未知電路板原理圖測(cè)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(guò)發(fā)送相應(yīng)的地址碼實(shí)現(xiàn)針床的尋址。由于在測(cè)試時(shí)需要在針床本身和兩個(gè)針床之間進(jìn)行測(cè)試，只設(shè)計(jì)一套地址總線不能同時(shí)尋址兩個(gè)針床，故設(shè)計(jì)了ADDR1和ADDR2兩套地址總線，可同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)兩個(gè)測(cè)試針床的尋址。
　　RD、WR為讀使能和寫使能總線，RD有效時(shí)，允許測(cè)試針床向控制模塊發(fā)送數(shù)據(jù)，WR有效時(shí)，允許控制模塊發(fā)送指令到各個(gè)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(cè)試時(shí)，各個(gè)探針都需要和其它探針進(jìn)行遍歷測(cè)試，所以設(shè)計(jì)兩套地址總線用來(lái)同時(shí)尋址兩個(gè)不同的探針。AD1所尋址探針信號(hào)經(jīng)數(shù)據(jù)線D1引出，AD2所尋址探針信號(hào)經(jīng)數(shù)據(jù)線D2引出，通過(guò)測(cè)量D1與D2之間的電阻，就可以得到所對(duì)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(guò)USB接口完成對(duì)測(cè)試機(jī)的控制，而測(cè)試數(shù)據(jù)又通過(guò)USB接口送回PC機(jī)進(jìn)行分析，分析結(jié)果用于對(duì)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(jiǎn)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(lái)對(duì)串行數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼和譯碼、錯(cuò)誤校驗(yàn)、位填充，并完成其它USB總線所需的信號(hào)，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(chǔ)器，因此8051序列具有“軟”特性，即：用戶可以自動(dòng)裝載代碼和數(shù)據(jù)來(lái)實(shí)現(xiàn)具體功能。

2.2.2 控制模塊
　　控制模塊用來(lái)完成各個(gè)針床的尋址、控制、測(cè)試以及數(shù)據(jù)的發(fā)送與接收功能。通過(guò)USB接口由主機(jī)下達(dá)控制命令及接收數(shù)據(jù)。控制模塊結(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(lái)接收主機(jī)發(fā)送的控制信號(hào)，對(duì)測(cè)試電路進(jìn)行控制；接收測(cè)試數(shù)據(jù)并上傳到主機(jī)。當(dāng)WR有效時(shí)，接收控制指令；當(dāng)RD有效時(shí)，接收測(cè)試數(shù)據(jù)。在測(cè)試電路自定義總線上共有五種測(cè)試信號(hào)，所以采用三根控制信號(hào)線A、B、C，經(jīng)譯碼即可輸出不同的控制信號(hào)。電阻測(cè)試電路也位于控制模塊中，負(fù)責(zé)對(duì)經(jīng)D1和D2引出的電路板兩個(gè)焊點(diǎn)(或管腳)進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試結(jié)果經(jīng)A/D變換后由CPLD送到主機(jī)中。
2.2.3 測(cè)試針床
　　測(cè)試針床用來(lái)使用探針連接電路板各個(gè)焊點(diǎn)或管腳，并使用開關(guān)矩陣進(jìn)行各個(gè)探針之間連接的自動(dòng)順序切換，從而實(shí)現(xiàn)各個(gè)焊點(diǎn)之間的互連測(cè)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(lái)連接針床上所有探針，接收控制信號(hào)并將所尋址探針信號(hào)輸出。