一种电压电流数据采集记录报警装置及其工作方法与流程

本发明属于集成电路老炼可靠性试验，特别涉及一种电压电流数据采集记录报警装置及其工作方法。

背景技术：

1、老炼试验中，生产现状现有普通烘箱和老化系统两种，老化系统可以实时监控电流在电流异常上涨时会报警，普通烘箱在现有技术环境下只能通过巡检人员巡检来监控记录电流，无法在电流异常的第一时间发现会使电路长时间处于限流状态，导致电路失效。

2、目前这两种老炼方式都无法做到出现电流异常下降时报警，因此亟需一种可以采集记录电源电压电流的实时数据，具有设置电流下限功能，并且无论是高于电源设置上限值或低于设置下限值都能报警提示。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种电压电流数据采集记录报警装置及其工作方法，解决了老炼试验中监测数据不足的问题，无论是高于电源设置上限值或低于设置下限值都能报警提示，具有结构简单，试验效率高的优势。

2、为解决上述技术问题，本发明提供了一种电压电流数据采集记录报警装置，包括贴装于多层电路板上的：

3、收发器电路，通过数据传输口rs232与监测电源相连，以接收监测电源的数据并发送给单片机电路进行处理；

4、单片机电路，采用stm32l431cct6芯片u5，与收发器电路相连，以对监测电源的数据进行处理和记录；

5、按键电路，与单片机电路相连，用于设定监测电源的电流下限值；同时采用五个按键方式设定电流下限值，用于电流的位数、数值的增减以及确认；

6、蜂鸣器电路，与单片机电路相连，当监测电源的电流超出设定值时进行报警；

7、显示单元，采用液晶显示屏，与单片机电路相连，用于显示监测电源的数据。

8、优选的，所述收发器电路包括：sp3232een芯片u2、电容c1、电容c2、电容c5、电容c6、电容c23、电阻r1、电阻r2、电阻r5和电阻r10；所述sp3232een芯片u2的c1+端与c1-端之间串联有电容c1，sp3232een芯片u2的v+端通过串联电容c5并接地，sp3232een芯片u2的c2+端与c2-端之间串联有电容c6，sp3232een芯片u2的v-端通过串联电容c23并接地，sp3232een芯片u2的vcc端与gnd端之间串联有电容c2并接地，且vcc端接入电源3v3，sp3232een芯片u2的t1out端通过串联电阻r1与数据传输口rs232的t1out端相连，sp3232een芯片u2的r1in端通过串联电阻r2与数据传输口rs232的r1in端相连，sp3232een芯片u2的r1out端通过串联电阻r5与stm32l431cct6芯片u5的u1_rx端相连，sp3232een芯片u2的t1in端通过串联电阻r10与stm32l431cct6芯片u5的u1_tx端相连。

9、优选的，所述按键电路包括5个功能按键，分别为上键up、下键down、左键le、右键ri和确认键ent；每个所述功能按键的两端分别与电容c的上下端相连，且电容c的上端通过串联电阻r并接入电源3v3，电容c的下端接地，同时电容c的上端作为每个功能按键接入stm32l431cct6芯片u5相对应端口的连接端。

10、优选的，所述蜂鸣器电路包括：hnb09a05芯片u7、三极管q1和电阻r18～r20；所述hnb09a05芯片u7的1脚接入电源5v，2脚与三极管q1的集电极相连，三极管q1的基极依次串联有电阻r19和电阻r18后并接入stm32l431cct6芯片u5的buzzer_ctr端，三极管q1的发射极与基极之间串联有电阻r20且发射极接地。

11、优选的，还包括电阻r15和发光二极管led2，所述电源5v依次串联电阻r15和发光二极管led2后并接地。

12、优选的，所述单片机电路还包括：e220通信芯片u3，所述e220通信芯片u3的aux端通过串联电阻r8与stm32l431cct6芯片u5的aux端相连，且电源3l3依次串联电阻r12和发光二极管led1后接入stm32l431cct6芯片u5的aux端，e220通信芯片u3的vcc端与gnd端之间串联有电容c10，且电容c10的上端通过串联电阻r11接入电源3l3，电容c10的下端接地。

13、优选的，所述单片机电路还包括：

14、晶振x1～x2；所述晶振x1的上下端分别接入stm32l431cct6芯片u5的os32_in端和os32_ou端，且所述晶振x1的上下端还并联有接地的电容c11和电容c12；所述晶振x2的上下端分别接入stm32l431cct6芯片u5的osc_in端和osc_ou端，且所述晶振x2的上下端还并联有接地的电容c13和电容c19；

15、电感l2；所述电感l2的左端分别接入电源3v3和并联有接地的电容c14～c17，电感l2的右端分别接入stm32l431cct6芯片u5的vdda端和通过串联接地的电容c18。

16、优选的，所述单片机电路还包括：boot启动按键和nrst复位按键；所述boot启动按键的上端接入电源3v3，下端分别接入stm32l431cct6芯片u5的boot0端和接地的电阻r17；所述nrst复位按键的上端分别接入电源3v3、stm32l431cct6芯片u5的nrest端和电容c22的上端，电容c22的下端与nrst复位按键的下端相连并接地。

17、优选的，还包括电压调整电路，为多层电路板供电；所述电压调整电路包括：

18、mp1584en芯片u1；所述mp1584en芯片u1的vin端与en端之间串联有电阻r3，且电阻r3的左端分别接入外部电源vin_12v和接地的电容c4，mp1584en芯片u1的freq端接入接地的电阻r7，mp1584en芯片u1的comp端依次串联有电容c8和电阻r9后并接地，mp1584en芯片u1的fb端分别并联有电阻r4和接地的电阻r6，电阻r4的右端接入输出的电源5v，mp1584en芯片u1的bst端和sw端之间串联有电容c3，同时sw端并联有电感l3和接地的稳压二极管d2，电感l3的右端并联有接地的电容c7和输出的电源5v；

19、rt9013-12gb芯片u6；所述rt9013-12gb芯片u6的vin端与en端共同接入电源5v，rt9013-12gb芯片u6的vin端与gnd端之间串联有接地的电容c20，rt9013-12gb芯片u6的vout端与nc端之间串联有接地的电容c21，且电容c21的上端分别产生电源3v3和3l3。

20、本发明还提供了一种电压电流数据采集记录报警装置的工作方法，采用如上述所述的一种电压电流数据采集记录报警装置，包括如下步骤：

21、步骤s1：依据老炼试验场地的实际环境及试验详规对电流的要求，选择数据传输口rs232将装置与所需监测电源相连接；

22、步骤s2：装置供电，显示单元工作，相应液晶显示屏显示正常；

23、步骤s3：使用按键电路中的功能按键，设置出根据试验样品详规的电流，计算出所需设置的下限报警值并按确认键确认；

24、步骤s4：老炼试验开始，观察液晶显示屏上的显示与所需监测电源上的显示是否一致；

25、步骤s5：试验持续运行，直至结束。

26、本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：

27、本发明通过收发器芯片和单片机芯片的组合应用，将监测电源内的数据通过数据传输口rs232传出，并利用收发器芯片接收数据再传输给单片机进行处理和记录存储数据，数据记录可以便于在电路老炼后失效，根据数据检查过程中的问题，通过按键电路设置所需的电流下限值，电流上限值由于监测电源可直接设置，所以采用监测电源直接设置，然后通过数据传输口rs232直接读取监测电源的设置值(即电流上限值)；通过蜂鸣器进行报警，在电流值低于或高于设定值时进行报警；本发明通过液晶显示器进行电压电流、电源目前使用功率、上限值以及下限值的显示；解决了老炼试验中监测数据不足的问题，具有结构简单，试验效率高的优势，同时兼具使用操作方便，逻辑结构清晰，设备运行稳定的优点。