一种串口总线品质自动测试系统的制作方法

本发明涉及测试，具体涉及一种串口总线品质自动测试系统。

背景技术：

1、串口总线具有造价成本低、传输距离远的优势，rs485等总线是一种采用差分信号传输串口数据的通信方式，该通信方式更是提高了总线数据传输稳定性，故rs485总线在航空产品中得到了大量应用，同时对总线品质也提出了更高的要求。

2、总线品质测试若通过手动编程测试用例并执行测试用例，不仅需要花费大量时间，还容易产生测试错误，且测试结果具有较强的主观性，完成测试后，还需要整理测试结果、编写测试报告，也需要花费大量的时间。

技术实现思路

1、本发明的目的是：提供了一种串口总线品质自动测试系统。本发明测试系统操作简单，测试效率高，测试结果准确、可信，在提高测试效率的同时，降低人为失误的风险。

2、本发明的技术方案是：一种串口总线品质自动测试系统，包括：计算机、数字示波器、程控电源、稳压电源、信号发生器、数字万用表以及自动测试控制器；

3、计算机，用于加载配置文件，用于运行测试脚本程序、执行测试用例，并用于生成测试报告；

4、程控电源，用于给被测产品供电；计算机能通过usb接口控制程控电源输出功率或断开功率，在执行完每一项测试时，均通过程控电源重新给产品执行上电和下电操作；

5、数字示波器，用于测试总线信号的输出电压、位时间、边沿时间信息；

6、信号发生器，用于生成干扰信号，完成故障注入测试；

7、数字万用表，用于测量总线阻抗；

8、稳压电源，用于给自动测试控制器供电；

9、自动测试控制器，是总线品质测试的执行设备；自动测试控制器通过usb接口与计算机连接，根据计算机脚本程序指令控制内部开关，完成各项测试。

10、前述的串口总线品质自动测试系统中，计算机的运行脚本程序按照配置文件中的要求，通过usb0接口控制程控电源，向bat0和gnd0接口输出电源，自动测试控制器通过内部开关k1将bat0接口连接到dut_bat接口，通过内部开关k2将程控电源的地gnd0连接到dut_gnd接口，dut_bat和dut_gnd是被测产品的供电接口；待测产品的485_l接口与数字示波器的ch2表笔间串联有内部开关k10和k12，待测产品的485_h与数字示波器的ch1表笔间串联有内部开关k9和k11；ch1、ch2表笔间串联有电阻r1、内部开关k7和电阻r2；内部开关k9、k11的共同端与内部开关k10、k12的共同端间串联有电阻r3和内部开关k8；内部开关k9、k11的共同端还依次经内部开关k13、电阻r4与485_gnd连接；内部开关k10、k12的共同端还依次经内部开关k14、电阻r5与485_gnd连接；数字万用表的sig1接口分别通过内部开关k3、k4与485_h、485_l连接，信号发生器的sig3接口分别通过内部开关k5、k6与485_h、485_l连接。

11、前述的串口总线品质自动测试系统中，待测产品的总线信号品质的测试项目包括总线电压测试，测试方法如下：计算机运行脚本程序，通过usb3接口控制自动测试控制器内部开关，通过断开内部开关k3、k4、k5、k6将数字万用表和信号发生器从rs485总线上断开，通过断开内部开关k7、k8、k13、k14，屏蔽阻抗故障注入，通过闭合内部开关k9和k11，将485_h连接到数字示波器的ch1表笔，通过闭合内部开关k10和k12，将485_l连接到数字示波器的ch2表笔；计算机根据所加载的配置文件信息，获取串口总线数据的波特率以及通信周期，根据该信息通过usb2接口配置数字示波器的扫描频率和触发方式；完成数字示波器配置后，当总线上有数据时，即能完成触发；计算机通过usb2接口可以读取数字示波器ch1通道的电压即为485_h信号电压，读取示波器ch2通道电压即为485_l信号电压。

12、前述的串口总线品质自动测试系统中，待测产品的总线信号品质的测试项目还包括位时间测试，测试方法如下：计算机运行脚本程序，通过usb3接口控制自动测试控制器内部开关，通过断开内部开关k3、k4、k5、k6将数字万用表和信号发生器从rs485总线上断开，通过断开内部开关k7、k8、k13、k14，屏蔽阻抗故障注入，通过闭合内部开关k9和k11，将485_h总线连接到数字示波器的ch1表笔，通过闭合内部开关k10和k12，将485_l总线连接到数字示波器的ch2表笔；计算机根据所加载的配置文件信息，获取串口总线数据的波特率以及通信周期，根据该信息通过usb2接口配置数字示波器的扫描频率和触发方式；完成数字示波器配置后，当总线上有数据时，即能完成触发；计算机可以通过usb2接口设置数字示波器测量最小脉冲宽度，该脉冲宽度即为串口总线的位时间。

13、前述的串口总线品质自动测试系统中，待测产品的总线信号品质的测试项目还包括边沿时间测试，测试方法如下：计算机运行脚本程序，通过usb3接口控制自动测试控制器内部开关，通过断开内部开关k3、k4、k5、k6将数字万用表和信号发生器从rs485总线上断开，通过断开内部开关k7、k8、k13、k14，屏蔽阻抗故障注入，通过闭合内部开关k9和k11，将485_h连接到数字示波器的ch1表笔，通过闭合内部开关k10和k12，将485_l连接到数字示波器的ch2表笔；计算机根据所加载的配置文件信息，获取串口总线数据的波特率以及通信周期，根据该信息通过usb2接口配置数字示波器的扫描频率和触发方式；完成数字示波器配置后，当总线上有数据时，即能完成触发；计算机可以通过usb2接口设置数字示波器的光标位置，将光标1设置为信号幅值的10％位置，将光标2设置到信号幅值的90％位置，光标1和光标2之间的时间差即为串口总线的边沿时间；计算机可通过usb2接口将边沿时间读取并保存到本地文件中。

14、前述的串口总线品质自动测试系统中，待测产品的总线信号品质的测试项目还包括总线阻抗测试，测试方法如下：计算机运行脚本程序，通过usb3接口控制自动测试控制器内部开关，通过断开内部开关k5、k6将信号发生器从rs485总线上断开，通过断开内部开关k7、k8、k13、k14，屏蔽阻抗故障注入，通过闭合内部开关k9和k11，将485_h连接到数字示波器的ch1表笔，通过闭合内部开关k10和k12，将485_l连接到数字示波器的ch2表笔；计算机运行脚本程序，通过usb3接口控制自动测试控制器内部开关，通过闭合内部开关k3，将485_h连接到数字万用表的sig1表笔；计算机通过usb0接口切断程控电源，并通过usb1接口读取数字万用表中的阻值信息，该阻值信息即为485_h信号的对地电阻；完成485_h对地电阻测量后，计算机运行脚本程序，通过usb3接口控制自动测试控制器内部开关，通过断开内部开关k3，闭合内部开关k4，将485_l连接到数字万用表的sig1表笔；计算机通过usb0接口切断程控电源，并通过usb1接口读取数字万用表中的阻值信息，该阻值信息即为485_l信号的对地电阻；完成485_h和485_l信号的对地电阻测量后，计算机可通过usb1接口将测试结果读取并保存到本地文件中。

15、前述的串口总线品质自动测试系统中，待测产品的总线故障注入的测试项目包括断路故障注入测试，测试方法如下：计算机运行脚本程序，通过usb3接口控制自动测试控制器内部开关，通过断开内部开关k3、k4、k5、k6将数字万用表和信号发生器从rs485总线上断开，通过断开内部开关k7、k8、k13、k14，屏蔽阻抗故障注入，通过断开内部开关k11和k12，将rs485信号断开，实现断路故障注入；计算机根据所加载的配置文件信息，获取串口总线数据的波特率以及通信周期，根据该信息通过usb2接口配置数字示波器的扫描频率和触发方式；完成数字示波器配置后，当总线上有数据时，即能完成触发；计算机脚本程序通过usb2控制示波器，等待数据总线触发示波器，最大等待时间为：配置文件中总线通信周期的10倍；计算机可通过usb2接口将等待时间内是否有接收到串口数据记录下来并保存到本地文件中，即为断路故障测试结果。

16、前述的串口总线品质自动测试系统中，待测产品的总线故障注入的测试项目还包括短路故障注入测试，测试方法如下：计算机运行脚本程序，通过usb3接口控制自动测试控制器内部开关，通过断开内部开关k3、k4、k5、k6将数字万用表和信号发生器从rs485总线上断开，通过断开内部开关k8、k13、k14，屏蔽阻抗故障注入，通过闭合内部开关k9和k11，将485_h连接到数字示波器的ch1表笔，通过闭合内部开关k10和k12，将485_l连接到数字示波器的ch2表笔；通过闭合内部开关k7，将rs485_h和rs485_l短接，实现短路故障注入；计算机根据所加载的配置文件信息，获取串口总线数据的波特率以及通信周期，根据该信息通过usb2接口配置数字示波器的扫描频率和触发方式；完成数字示波器配置后，当总线上有数据时，即能完成触发；计算机脚本程序通过usb2控制示波器，等待数据总线触发示波器，最大等待时间为：配置文件中总线通信周期的10倍；计算机可通过usb2接口将等待时间内是否有接收到串口数据记录下来，并保存到本地文件中，即为短路故障测试结果。

17、前述的串口总线品质自动测试系统中，待测产品的总线故障注入的测试项目还包括串联阻抗故障注入测试，测试方法如下：计算机运行脚本程序，通过usb3接口控制自动测试控制器内部开关，通过断开内部开关k3、k4、k5、k6将数字万用表和信号发生器从rs485总线上断开，通过断开内部开关k8、k13、k14，屏蔽并联阻抗故障注入，通过断开内部开关k7，不短接rs485_h和rs485_l；通过断开内部开关k9，并闭合k11，将485_h串联电阻r1后连接到数字示波器的ch1表笔，通过断开内部开关k10，并闭合内部开关k12，将485_l通过串联电阻r2连接到数字示波器的ch2表笔，实现串联阻抗注入；计算机根据所加载的配置文件信息，获取串口总线数据的波特率以及通信周期，根据该信息通过usb2接口配置数字示波器的扫描频率和触发方式；完成数字示波器配置后，当总线上有数据时，即能完成触发；计算机脚本程序通过usb2控制示波器，等待数据总线触发示波器，最大等待时间为：配置文件中总线通信周期的10倍；串联电阻r1和r2可根据配置文件进行配置，配置范围为0ω到50kω；计算机可通过usb2接口将等待时间内是否有接收到串口数据记录下来，并保存到本地文件中，即为串联阻抗故障测试结果。

18、前述的串口总线品质自动测试系统中，待测产品的总线故障注入的测试项目还包括并联阻抗故障注入测试，测试方法如下：计算机运行脚本程序，通过usb3接口控制自动测试控制器内部开关，通过断开内部开关k3、k4、k5、k6将数字万用表和信号发生器从rs485总线上断开，通过断开内部开关k8，屏蔽匹配阻抗故障注入，通过断开内部开关k7，不短接rs485_h和rs485_l；通过闭合k9、k11和k13，将485_h并联电阻r4后连接到数字示波器的ch1表笔，通过闭合内部开关k10、k12和k14，将485_l并联电阻r5后连接到数字示波器的ch2表笔，实现并联阻抗注入；计算机根据所加载的配置文件信息，获取串口总线数据的波特率以及通信周期，根据该信息通过usb2接口配置数字示波器的扫描频率和触发方式；完成数字示波器配置后，当总线上有数据时，即能完成触发；计算机脚本程序通过usb2控制示波器，等待数据总线触发示波器，最大等待时间为：配置文件中总线通信周期的10倍；并联电阻r4和r5可根据配置文件进行配置，配置范围为0ω到50kω；计算机可通过usb2接口将等待时间内是否有接收到串口数据记录下来，并保存到本地文件中，即为并联阻抗故障测试结果。

19、本发明的优点是：本发明通过在自动测试控制器内部切换不同的开关，搭建出不同测试场景，进而实现总线电压、电阻、边沿时间、位时间的信号品质检测，并通过切换开关，在总线上注入不同的故障模式，实现总线故障注入测试。与传统使用手动测试总线品质相比，本发明所设计的测试系统操作简单，测试效率高，测试结果准确、可信，在提高测试效率的同时，降低人为失误的风险。