一种基于LabVIEW的自动测试系统设计

第３４卷第４期　蠹　瀵ｉ　鐾　、ｒ０１．３４　Ｎｏ．４　２０１６年ｌ２月　ＪｌＣＨＥＮＧＤＩＡＮＬＵＴＯＮＧＸＵＮ　Ｄｅｃ．２Ｏ１６　一种基于ＬａｂＶＩＥＷ的自动测试系统设计　金肖依张勇　鲁争艳李贵娇杨侃　（中国兵器工业第２１４研究所　苏州２１５１６３）　摘要：一种基于ＬａｂＶＩＥＷ软件并通过串口和ＵＳＢ通信实现的电路自动测试系统适用范围广、成　本低，且有效提高了测试效率和可靠性。计算机经自制ＬａｂＶｌＥＷ测试程序，通过串口和ＵＳＢ通信对被　测电路和相关测试设备进行测试操作和数据的读取、处理，从而实现对电路的自动测试。　关键词：ＬａｂＶＩＥＷ；自动测试；控制板　１　引　言　测试效率低，且须经常拆装连接较多仪器设备的　接口，存在误连接的可能，降低了测试可靠性；而　ＬａｂＶＩＥＷ（１ａｂｏｒａｔｏｒｙ　ｖｉｒｔｕａｌ　ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ　ｅｎｇｌ—　使用虚拟仪器和外部程控设备测试时也存在接口　ｎｅｅｒｉｎｇ　ｗｏｒｋ　ｂｅｎｃｈ）是一种图形化编程语言的开　连接较多、测试不同电路时须对被测电路重新拆　发环境，被视为一个标准的数据采集和仪器控制　装连接的问题，且设备成本高、体积大。因此，对　软件　Ｊ。ＬａｂＶｌＥＷ具有与遵从ＧＰＩＢ、ＶＸＩ、ＲＳ一　测试量较大的电路而言，采用电流电压表头、单片　２３２、ＲＳ一４２２和Ｒｓ－４８５协议的硬件及数据采集　机、ＤＳＰ和ＦＰＧＡ控制板等小型器件制作专用的　卡等通信的全部功能，其图形化编程语言环境，简　自动测试系统不仅测试系统体积小，大大降低了　单直观，极大节省程序开发时间，可以完成各种各　测试成本，而且免去了设备和被测电路的重复拆　样的编程任务　］。本文基于ｌａｂｖｉｅｗ２０１　ｌ开发平　装连接，实现了一键式全自动测试，有效提高了批　台进行了测试软件编程和电路自动测试系统设　量电路产品的测试效率和可靠性。　计，计算机等上位机通过ＵＳＢ转Ｐ６４８５等接口与　下位机、测试设备进行通讯，将被测参数的数据信　２基于Ｌａｂｖｉｅｗ的自动测试系统原理　息传送至计算机，计算机对接收到的这些数据信　测试系统主要通过ＲＳ２３２／４２２／４８５接口转　息进行处理、储存和显示。　ＵＳＢ转换器实现计算机与测试系统间多路接口的　对批量电路进行测试时，若使用针对电路每　高速通讯，进而测试电路功能和参数，测试系统硬　个参数进行测试的手动测试台，不仅测试时间长，　件结构框图如图１所示。例如电流或电压测试主　侣母接ｒ１１　．　ＲＳ．２３２　２２，●８５拽　：　Ｒ转ＵＳＢ转换器　Ｓ２３２，４２　４８５　幽　搬；蔓Ｉ　檩ｎ　垂拯　信号接ｎｍ　．Ｉｔｓ．２３２：４２２ｔ４８５鳢　电路　测试系统　Ｌ位帆　佾吁磺ｌＪ　．　８　ｍ十Ｊ　伪母接ｌ－Ｉ．　ｎ　Ｌ啦Ｂ．　图ｌ测试系统硬件结构框图　１６　羹　纂　篓　第３４卷第４期　要通过具有ＲＳ４８５通信功能的数字电流或电压　接口，为与上位机连接提供了便捷途径，例如电流　表头进行测试。通过计算机安装的ＬａｂＶＩＥＷ软　件进行编程，控制ＲＳ２３２／４２２／４８５转ＵＳＢ转换器　和电流、电压表头的工作方式，实现对电路电参数　的数据信息采集。最后通过Ｉ．ａｂＶＩＥＷ软件编写　的测试程序对测试数据进行处理和储存，将最终　的测试数据显示在计算机测试界面。计算机通过　自制的１．ａｈＶｌＥＷ自动测试软件对各路接口有序　地执行相应指令和数据采集处理，从而实现电路　的一键式全自动测试。　表头、电压表头等。此外，将单片机、ＦＰＧＡ和　ＤＳＰ等可编程器件研制的专用控制板作为下位　机，通过ＲＳ２３２／４２２／４８５转ＵＳＢ转换器与计算机　通信，更便于控制指令的发送和数据采集。如图　２所示为ＬａｂＶＩＥＷ单路ＲＳ２３２／４２２／４８５通讯程　序图，计算机等上位机发送指令给下位机设备后．　下位机设备返回响应指令，上位机接收响应指令。　有时上位机只发送指令；有时上位机只接收响应，　如单片机；有时发送一次指令，接收一次响应；有　时发送一次指令，接收几次响应。　３．１　电流电压表头测试单元的设计　３　自动测试系统的设计　如今，越来越多的仪器设备增加了各类通信　ＲＳ４８５接口组成的半双工网络，一般是两线　图２　ＬａｂＶＩＥＷ单路ＲＳ２３２／４２２／４８５通讯程序图　制，这种接线方式为总线式拓扑结构在统一总线　上最多挂接３２个节点。ＲＳ４８５总线采用平衡驱　ＵＳＢ总线完成与计算机的通信。计算机发送不同　的指令用以接收和读取指定地址的电流或电压表　头的响应信息，实现通过单路ＵＳＢ总线与多个电　流电压表头进行通信的目的。　动、差分接收结构，具有抗共模干扰能力强，灵敏　度高，驱动能力强等特点，且传输距离可达１２００ｍ　以上，但传输速度低；ＵＳＢ接口传输速率快，性能　优良，但传输距离一般不超过３０ｍ。因此，将　ＲＳ４８５、ＵＳＢ两者结合起来，优势互补，产生了一　种快速、可靠、低成本的远程数据通信转换接　口［引。　依照电流表的通信协议，计算机通过Ｌａｂ—　ＶＩＥＷ程序向电流表头发送一次读取指令字符　串，包含电流表头的地址信息，以实现指定电流表　头的数据读取；指定电流表头接收到指令字符串　后向计算机发送包含有电流值数据的响应指令信　号；计算机接收该响应指令信号后，将电流值信息　从该响应信号中截取出来，进行数据的计算处理，　从而输出电流的实数值。　如图３所示为电流电压表头测试单元连接框　图，电流或电压表头由ＲＳ一４８５转换板将四路信　号汇成一路，再经ＲＳ４８５一ＵＳＢ转换器后通过　第３４卷第４期　羹　电流表头ｌ　＝　嚣　１７　电流表头ｍ　＝＝＝≥　被测　电路　ＲＳ２３　２２，４８５　串口转　ＵＳＢ转换器　ＲＳ－４８５转换板　——　电压表头ｌ　＝　压衷头ｎ　＝　Ｉ　图３　电流表头测试单元连接框图　不同型号和系列的电流或电压表头，若其通　ＮＮ４ＤＡ系列电流表头的数据信息处理程序图，实　现字符串响应指令信息到电流数值的转换。　信协议不同，则需采用不同的数据处理方法进行　电流或电压数值的转换。如图４所示为ＤＳ８Ｂ一　输入字符串　输出数值　图４电流表头的数据信息处理程序图　３．２专用控制板测试单元的设计　采用单片机、ＦＰＧＡ和ＤＳＰ等可编程器件研　制的专用控制板作为测试系统的下位机，通过对　控制板的编程和设计，承担自动测试的部分任务，　完成计算机和被测电路、设备间的操作指令的转　换，从而在ＬａｂＶＩＥＷ编程中更便于对测试操作和　步骤进行控制。　专用控制板的基本工作流程图如图５所示。　计算机通过ＬａｂＶＩＥＷ测试软件发送指定指令给　硬件测试系统中的专用控制板，若判断该指令为　专用控制板中已设定的指令Ｎ，则将专用控制板　转换后的测试操作信号ＮＳ发送至被测电路和设　备，使测试设备执行操作指令信号ＮＳ进行参数　测试；或读取被测电路和设备测得的参数信息，并　将包含参数数据信息的响应指令ＮＹ返回至计算　图５控制板工作流程图　（下转第２７页）　第３４卷第４期　鎏纂戡　邈黼；　２７　（４）延时程序可以用ｃ写，也可以用注释代　替。推荐用注释表明，这样转码时可以缩短ｐａｔ—　ｔｅｒｎ的长度，测试系统有专用的延时命令。　本芯片采用Ｖ５测试系统进行验证，通过其　自带的ＤａｔａＬｏｇ工具，自动记录下某端口的读取　值，形成．１ｏｇ文件来记录测试结果，图６所示的既　为ＤＡＣ的测试结果，其结果满足电路设计要求。　４　结束语　通过对一种数模混合芯片可测性设计及测试　的研究，实现了芯片功能和电参数的测试，为芯片　的测试技术探索了一条可行路径。　参考文献：　［１］陈小忠．ＪＴＡＧ边界扫描技术的研究［Ｊ］．西　图６　ＤＡ的测试结果　安邮电学院．　（２）程序中尽量不要用ｗｈｉｌｅ循环加中断服　［２］Ｍ．Ｓｌａｍａｎｉ　ａｎｄ　Ｂ．Ｋａｍｉｎｓｋａ．Ｆａｕｌｔ　ｏｂｓｅｒｖ—　ａｂｉｌｉｔｙ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　ａｎａｌｏｇ　ｃｉｒｃｕｉｔｓ　ｉｎ　ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ　ｄｏｍａｉｎ，ＩＥＥＥＴｒａｎｓ．ｏｎ　Ｃｉｒｃｕｉｔｓ　Ｓｙｓｔｅｍ　ＩＩ，４３　务程序，因为转码时不清楚会不会有中断产生，何　时进中断以及中断会进几次；　（２），ＰＰ．１３４—１３９，１９９６．　（３）尽量保证一个ｐａｔｔｅｒｎ只有一个ｃ文件，　所以类似头文件的都不能＃ｉｎｃｌｕｄｅ，直接在一个Ｃ　文件中定义。也就是说把所有相关信息全部集中　在一个文件中，便于转码；　［３］Ｖ５０　Ｔｅｓｔ　Ｓｏｆｔｗａｒｅ　Ｕｓｅｒ　Ｍａｎｕａ１．　（上接第１７页）　机，在ＬａｂＶＩＥＷ测试软件中对响应指令ＮＹ进行　截取和处理，从而提取出被测参数的数据信息。　参考文献：　［１］袁宝红，付奎，张德祥．基于ＦＰＧＡ和Ｌａｂ—　ＶＩＥＷ的ＵＳＢ数据采集与传输系统［Ｊ］．仪　表技术与传感器，２０１３，（９）：２４—２７．　４　结论　本文研究了一种基于Ｌａｂｖｉｅｗ的自动测试系　统设计方法，适用范围广，针对批量的被测电路研　制专用的ＬａｂＶＩＥＷ测试程序和硬件测试系统，不　［２］袁雪，陈斌，鲁中巍，等．基于ＬａｂＶＥＩＷ的　Ｍｏｄｂｕｓ串口通讯协议的实现［Ｊ］．现代仪　器，２００８，１４（２）：３ｌ一３３．　仅体积小、成本低，而且通过串口和ＵＳＢ通信实　现测试数据的采集、处理和储存，实现了一键式全　自动测试，有效提高了批量电路产品的测试效率　和可靠性。　［３］李勋，刘文怡．基于ＦＰＧＡ的Ｒ５４８５一ＵＳＢ转　换器设计与实现［Ｊ］．自动化与仪表，２０１４，　２９（２）：２０—２３．