一种基于STM32和FPGA的X光机电路板测试装置的制作方法

一种基于stm32和fpga的x光机电路板测试装置
技术领域
1.本实用新型涉及医疗设备领域，特别涉及一种基于stm32和fpga的x光机电路板测试装置。


背景技术：

2.x光机设备中电路板集成度高，且分布位置不集中，生产过程中每个电路板的测试项不全面，安装到x光机后，系统集成测试故障率较高，而且不方便解决。因此对于每个电路板单独进行系统集成测试较为重要，这样有效的降低了每个电路板的故障率，进而降低了系统集成测试的故障率，能够提高系统的稳定性和问题处理的及时性。


技术实现要素：

3.鉴于上述存在的问题，本实用新型的目的是提供一种基于stm32和fpga控制的x光机电路板综合测试装置，对于x光机中单独的电路板进行系统集成测试，每个测试单元模块化程度较高，核心控制模块使用stm32和fpga配合协同进行逻辑程序控制和数据的高速采集处理。
4.本实用新型为实现上述目的所采用的技术方案是：
5.一种基于stm32和fpga的x光机电路板测试装置，包括：核心控制模块以及分别与其连接的电源模块、ad/da模块、显示模块，所述核心控制模块、电源模块和ad/da模块均与待测电路板相连，还包括分别与待测电路板相连的输入信号模块和输出信号检测模块，所述核心控制模块由相连的stm32芯片和fpga芯片构成。
6.所述stm32芯片和fpga芯片之间通过spi总线相连，所述stm32芯片通过can总线与待测电路板相连，所述stm32芯片通过fsmc总线与显示模块相连，所述fpga芯片与ad/da模块相连。
7.所述ad/da模块包括分别与核心控制模块中fpga芯片相连的ad电路和da电路。
8.所述ad电路包括ads822芯片以及与其连接的第一外围电路，所述ads822芯片的信号输入端与第一外围电路相连，所述ads822芯片的信号输出端与fpga芯片相连。
9.所述第一外围电路由多个电阻、两个运算放大器和一个滑动变阻器构成，其中：运算放大器u312a的正向输入端通过电阻r912与基准电压源相连，运算放大器u312a的反向输入端通过电阻r1012与其输出端相连，运算放大器u312a的输出端分别通过电阻r812和滑动变阻器与运算放大器u312b的正向输入端相连，运算放大器u312b的正向输入端通过电阻r712接地，运算放大器u312b的反向输入端通过电阻r612与信号输入端相连，运算放大器u312b的反向输入端通过电阻r512与其输出端相连，运算放大器u312b的输出端通过电阻r112与ads822芯片的信号输入端相连。
10.所述da电路包括dac900e芯片以及与其连接的第二外围电路，所述dac900e芯片的信号输入端与fpga芯片相连，所述ads822芯片的两个差分信号输出端均与第二外围电路相连。
11.所述第二外围电路由多个电阻和一个运算放大器构成，其中：ads822芯片的第一差分信号输出端通过电阻r313接地，ads822芯片的第一差分信号输出端通过电阻r413与差分放大器u213的反向输入端相连，ads822芯片的第二差分信号输出端通过电阻r613接地，ads822芯片的第二差分信号输出端通过电阻r513与差分放大器u213的正向输入端相连，差分放大器u213的反向输入端通过电阻r813与其输出端连接，差分放大器u213的正向输入端通过电阻r713接地，差分放大器u213的输出端分别通过电阻r913和电阻r1013作为第二外围电路的输出端。
12.所述输入信号模块包括多组开关量模拟输入检测电路，每组开关量模拟输入检测电路包括一个开关按键，待测电路板通过开关按键接地。
13.所述输出信号检测模块包括多组执行器件模拟状态电路，每组执行器件模拟状态电路包括一个限流电阻和一个发光二极管，待测电路板依次通过限流电阻和发光二极管接地。
14.所述显示模块为液晶显示屏。
15.本实用新型具有以下有益效果及优点：
16.1.核心控制由stm32和fpga组成，通过stm32实现逻辑程序控制，能够更好的进行系统顺序工作流程，通过fpga实现高速的数据采集处理，能够提高系统采集数据的实时性和准确性。
17.2.各个检测功能单元模块化，能够兼容x光机大多数电路板。
18.3.能够检测待测电路板的can总线通信状态。
附图说明
19.图1为根据本实用新型实施的一种基于stm32和fpga控制的x光机电路板综合测试装置的结构框图；
20.图2为根据本实用新型实施的输入信号模块电路图；
21.图3为根据本实用新型实施的输出信号模块电路图；
22.图4为根据本实用新型实施的高速ad/da模块ads822电路图；
23.图5a为根据本实用新型实施的高速ad/da模块dac900e电路图；
24.图5b为根据本实用新型实施的高速ad/da模块dac900e电路图；
25.图6为根据本实用新型实施的核心控制模块结构框图。
具体实施方式
26.以下将详细的对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本技术相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求汇中所陈述的、本技术的一些方面相一致的系统和方法的例子。
27.在本技术中使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的，而非限制本技术。在本技术和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其它含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
28.为使本使用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型具体
实施例及相应的附图对本实用新型技术方案进行清楚、完整地描述。
29.一种基于stm32和fpga控制的x光机电路板综合测试装置，其特征在于：包括输入信号模块、输出信号模块、电源模块、高速ad/da模块、核心控制模块和液晶显示模块。
30.输入信号模块，用于开关量的检测。
31.输出信号模块，用于指示执行器件动作状况。
32.电源模块，用于提供核心控制模块和待测电路板的电源。
33.高速ad/da模块，用于高速的采集ad数据和输出高精度da信号。
34.核心控制模块，用于测试装置的逻辑程序控制和数据的高速采集处理。
35.液晶显示模块，用于显示测试的操作步骤和关键数据。
36.输入信号模块通过xi1～xi28接口与待测电路板相互连接。
37.输出信号模块通过xo1～xo25接口与待测电路板相互连接。
38.电源模块通过xp1～xp7接口与待测电路板相互连接。
39.高速ad/da模块通过xd1～xd2接口与待测电路板相互连接。
40.所述的输入信号模块，用于开关量的检测。输入信号模块可以模拟待测电路板开关量的输入。测试按键未按下时信号断开，按下后信号接地。
41.所述的输出信号模块，用于指示执行器件动作状况。输出模块可以模拟待测电路板所控制的执行器件，指示其动作状况。执行器件由发光二极管和限流电阻组成，用发光二极管的亮灭来模拟执行器件的工作状态。
42.所述的电源模块，用于提供核心控制模块和待测电路板的电源。可以提供24v直流电源、12v直流电源、5v直流电源和3.3v直流电源。
43.所述的高速ad/da模块，用于高速的采集ad数据和输出高精度da信号。采集待测电路板的电压、电流和模拟量输出，也可以输出高精度da信号，模拟麦克风输入等。高速ad电路以ads822为核心器件实现，高精度da电路以dac900e为核心器件实现。
44.所述的核心控制模块，用于测试装置的逻辑程序控制和数据的高速采集处理。stm32用于逻辑程序控制，fpga用于高速的数据采集处理，二者分工配合，stm32和fpga通过spi总线通信连接，通信速度快，实时性高。
45.所述的液晶显示模块，用于显示测试的操作步骤和关键数据。液晶显示模块便于测试的人机交互操作。
46.针对本技术实施例中提供的一种基于stm32和fpga控制的x光机电路板综合测试装置，根据图1所示，包括输入信号模块、输出信号模块、电源模块、高速ad/da模块、核心控制模块和液晶显示模块。输入信号模块包括按键输入和拨码开关输入，用于开关量的检测。输出信号模块包括按键工作指示和电磁刹工作指示，用于指示执行器件动作状况。电源模块包括24v直流电源、12v直流电源、5v直流电源和3.3v直流电源，用于提供核心控制模块和待测电路板的电源。高速ad/da模块，用于高速的采集ad数据和输出高精度da信号。核心控制模块包括stm32模块和fpga模块，用于测试装置的逻辑程序控制和数据的高速采集处理。液晶显示模块，用于显示测试的操作步骤和关键数据。
47.图2为输入信号模块的实施实例，一共有8组开关量模拟输入检测电路，每一组模拟输入检测都经过一组按键开关后接地，通过接插件idc20连接待测电路板，模拟其所需要的开关量输入。
48.图3为输出信号模块的实施实例，一共有5组执行器件模拟状态电路。每一组执行器件模拟状态电路都先经过一个10k的限流电阻，然后和一个发光二极管串联接地，当需要模拟的执行器件动作时，发光二极管点亮。
49.图4为高速ad/da模块ads822电路的实施实例，高速ad采集电路是以ads822芯片为核心，需要采集的模拟信号由padc1输入，先经过运放opa2690a和opa2690b对输入的模拟量信号提高基准电压，并进行反向端输入放大。运放opa2690的电源电压为+5v。然后进入ads822芯片的输入端，采集数据经过初步处理后，由输出端ad_d0～ad_d9发送给fpga。采集待测电路板的工作电压和工作电流。检测输入ad输入信号，测试待测电路板麦克风性能。
50.图5a和图5b为高速ad/da模块dac900e电路的实施实例，高精度da输出信号电路是以dac900e芯片为核心，fpga通过dac_d0～dac_d9把数据发送给dac900e芯片，dac900e芯片通过运放opa690组成的差分运放电路输出高精度da信号。pdac0为信号输出端口。输出高精度da正弦波信号，测试待测电路板喇叭性能。
51.图6为核心控制模块结构框图，stm32用于逻辑程序控制，fpga用于高速的数据采集处理，二者分工配合，stm32和fpga通过spi总线通信连接，通信速度快，实时性高。stm32通过can总线和待测电路板进行通信，满足x光机大多数电路板的通信功能要求，同时通过fsmc通信把实时的关键测试数据显示到液晶屏，并指示操作者测试流程步骤，进行方便的人机交互。高速ad采集数据经过fpga处理速度快，实时性高，同时可以输出高精度da信号，用于给待测电路板测试信号。
52.根据上述实施方式可以看出，本实用新型所述的一种基于stm32和fpga控制的x光机电路板综合测试装置，。
53.如上参照附图以示例的方式描述了根据本实用新型所述的一种基于stm32和fpga控制的x光机电路板综合测试装置。但是，本领域技术人员应当理解，对于上述本实用新型所述的一种基于stm32和fpga控制的x光机电路板综合测试装置，还可以在不脱离本使用新型内容的基础上做出各种改进。因此，本实用新型的保护范围应当由所附的权利要求书的内容确定。