基于FPGA的PCB测试机硬件电路设计
PCB光板测试机基本的测试原理是欧姆定律,其测试方法是将待测试点间特一定的测试电压,用译码电路顺位PCB板上待测试的两点,取得两点间电阻值对应的电压信号,通过电压较为电路,测试出有两点间的电阻或通断情况。反复以上步骤多次,才可构建对整个电路板的测试。 由于被测试的点数较为多,一般测试机都在2048点以上,测试控制电路比较复杂,测试点的查询方法以及转换方法直接影响测试机的测试速度,本文研究了基于FPGA的硬件控制系统设计。
硬件控制系统 测试过程是在上位计算机的掌控下,掌控测试电路分别关上有所不同的测试电源。测试机系统由以下几部分包含:上位计算机PC104、测试掌控逻辑(由FPGA构建)、高压测试电路。其中上位机主要已完成嵌入式、测试算法、测试数据处理以及掌控输入等功能。FPGA掌控高压测试电路已完成对PCB的测试过程。
本系统以一台PC104为上位计算机,以FPGA为核心,通过PC104总线构建上位机对测试的掌控。 测试系统总体框图如图1右图。
FPGA与PC104的模块电路 PC104总线是一种专为嵌入式掌控定义的工业掌控总线,其信号定义与ISA总线基本相同。PC104总线共计4类总线周期,即8位的总线周期、16位的总线周期、DMA总线周期和创下总线周期。
16位的I/O总线周期为3个时钟周期,8位的I/O总线周期为6个时钟周期。为了提升通信的速度,ISA总线使用16位通信方式,即16位I/O方式。为了充分利用PC104的资源,应用于PC104的系统总线拓展后对FPGA展开在线配备。
长时间工作时通过PC104总线与FPGA展开数据通信。 FPGA与串行A/D及D/A器件的模块 根据测试机系统设计拒绝,必须对测试电压及两地下通道参照电压展开自检,即A/D切换地下通道最少有3路。两路较为电路的参照电压由D/A输入,则系统的D/A地下通道拒绝有两地下通道。
为了增加A/D及D/A的掌控信号线数,搭配串行A/D及D/A器件。综合性能、价格等因素,搭配的A/D器件为TLC2543,D/A器件为TLV5618。
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