PCB远程故障诊断系统的设计

介绍一种用于PCB远程故障诊断的基于PC机的串口测试系统，具有设计先进、结构简练、功能强大、性价比高、便于携带等特点。使用表明，提出的设计方案是切实可行的。  

系统总体结构设计  

系统总体结构框图如图1所示，主要由PC机及网络接口设备和单片机测试系统两大部分组成。  


  
PC机根据检测过程文件产生每一步的检测控制命令，通过RS-232C串行接口将控制命令发送给单片机测试系统；接收单片机测试系统检测结束时发来的测量结果，进行数据处理，给出故障诊断结论，在系统软面板(操作界面)的显示窗口显示PCB板的检测结果；控制PCB板的整个检测诊断过程。该系统可以通过网络接口设备与网络相连，构成带网络功能的智能化远程故障诊断系统，或进一步演化为远程测控系统或远程管理系统，进行有线/无线信道远程数据通信，实现测控系统的数字化、网络化、智能化。系统的网络化在某种程度上打破了布控区域和设备扩展的地域和数量界限，实现整个网络系统硬件和软件资源的共享、任务和负载的共享。  

单片机测控仪器系统主要由AT89C52单片机、串行通信模块、测频和计数模块、电压测量模块和程控开关矩阵的通道控制电路等组成，实现串行通信，测量频率、电压，计数，产生信号切换模块的控制信号。  

取样/接收器在单片机控制下完成被测信号的电平转换、信号调理和采样，为单片机测控仪器系统的测量电路提供输入信号。  

激励信号源是单片机控制下的激励信号产生电路，为插在外接插座上的被测对象提供所需的工作电源或激励信号。  

程控开关矩阵是激励信号/响应信号的输入/输出通道，完成外接插座每个引脚激励信号的程控切换，把引脚要求的电源和激励信号加上去，把引脚输出的频率或电压等响应信号引出来。  

24芯外接插座是被测对象与单片机测控仪器系统的接口，用于安装待测的24芯通用PCB板。  

手动测试探头完成PCB板内特殊观察点的信号电平采样，也可根据实际需要输入激励信号，实现人工故障查找。  

串行通信模块，采用零MODEM方式连接，实现传输距离小于15m的近程通信，为来自PC机的控制命令和单片机测试系统的测量数据的传输提供输入/输出通道。  

系统主控软件由PC机测控软件和单片机测试软件组成，其中，PC机测控软件是在Windows环境下利用高级语言MicrosoftVisualBasic6.0编写的，单片机测试软件是利用MCS-5l汇编语言编写的，其流程图如图2所示。该系统实现的主要功能有系统自检(包括加电自检和按键自检)、自动诊断和手动诊断。  


  
使用表明，该系统性能稳定、工作可靠、人机界面友好、操作维护简单，实现了便携化，具有明显的应用优势和广阔的开发前景。该系统已通过有关单位组织的技术鉴定。  

该PCB远程故障诊断系统，采用基于PC机的串口测试系统设计方案，具有设计先进、结构简练、功能强大、性价比高等特点，对其他类似的应用场合具有较好的参考价值。