基于多MCU的自動測試診斷系統的設計

2.1.2 自檢程序設計

主從MCU的自檢是為了保證每個單片機都能正常工作，即USB和主MCU、主MCU和從MCU之間的通訊正常，并且保證每個單片機的RAM沒有損壞。

主MCU和從MCU之間的通訊是否正常的自檢是：先由主單片機向從單片機發一串數據，然后再由從單片機把接收到的數據發回主單片機，判斷兩串數據的個數和內容是否一致，一致的話則說明通訊正常。同理，USB和主MCU之間通訊自檢的原理也是如此。

MCU的RAM自檢的原理是：對于每一個RAM的存儲單元，先把一個數據寫入該RAM的單元，然后再從該單元里讀出一個數據，判斷兩者是否一致，如果一致則說明該RAM單元沒有損壞。

2.1.3 通訊程序設計

系統的通訊程序包括：主MCU與USB之間的通訊程序、主MCU與從MCU之間的通訊程序以及從MCU對被檢測電路板的掃描程序。

主MCU和USB是通過USB的管腳D0~D7和主MCU的管腳P0.0~P0.7傳遞數據的?？刂浦饕峭ㄟ^USB的四個管腳： RXF、TXE、WR、/RD和主MCU的四個管腳：P1.4、P1.5、P1.6、P1.7進行的。當TXE為低且WR從0變為1時，數據寫入USB；當RXF為低且/RD從1變為0時，數據從USB讀到主MCU。主MCU通過P1.4和P1.5對USB的RXF和TXE進行判斷，然后通過P1.6和P1.7對USB的WR和/RD進行控制傳遞數據。

主MCU與從MCU之間利用MCU的RxD和TxD端以全雙工UART串行模式進行通信，串行通訊通過中斷實現，使用了幀錯誤檢測和自動地址識別功能。本系統的主MCU采用廣播通訊方式，由特殊寄存器SADEN 和SADDR邏輯或產生從機的廣播地址，利用地址自動識別功能，通過發送廣播地址，同時發命令與四個從MCU進行通訊。當主MCU只和單個從MCU通訊時，采用點點通訊方式，由SADEN和SADDR相與產生的特定地址來確認哪些從機被選中與主機進行通訊，不需要再進行軟件查詢。

從MCU對被檢測電路板的掃描程序采用的是功能測試技術。為了檢測某一組合邏輯電路板是否存在故障，首先把該電路板插到診斷插槽上，由于每個輸出端口只是與該電路板所有端口中的幾個有邏輯關系，所以掃描程序只需對與某個輸出端口有邏輯關系的電路板的輸入端口進行從全0到全1的電平激勵(比如有五個輸入端口，一共有25=32組激勵)。對于有邏輯關系的輸入超過七個以上時，由于工作量很大，不實行從全0到全1的激勵，而是從中選擇128組激勵進行類似抽查的檢測，然后讀取輸出端口，把輸出結果傳輸到計算機內，和標準數據庫中的仿真結果進行分析與比較，判斷是否一致，如果出現不一致的情況，則說明電路板存在故障。

2.2 應用系統軟件設計

安裝在計算機上的自動測試診斷系統軟件采用Visual C 6.0語言編程，其主要作用是使計算機向USB接口通信卡發送測試激勵數據、接收響應數據、進行數據計算與分析等。

2.3 標準診斷數據庫的軟件產生方法

建立標準診斷數據庫的目的是為了進行自動故障定位。本系統可用兩種方法建立標準診斷數據庫：第一種方法是根據被測數字電路板的原理圖，在一些EDA軟件環境如Protel、Foudation、MaxplusⅡ中通過仿真功能生成標準診斷數據庫。第二種是測試功能正常的數字電路板，在特定的激勵下記錄該電路板的響應數據，由軟件自動追加到相應的數據庫中，作為今后測試該電路板的標準診斷數據庫。

由于本系統所要測試診斷的電路板端口數較多，采用第二種方法不但工作量非常大，而且還要確保所測數字電路板在測試過程中功能正常，因此本系統采用第一種方法?？紤]到所測的電路板為組合邏輯數字電路板，所以本系統采用Xilinx公司的Foundation F3.1i軟件環境，在原理圖編輯器(Schematic Editor)中輸入被測數字電路板的原理圖，然后在功能仿真器(Functional Simulation)的Script Editor中利用軟件自帶的仿真命令自動生成標準診斷數據文件，再由應用系統軟件將數據導入相應的數據庫。

目前一般的自動測試診斷系統通常是在標準的測控總線或儀器總線(CAMAC、GPIB、VXI、PXI、CAN等)的基礎上組建而成的，其成本較高、體積龐大、操作復雜，在測試過程中顯得非常不方便，難以滿足現代科技工作者的需要。本文介紹的自動測試診斷系統是以五片P89C668單片機為核心組成故障診斷平臺，采用基于FT245BM USB芯片的通信卡實現計算機與測試診斷平臺的通信。該系統的便攜式結構特別適合于現場測試，具有成本低、體積小、重量輕、結構緊湊、自動化程度高等優點；系統的操作比較簡單，只要掌握計算機的一般操作，具有一定的數字電路技術基礎，能夠看懂一般的數字電路原理圖，經過簡單的技術培訓，詳細閱讀并理解本系統的使用說明后就可以進行操作；系統硬件模塊的標準化和軟件模塊的可復用性使系統具有很強的擴展能力。目前該測試診斷系統已經投入使用，效果良好，完全達到了預期的設計目的。