подачей сигнала RST на соответствующий вход, который производит следующие действия: сбрасывает счетчик команд и указатель стека; устанавливает порт BUS в высокоимпедансное состояние, а порты P1 и P2 – в режим ввода, выбирает банк регистров 0 и банк памяти 0, запрещает прерывания, останавливает таймер и выдачу синхросигнала на вывод Т0; сбрасывает флаг переполнения таймера TF и флаги пользователя F0 и F1, приводит к началу исполнения программ с нулевого адреса.

Рисунок 2.2 – Функциональная схема адаптера

Программное управление от ПК всеми функциональными элементами осуществляется через схему сопряжения, которая обеспечивает передачу сигналов в канал управления. Схема основана на формирователе сигналов (микросхема преобразователей уровней: логические «0» и «1» в +15 В и в -15В, и обратно), который отвечает за обмен информацией по последовательному каналу типа RS-232. А так же на диодном ограничители, обеспечивающий размах входного сигнала МК в пределах -0,6…+5,6В. Основное предназначение схемы сопряжения – согласование уровней входных и выходных сигналов с МК и ПК.

ВУ представляют собой объекты исследования – электронные устройства.

2.3 Описание алгоритма работы программно-аппаратного комплекса

2.3.1 Выбранный алгоритм работы ПАК приведен в Приложении А.

2.3.2 Разрабатываемый ПАК может функционировать в одном из следующих режимов:

– самоконтроль;

– формирование необходимого алгоритма тестирования;

– тестирование;

– выдача результатов тестирования и их визуализация.

В режиме самоконтроля происходит проверка функционирования ПАК, ПЭВМ в автоматическом режиме формирует группу управляющих команд с признаком самоконтроля, которые полностью имитируют все возможные варианты включения элементов тестируемого устройства. Команды передаются в адаптер тем самым, тестируя линии связи между ПЭВМ и адаптером. Адаптер, получив информационную посылку с признаком самоконтроль, проверяет работоспособность ОЗУ и начинает проверку своих функциональных элементов посредством полученных управляющих команд. Для корректного функционирования адаптера на его выходной разъём ставится специальная соединитель, имитирующая тестируемые цепи. После завершения контроля адаптер выдаёт в ПЭВМ информацию о результатах контроля. При положительном результате ПАК готов к дальнейшему функционированию. К нему подсоединяется тестируемое устройство и возможен один из трёх режимов.

 Скачать реферат