板卡測試裝置的製作方法
2023-07-05 21:55:46
專利名稱：板卡測試裝置的製作方法
技術領域：
板卡測試裝置技術領域[0001]本實用新型涉及電路板測試技術，特別涉及一種板卡測試裝置。
技術背景[0002]目前，為保障軌道車輛的安全運行，軌道車輛中通常設置有網絡監控系統作為軌道車輛保安設備的重要組成部分，以對軌道車輛運行安全進行監控。[0003]現有網絡監控系統採用模塊化、積木化、層次化的設計方法，其結構主要包括信息處理中心單元、輸入輸出(IO)單元和顯示單元三大部分。各部分由相應的通用型板卡組成，各板卡構成該系統的最小子單元，板卡的類別主要包括數字輸入輸出板卡、採集板卡和網關板卡等。[0004]軌道車輛上的各種設備的裝配由主機廠完成，將各種設備裝配完成後，需要進行整車上電調試，為了避免在上電後不必要的損失，上電前一般要對安裝完成的各種設備經過現場裝配確認和簡單的測試。因此，在整車調試過程中，各種設備的調試不能做到送電斷電同步，而目前，對於安裝於軌道車輛中的網絡監控系統進行調試，因裝配場所不能提供專門用於調試網絡監控系統的測試工具，因此，對於網絡監控系統的調試，只能等到統一送電後才能進行，這樣，給網絡監控系統的調試帶來了不便。實用新型內容[0005]本實用新型提供了一種板卡測試裝置，以方便對板卡的測試。[0006]本實用新型提供的板卡測試裝置，包括[0007]物理接口單元，設置有插接口，所述插接口用於插入待測板卡的插芯；[0008]控制單元，與所述物理接口單元相連，用於根據本地設置的測試程序對所述待測板卡進行測試，並在測試過程中與待測板卡進行數據通信。[0009]如上所述的提供的板卡測試裝置，其中，[0010]所述控制單元與所述物理接口單元通過控制器區域網路總線相連；[0011 ] 所述物理接口單元還設置有總線接口，所述測試裝置中還包括通信接口單元；[0012]所述控制單元與所述通信接口單元相連，且所述通信接口單元通過總線與所述總線接口相連，所述通信接口單元用於對控制單元與待測板卡之間通信的數據進行協議轉換。[0013]如上所述的提供的板卡測試裝置，其中，還包括[0014]指令開關，與所述控制單元相連，用於向控制單元發送控制指令，以控制所述控制單元執行的測試程序。[0015]如上所述的提供的板卡測試裝置，其中，還包括[0016]電源單元，分別與所述物理接口單元和所述控制單元相連，用於為插入所述物理接口單元的待測板卡和控制單元提供工作電壓。[0017]如上所述的提供的板卡測試裝置，其中，所述電源單元還與所述指令開關相連，所述指令開關通過與所述電源單元的連通或斷開而產生所述控制指令。[0018]如上所述的提供的板卡測試裝置，其中，[0019]所述指令開關的數量為多個，所述控制單元為單片機；[0020]各指令開關的一端分別與所述電源單元相連，另一端與所述單片機的輸入/輸出數據引腳分別相連。[0021]如上所述的提供的板卡測試裝置，其中，每個所述指令開關支路中均分別串聯一分壓電阻。[0022]如上所述的提供的板卡測試裝置，其中，所述電源單元包括乾電池、開關、第一穩壓晶片和第二穩壓晶片；[0023]其中，所述開關串聯於所述乾電池的正負極之間；[0024]所述乾電池的負極、第一穩壓晶片的第一輸出端和第二穩壓晶片的第一輸出端分別接地；[0025]所述第一穩壓晶片的輸入端與所述乾電池的正極相連，且所述第一穩壓晶片的第一輸出端和第二輸出端之間連接有第一電容和第二電容，所述第一穩壓晶片的第二輸出端與所述指令開關和所述物理接口單元相連；[0026]所述第二穩壓晶片的輸入端與所述第一穩壓晶片的第二輸出端相連，且所述第二穩壓晶片的第一輸出端和第二輸出端之間連接有第三電容和第四電容，所述第二穩壓晶片的第二輸出端與所述控制單元相連。[0027]如上所述的提供的板卡測試裝置，其中，所述電源單元還包括指示燈，所述指示燈串聯於所述乾電池的正負極之間。[0028]如上所述的提供的板卡測試裝置，其中，所述電源單元還包括作為指示燈的發光二極體，所述發光二極體和一電阻串聯後連接於所述第一穩壓晶片的第一輸出端和第二輸出端之間。[0029]該板卡測試裝置，可用於測試板卡的通信是否正常，該測試裝置操作簡單，無需複雜的設備，尤其適用於軌道車輛的調試現場，以對軌道車輛中網絡監控系統中的板卡進行上電前的測試，為網絡監控系統上電前排除板卡故障提供了一種簡單有效的現場測試工具，並可利用等待統一送電的時間對網絡監控系統中的板卡進行測試，可及時地發現和排除設備裝配過程中產生的故障點，進而可提高了整車調試進程。
圖1為本實用新型實施例所提供的板卡測試裝置的方框圖；圖2為本實用新型另ー實施例所提供的板卡測試裝置的方框圖；圖3為本實用新型實施例所提供的板卡測試裝置中指令開關的電路圖；圖4為本實用新型實施例所提供的測試裝置中電源單元的電路圖。附圖標記1-物理接ロ単元； 2-控制單元；3-插接ロ；4-通信接ロ單元；5-指令開關；6-電源單元；7-總線接 ロ ；8-CAN 總線。
具體實施方式
[0039]為使本實用新型的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本實用新型保護的範圍。[0040]本實用新型提供了一種板卡測試裝置，圖1為本實用新型實施例所提供的板卡測試裝置的方框圖，如圖1所示，該測試裝置包括物理接口單元1和控制單元2。[0041]物理接口單元1上設置有插接口 3，插接口 3用於插入待測板卡的插芯；[0042]控制單元2與物理接口單元1相連，用於根據本地設置的測試程序對待測板卡進行測試，並在測試過程中與待測板卡進行數據通信。[0043]板卡也就是一種印製電路板，包括實現各種功能的板卡，例如，總線卡、網卡等，板卡上設置有內部接口、外部接口和指示燈等，並且，板卡的晶片中存儲有相應的程序，作為板卡實現相應功能的軟體部分，外部接口用於通過電纜或雙絞線與外部設備相連，內部接口用於與使用該板卡的計算機或其他終端設備的主機進行數據通信。[0044]板卡上通常都具有1個以上的指示燈，該指示燈通常為發光二極體，用來表示板卡的不同工作狀態，以方便查看板卡是否工作正常。典型的指示燈有通信指示燈、運行指示燈、電源指示燈等，通信指示燈表示板卡與其他設備的數據通信狀態，運行指示燈表示板卡中晶片的工作狀態，電源指示燈表示板卡的供電電源狀態。[0045]板卡本身不帶電源而必須利用其他的外部電源才能工作，通常，板卡可利用所插入設備中的電源。[0046]由於板卡製作時通常帶有插芯，該插芯即為板卡的內部接口，將該插芯板卡插入計算機或其他終端設備的主板插槽中，即可實現板卡與計算機或其他終端設備的進行數據ififn。[0047]該物理接口單元上設置插接口，該插接口為與板卡上插芯相配合的插槽，用於插入待測板卡的插芯，以將板卡與物理接口單元相連。物理接口單元中可以設置一個插接口， 也可以設置多個插接口，以通過各插接口插入不同形式板卡的插芯。[0048]控制單元是該測試裝置的核心部分，可採用單片機或者計算機等智能終端等作為控制單元，控制單元中存儲有對待測板卡進行測試的程序，由於對不同種類的板卡進行測試時，需採用不同的程序，因此，可在控制單元中存儲有多種類型的程序，以對不同種類的板卡採用不同的程序進行測試，控制單元通過執行相應程序對對應類型的板卡進行測試， 當然，也可以在控制單元中只存儲一種程序，此時，該測試裝置只能對一種類型的板卡進行測試。[0049]當然，該測試裝置也需要為控制單元和板卡提供工作電壓的電源，該電源可以為外部的電源設備，當採用該測試裝置對板卡進行測試時，採用外接電源為控制單元和板卡提供工作電壓。實際上，對於為待測板卡提供工作電壓而言，通常是將物理接口單元與外部單元相連，進而使電源與待測板卡中的電源埠相連，也就實現了通過外部電源為待測板卡提供工作電壓的目的。[0050]下面通過介紹該測試裝置的工作過程說明該測試裝置的原理。[0051]當採用該板卡測試裝置對待測板卡測試時，如果控制單元中只存儲有一種測試程序，則只能對一種類型的板卡進行測試，測試過程為[0052]將待測板卡的插芯插接到物理接口單元的插接口中，使待測板卡與物理接口相連，此時，將控制單元和物理結構單元外接電源，通過該外接電源為待測板卡提供工作電壓，同時，也為控制單元提供工作電壓，然後，可通過對控制單元的操作，例如，通過閉合與控制單元相連的開關或點擊控制控制單元顯示出的命令菜單等發送對待測板卡進行測試的控制指令，控制單元便開始執行對待測板卡進行測試的程序，運行程序後產生一測試數據並發送給待測板卡，該測試數據為待測板卡中存儲的程序的運行條件，待測板卡接收到該測試數據後便開始運行其中存儲的程序，並將運行該程序後的反饋數據發送給控制單元，從而實現控制單元與板卡之間的數據通信，此時，如果板卡上的通信指示燈亮起，說明板卡可以接收測試數據，並且其中存儲的程序可正常運行，板卡可正常通信，沒有發生故障。[0053]如果該板卡的內部接口出現故障，則板卡不能接受控制單元發送的測試數據，或者板卡接收到發送的測試數據後其中存儲的程序不能正常運行，此時，板卡上的通信指示燈不會亮，或者因是板卡的內部接口出現故障不能接受測試數據，或者是其中存儲的程序不能運行，說明板卡不能正常通信。[0054]當然，如果控制單元中存儲多種測試程序，可通過對控制單元的操作，使控制單元執行不同的測試程序，產生不同的測試數據，不同的測試數據可作為不同類型的板卡中存儲的不同程序的運行條件，進而可對不同類型的板卡進行測試。[0055]由上述技術方案可知，本實用新型實施例提供的板卡測試裝置，可用於測試板卡的通信是否正常，該測試裝置操作簡單，無需複雜的設備，尤其適用於軌道車輛的調試現場，以對軌道車輛中網絡監控系統中的板卡進行上電前的測試，為網絡監控系統上電前排除板卡故障提供了一種簡單有效的現場測試工具，並可利用等待統一送電的時間對網絡監控系統中的板卡進行測試，可及時地發現和排除設備裝配過程中產生的故障點，進而可提高了整車調試進程。[0056]在上述實施例的基礎上，進一步的，控制單元與物理接口單元通過控制器區域網路總線相連，物理接口單元還設置有總線接口，測試裝置中還包括通信接口單元。[0057]控制單元與通信接口單元相連，且通信接口單元通過總線與總線接口相連，通信接口單元用於對控制單元與待測板卡之間通信的數據進行協議轉換。[0058]當採用控制器區域網路(Controller Area Network，簡稱CAN)總線將控制單元與通信接口單元相連時，由於通過控制單元對待測板卡進行測試的過程中，控制單元與待測板卡之間需要通過CAN總線進行數據通信，因此，在數據的通信過程中必須滿足CAN總線通信協議，需要通信接口單元對二者交互的數據進行協議轉換，進而才能通過CAN總線實現控制單元與待測板卡之間的正常數據通信。[0059]通信接口單元由通信協議晶片及其相關電路構成，通信接口單元可以有多種形式，只要能實現上述的數據轉換功能即可，為已有技術中的裝置，在此不再說明，例如，可採用PCA82C250型號的晶片作為該通信接口單元。[0060]為方便對控制單元執行對待測板卡進行測試的程序，該測試裝置中還可以設置有指令開關，該指令開關與控制單元相連，用於向控制單元發送控制指令，以控制控制單元執行的測試程序。[0061]指令開關可以為一個或多個，通過指令開關斷開或閉合的動作向控制單元發送控制指令，控制單元接收到該控制指令後即可執行對待測板卡進行測試的程序對待測板卡進行測試。[0062]圖2為本實用新型另一實施例提供的板卡測試裝置的方框圖，如圖2所示，該測試裝置中，包括物理接口單元1、控制單元2、通信接口單元4、指令開關5和電源單元6。[0063]物理接口單元1上設置有插接口 3和總線接口 7，控制單元2與通信接口單元4相連，且通信接口單元4通過CAN總線8與總線接口 7相連，指令開關5與控制單元2相連， 電源單元6分別與物理接口單元1和控制單元2相連，並且電源單元6還與指令開關5相連。[0064]電源單元6用於為插入所述物理接口單元1的待測板卡和控制單元2提供工作電壓，指令開關5通過與電源單元6的連通或斷開而產生控制指令。[0065]本實施例中，由於指令開關的一端與電源單元相連，另一端與控制單元相連，因此，指令開關的閉合或斷開狀態，也就是指令開關與電源單元的連通或斷開的狀態不同，指令開關所在支路的電平也就不同，根據指令開關所在支路的電平的不同分別代表兩種邏輯狀態，分別用0和1表示，從而由0和1代表的二進位數據作為控制指令，以發送給控制單元，控制單元接收到該控制指令後即可執行對待測板卡進行測試的程序對待測板卡進行測試O[0066]該指令開關的數量優選的是多個，該控制單元為單片機，各指令開關的一端分別與電源單元相連，另一端與單片機的輸入/輸出數據引腳，也就是I/O引腳分別相連。[0067]由於單片機體積小、質量輕、價格便宜，因此採用單片機作為控制單元，可整體降低板卡測試裝置的成本和體積，本實施例中採用單片機的型號可以為C8051F040型號單片機，當然也可以為其他型號的單片機，但是當需要將單片機與CAN總線相連時，選用帶有 CAN接口的單片機即可，並不限於本實施例提供的型號。[0068]由於多個指令開關的一端分別與電源單元相連，另一端分別與控制單元相連，因此，多個指令開關的閉合或斷開狀態可組成由0和1代表的一組二進位數據，該二進位數據可作為對待測板卡進行測試的控制指令。[0069]閉合或斷開不同數量和不同位置的指令開關可組成多組二進位數據，從而組成多個控制指令。單片機根據不同控制指令可選擇執行不同的程序，從而向通信接口單元發送不同的測試數據，一個測試數據可對一種類型的板卡進行測試，不同的測試數據即可對不同類型的板卡進行測試。[0070]採用本實施例提供的測試裝置對待測板卡測試時，測試過程為[0071]將待測板卡的插芯插接於物理接口單元的插接口中，此時，待測板卡通過該物理接口與控制單元相連，並與電源單元相連，電源單元既能為待測板卡提供工作電壓，同時， 也為控制單元提供工作電壓，此時，根據待測板卡的種類，選擇閉合若干相應的指令開關， 控制單元可根據接收到的閉合的相應指令開關組成的控制指令選擇執行相應的程序，運行該程序後產生一測試數據並發送給通信接口單元，該測試數據為對應類型板卡的測試數據，通過通信接口單元對該測試數據進行轉換後發送給待測板卡，觀察板卡上的指示燈是否亮起，如果指示燈亮起，則說明該待測板卡沒有故障，如果指示燈亮不亮，說明該待測板卡有故障。[0072]對於指令開關的個數可根據實際需要進行設置，圖3為本實用新型實施例所提供的板卡測試裝置中指令開關的電路圖，如圖3所示，該測試裝置中指令開關的個數為八個， 分別為s2-s9，八個指令開關s2-s9並聯後的VCC端用於與電源單元，且每個指令開關的支路中串聯有一分壓電阻，分別為R2-R9。[0073]該八個並聯的指令開關s2_s9斷開或閉合狀態可組成28種控制指令，以使單片機根據不同控制指令選擇執行不同的程序，可對不同類型的板卡進行測試。[0074]該測試裝置中的電源單元可以為多種形式，例如，電源單元中可以只包含一組電池，該電池可以是各種類型的電池，乾電池或蓄電池等均可，將電池的正極與物理接口單元相連，當將待測板卡與物理接口單元相連後，電池的正極即與板卡中的電源接口相連，從而正極的電勢作為板卡的工作電壓，並且，該電池可與控制單元相連，正極的電勢可作為控制單元的工作電壓。[0075]該電源單元中也可設置有兩組電池，各組電池分別為控制單元和待測板卡提供工作電壓。[0076]該電源單元還可以採用如圖4所示的結構，圖4為本實用新型實施例所提供的測試裝置中電源單元的電路圖，如圖4所示，該測試裝置中的電源單元包括乾電池U1、開關 Si、第一穩壓晶片U2和第二穩壓晶片U3。[0077]開關Sl串聯於乾電池Ul的正負極之間；乾電池Ul的負極、第一穩壓晶片U2的第一輸出端b、第二穩壓晶片U3的第一輸出端e分別接地。[0078]第一穩壓晶片U2輸入端a與乾電池Ul的正極相連，第一穩壓晶片U2的第一輸出端b和第二輸出端c之間分別連接有第一電容Cl和第二電容C2，第一穩壓晶片U2的第二輸出端c與指令開關和物理接口單元相連(圖中未示出)。[0079]第二穩壓晶片U3的輸入端d與第一穩壓晶片U2的第二輸出端c相連，且第二穩壓晶片U3的第一輸出端e和第二輸出端f之間分別連接有第三電容C3和第四電容C4，第二穩壓晶片U3第二輸出端f與控制單元相連(圖中未示出)。[0080]本實施例中，乾電池正極的電壓為9V，第一電容Cl為有極性電容，電容值為 10 μ F，第二電容C2為無極性電容，電容值為0. 1 μ F，第三電容C3為無極性電容，電容值為 0. lyF，第四電容C3為有極性電容，電容值為10 μ F。[0081 ] 通過第一穩壓晶片U2對乾電池Ul兩端的電壓進行轉換後，並且，通過第一電容Cl 和第二電容C2分別過濾經第一穩壓晶片U2輸出電壓中的高頻噪聲和低頻噪聲，該第二輸出端c輸出的電壓VCC為5V，作為待測板卡的工作電壓，並且作為指令開關閉合後的所在支路的邏輯高電平。[0082]經過第二穩壓晶片U3對第一穩壓晶片Ul輸出的電壓進行再次轉換後，並且，通過第三電容C3和第四電容C4分別過濾經第二穩壓晶片U3輸出電壓中的高頻噪聲和低頻噪聲，該第二輸出端f輸出的電壓為3. 3V，作為控制單元的工作電壓，該第一穩壓晶片和第二穩壓晶片可採用7805型號的晶片。[0083]並且，電源單元中還可以設置有指示燈，可將指示燈串聯於乾電池的正負極之間。[0084]通過觀察指示燈的亮滅可直接觀察到電源單元的工作狀態，當電源的開關閉合後，指示燈亮起，說明電源單元開始工作，當電源的開關斷開後，指示燈不亮，說明電源單元沒有工作。[0085]如圖4所示，該電源單元中還可以包括作為指示燈的發光二極體LED1A，發光二極體LEDlA和一電阻RlO連接於第一穩壓晶片U2的第一輸出端b和第二輸出端c之間。[0086]本實施例中將發光二極體LEDlA作為指示燈，並通過一電阻RlO進行分壓，使施加在發光二極體LEDlA兩端的電壓處於一適合的範圍，防止因發光二極體LEDlA兩端電壓過大而損害，當閉合開關後使發光二極體正嚮導通。[0087]最後應說明的是以上實施例僅用以說明本實用新型的技術方案，而非對其限制； 儘管參照前述實施例對本實用新型進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解: 其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特徵進行等同替換；而這些修改或者替換，並不使相應技術方案的本質脫離本實用新型各實施例技術方案的精神和範圍。
權利要求1.一種板卡測試裝置，其特徵在於，包括物理接口單元，設置有插接口，所述插接口用於插入待測板卡的插芯；控制單元，與所述物理接口單元相連，用於根據本地設置的測試程序對所述待測板卡進行測試，並在測試過程中與待測板卡進行數據通信。
2.根據權利要求1所述的板卡測試裝置，其特徵在於所述控制單元與所述物理接口單元通過控制器區域網路總線相連；所述物理接口單元還設置有總線接口，所述測試裝置中還包括通信接口單元；所述控制單元與所述通信接口單元相連，且所述通信接口單元通過總線與所述總線接口相連，所述通信接口單元用於對控制單元與待測板卡之間通信的數據進行協議轉換。
3.根據權利要求1所述的板卡測試裝置，其特徵在於，還包括指令開關，與所述控制單元相連，用於向控制單元發送控制指令，以控制所述控制單元執行的測試程序。
4.根據權利要求3所述的板卡測試裝置，其特徵在於，還包括電源單元，分別與所述物理接口單元和所述控制單元相連，用於為插入所述物理接口單元的待測板卡和控制單元提供工作電壓。
5.根據權利要求4所述的板卡測試裝置，其特徵在於所述電源單元還與所述指令開關相連，所述指令開關通過與所述電源單元的連通或斷開而產生所述控制指令。
6.根據權利要求5所述的板卡測試裝置，其特徵在於所述指令開關的數量為多個，所述控制單元為單片機；各指令開關的一端分別與所述電源單元相連，另一端與所述單片機的輸入/輸出數據引腳分別相連。
7.根據權利要求6所述的板卡測試裝置，其特徵在於，每個所述指令開關支路中均分別串聯一分壓電阻。
8.根據權利要求4-7任一項所述的板卡測試裝置，其特徵在於所述電源單元包括乾電池、開關、第一穩壓晶片和第二穩壓晶片；其中，所述開關串聯於所述乾電池的正負極之間；所述乾電池的負極、第一穩壓晶片的第一輸出端和第二穩壓晶片的第一輸出端分別接地；所述第一穩壓晶片的輸入端與所述乾電池的正極相連，且所述第一穩壓晶片的第一輸出端和第二輸出端之間連接有第一電容和第二電容，所述第一穩壓晶片的第二輸出端與所述指令開關和所述物理接口單元相連；所述第二穩壓晶片的輸入端與所述第一穩壓晶片的第二輸出端相連，且所述第二穩壓晶片的第一輸出端和第二輸出端之間連接有第三電容和第四電容，所述第二穩壓晶片的第二輸出端與所述控制單元相連。
9.根據權利要求8所述的板卡測試裝置，其特徵在於所述電源單元還包括指示燈，所述指示燈串聯於所述乾電池的正負極之間。
10.根據權利要求8所述的板卡測試裝置，其特徵在於所述電源單元還包括作為指示燈的發光二極體，所述發光二極體和一電阻串聯後連接於所述第一穩壓晶片的第一輸出端和第二輸出端之間。
專利摘要本實用新型公開了一種板卡測試裝置，該測試裝置包括物理接口單元和控制單元，物理接口單元上設置有插接口，插接口用於插入待測板卡的插芯；控制單元與物理接口單元相連，用於根據本地設置的測試程序對待測板卡進行測試，並在測試過程中與待測板卡進行數據通信。該板卡測試裝置，可用於測試板卡的通信是否正常，該測試裝置操作簡單，無需複雜的設備，尤其適用於軌道車輛的調試現場，以對軌道車輛中網絡監控系統中的板卡進行上電前的測試，為網絡監控系統上電前排除板卡故障提供了一種簡單有效的現場測試工具。
文檔編號H04L12/26GK202261344SQ20112035105
公開日2012年5月30日 申請日期2011年9月19日 優先權日2011年9月19日
發明者劉維洋, 閆寧 申請人:中國北車股份有限公司大連電力牽引研發中心