單板測試培訓

單板測試(一)---產(chǎn)品硬件原理基礎(chǔ)單板測試培訓一、NTS-230\240硬件原理1、A/D采樣2、D/A轉(zhuǎn)換3、通訊4、開入5、開出6、電源及濾波電路

單板測試培訓電流互感器二次側(cè)BC8,BC9電容用于抑制信號回路上的差模干擾，BR15100歐電阻為采樣電阻，電流互感器變送后的電流信號在此電阻上產(chǎn)生250mV的交流電壓信號供后級放大電路使用，BD5,BD6二極管屬于運放輸入端保護電路，用于抑制運放輸入端的共模電壓，共模電壓過高會導致運放損壞大電流通道信號放大計算公式ADIC=（-221k/7.5k）*ic小電流通道信號放大計算公式ADIC=【-221k/{7.5k*1K/（7.5K+1k）}】*ic模擬開關(guān)用于小信號放大直流偏置電壓電路1、A/D采樣單板測試培訓運放輸出的電壓信號經(jīng)比較器比較輸出至DSP芯片引腳，利用該引腳的捕獲功能測量被測信號的周期，間接算出被測信號的頻率值單板測試培訓主芯片采用TI的TMS320F280x芯片，芯片上自帶12位AD轉(zhuǎn)換模塊，12位表示AD轉(zhuǎn)換器的分辨率，也就是說其能分辨的最小電壓為(1/4096)%=0.0244%本例啟用內(nèi)部帶隙基準源，外部輸入的模擬量信號與內(nèi)部基準電壓相比較以決定輸出0還是輸出1。單板測試培訓2、D/A轉(zhuǎn)換模塊數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片采用Ｉ2Ｃ通信協(xié)議Ｉ2Ｃ總線是一種用于ＩＣ器件之間的二線制總線。它通過ＳＤＡ（串行數(shù)據(jù)線）及ＳＣＬ（串行同步時鐘線）兩根線在連到總線上的器件之間傳送信息，通過軟件尋址實現(xiàn)片選，減少了器件片選線的連接。ＣＰＵ不僅能通過指令將某個功能單元電路掛靠或摘離總線，還可對該單元的工作狀況進行檢測，從而實現(xiàn)對硬件系統(tǒng)的擴展與控制DAC7571為TI推出的低功耗軌至軌輸出12位I2C輸入DAC，其A0為地址選擇端，本例有兩路模擬量輸出這里以高低電位加以區(qū)別，方便CPU進行尋址單板測試培訓2、D/A轉(zhuǎn)換模塊電路中的主要元件為一運算放大器LM321和三極管KSP2222A及其他輔助元件構(gòu)成,DOA信號經(jīng)運算放大器放大后再經(jīng)三極管放大，KSP2222A的射級電流Ie作用在電阻DR34上，由運放性質(zhì)可知：

V1=Ie·DR34=(1+k)Ib·DR34

流經(jīng)負荷R的電流Io即KSP2222A的集電極電流等于k·Ib，則有

VDOA=

V1=(1+k)Ib·DR34=(1+1/k)Io·DR34

其中k》1，所以Io≈V1/DR34。

由上述分析可見，輸出電流Io的大小與輸入電壓VDOA成正比，而與負載電阻R的大小無關(guān)，說明了電路良好的恒流性能。改變VDOA的大小，可改變Io的輸出。在VDOA一定時改變DR34的大小，可以改變VDOA與Io的比例關(guān)系若將VDOA電壓信號轉(zhuǎn)換成4～20mA電流信號，則可確定VDOA=0.92V-4.6V，同樣若是電壓輸出，只需接入DR36250歐電阻即可。V-I變換電路RIeIo單板測試培訓3、通訊上圖為RS485通訊模塊接口電路，RXD為數(shù)據(jù)接收端，TXD為數(shù)據(jù)發(fā)送端，電路圖中，鉗位于15V的TVS管CD3、CD4、CD5都是用來保護RS-485總線的，避免RS-485總線在受外界干擾時（雷擊、浪涌）產(chǎn)生的高壓損壞MAX1487芯片。CR10,11PTC熱敏電阻用于在線路上產(chǎn)生大電流時自身熱量升高，電阻值以指數(shù)級迅速上升已達到切斷收發(fā)回路的目的同樣具有保護芯片的作用，DSP的接收、發(fā)送信號通過高速光耦HCPL0601連接MAX1487芯片的R、D引腳，控制信號UTXD_EN同樣經(jīng)光電隔離電路去控制MAX1487芯片的DE和/RE引腳，使能MAX1487芯片的發(fā)送器/接收器，使能信號為低電平時接收器有效，發(fā)送器禁止，為高電平時發(fā)送器有效，接收器禁止，任一時刻，MAX1487芯片中的“接收器”和“發(fā)送器”只能夠有1個處于工作狀態(tài),這就是“半雙工”的定義單板測試培訓3、通訊單板測試培訓4、開入當外部未加入開入信號時，IN1,IN2信號引腳通過4.7K排阻上拉為3.3V當開入信號DI1,DI2通過CR1,CR2200K限流電阻接入光耦TLP181,光耦內(nèi)部發(fā)光二極管發(fā)光導致信號IN1,IN2與地導通此時IN1,IN2引腳電平為0，芯片通過判斷這兩個引腳上的電平高低變化判斷開入是否導通單板測試培訓5、開出繼電器線圈需要流過較大的電流（約50mA）才能使繼電器吸合，一般的集成電路不能提供這樣大的電流，因此必須進行擴流，即驅(qū)動。

左所示為用NPN型三極管驅(qū)動繼電器的電路圖，圖中上半部分為繼電器電路（松下ALD105），繼電器線圈作為集電極負載而接到集電極和正電源之間。當輸入為0V時，三極管截止，繼電器線圈無電流流過，則繼電器釋放（OFF）；相反，當輸入為+VCC時，三極管飽和，繼電器線圈有電流流過，則繼電器吸合（ON）。當輸入電壓由變+VCC為0V時，三極管由飽和變?yōu)榻刂?，這樣繼電器電感線圈中的電流突然失去了流通通路，若無續(xù)流二極管D將在線圈兩端產(chǎn)生較大的反向電動勢，極性為下正上負，電壓值可達一百多伏，這個電壓加上電源電壓作用在三極管的集電極上足以損壞三極管。故續(xù)流二極管D的作用是將這個反向電動勢通過圖中箭頭所指方向放電，使三極管集電極對地的電壓最高不超過+VCC+0.7V左圖中電阻AR12和AR14的取值必須使當輸入為+VCC時的三極管可靠地飽和，ALD105線圈電阻為125Ω。集電極飽和電ic=5/125=40mA,β=100ib>0.4mA繼電器可以可靠驅(qū)動。（VCC-0.7V/AR12)-（0.7V/AR14）>0.4mA取AR14=22k，則AR12<10k繼電器可以可靠動作。單板測試培訓6、電源外部220V交流電通過電源模塊整流濾波變換之后輸出5V直流電經(jīng)AMS1117電源芯片轉(zhuǎn)換為3.3V與1.8V輸出，其中VDD為I/O數(shù)字電源3.3V,VDD18為核心數(shù)字電源1.8V，VDDA18為ADC數(shù)字電源1.8V,VCCA為ADC數(shù)字電源3.3V,為內(nèi)核與數(shù)字I/O地，GNDA為ADC模擬地，為模擬地單板測試培訓6、電源1.電容對地濾波，需要一個較小的電容并聯(lián)對地，對高頻信號提供一個對地通路2.電源濾波中電容對地腳要盡可能靠近地3.理論上電源濾波電容越大越好，一般大電容濾低頻，小電容濾高頻，可靠的做法是一大一小并聯(lián)，一般要求相差兩個數(shù)量級以上，已獲得更大的濾波頻段4.去耦電容在集成電路電源和地之間的有兩個作用：一方面是本集成電路的蓄能電容，另一方面旁路掉該器件的高頻噪聲。數(shù)字電路中典型的去耦電容值是0.1μF，振頻率大約在7MHz左右，也就是說，對于10MHz以下的噪聲有較好的去耦效果,還要加1個蓄能電容，可選10μF左右。最好不用電解電容，電解電容是兩層薄膜卷起來的，這種卷起來的結(jié)構(gòu)在高頻時表現(xiàn)為電阻（大電容分布電阻大即等效串聯(lián)電感ESR）特性。要使用鉭電容。單板測試培訓7、存儲單板測試培訓8、存儲單板測試培訓8、外部RAMTMS320F2812內(nèi)置18KBRAM,因設(shè)計需要又在外部擴展一片256KBSARAM，芯片選用IS61LV25616(256K×16位)，其數(shù)據(jù)訪問時間為10ns，通過TMS320F2812上的XINTF模塊來進行數(shù)據(jù)的讀寫。XA[0]~XA[18]---19位地址總線XD[0]~XD[15]---16位數(shù)據(jù)總線

單板測試培訓9.常用串行信號介紹1.什么是SPISPI（SerialPeripheralInterface---串行外設(shè)接口）總線是Motorola公司推出的一種同步串行外設(shè)接口，用于MCU與各種外圍設(shè)備以串行方式進行通信2.SPI的連接方式SPI是一個環(huán)形總線結(jié)構(gòu)，在芯片管腳上只占用四根線，節(jié)約了芯片的管腳，SCK：串行時鐘線MISO：主機輸入從機輸出線MOSI：主機輸出從機輸入線CS：片選

單板測試培訓9.常用串行信號介紹單板測試培訓9.常用串行信號介紹主機和從機都有一個移位寄存器，主機通過向它的SPI串行寄存器寫入一個字節(jié)來發(fā)起一次傳輸。寄存器通過MOSI信號線將字節(jié)傳送給從機，從機也將自己的移位寄存器的內(nèi)容通過MISO信號返回給主機。這樣兩個移位寄存器的內(nèi)容就被交換。外設(shè)的讀寫操作是同步完成的。如果只進行寫操作，主機只需忽略收到的字節(jié)；反之，若主機要讀取從機的一個字節(jié)，就必須發(fā)送一個空字節(jié)來引發(fā)從機的傳輸單板測試培訓9.常用串行信號介紹單板測試培訓9.常用串行信號介紹單板測試培訓9.常用串行信號介紹1.什么是I2CI2C（Inter—IntegratedCircuit）總線是PHILIPS公司開發(fā)的兩線式串行總線，用于連接微控制器及外圍設(shè)備。它是由數(shù)據(jù)線SDA和時鐘SCL構(gòu)成的串行總線，可以發(fā)送和接受數(shù)據(jù)，讀寫訪問簡單I2C總線通過上拉電阻接正電源，當總線空閑時，兩根總線為高電平，連接到總線上的任一器件輸出低電平，都將使總線變低

單板測試培訓9.常用串行信號介紹I2C數(shù)據(jù)傳送I2C總線進行數(shù)據(jù)傳輸時，時鐘線為高電平時，SDA線數(shù)據(jù)必須保持