樣品試驗專用的通斷電系統(tǒng)及其實現(xiàn)方法
【專利摘要】本發(fā)明揭示了一種樣品試驗專用的通斷電系統(tǒng)及其實現(xiàn)方法，該通斷電系統(tǒng)由MCU、USB程序下載模塊、4×4矩陣鍵盤模塊、LED燈模塊、數(shù)碼管顯示模塊、繼電器信號輸出模塊相連組成，通過繼電器信號輸出模塊連接樣品的供電電源端口，根據(jù)樣品的試驗要求編寫試驗程序等并由MCU進行程控通斷執(zhí)行試驗。應(yīng)用本發(fā)明的方案，在對應(yīng)不同產(chǎn)品進行電應(yīng)力測試時，只需改動程序入口處各段通電時間，為編程者提供了極大的便利性；本系統(tǒng)可實現(xiàn)秒級和毫秒級的反復(fù)通斷電控制，進行壽命驗證方法和加速壽命驗證方法等，具有成本低廉、使用方便、直觀性和可操作性都很強等特點。
【專利說明】樣品試驗專用的通斷電系統(tǒng)及其實現(xiàn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種產(chǎn)品測試系統(tǒng)，尤其涉及一種需對產(chǎn)品進行時間長短、間隔可控的通斷電測試系統(tǒng)及其實現(xiàn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著電子產(chǎn)品的發(fā)展，電子產(chǎn)品的可靠性要求越來越高。電子產(chǎn)品本身的通斷電循環(huán)數(shù)往往作為驗證電子產(chǎn)品、電子部件的電應(yīng)力耐久性的重要考察指標(biāo)。
[0003]在進行可靠性試驗、溫濕度振動綜合應(yīng)力試驗時，往往需要對被試驗的樣品施加具有一定時序的通斷電，這種通斷電時序往往較為復(fù)雜。通過時間繼電器搭電路并不現(xiàn)實而且可靠性不高，在試驗中斷時很難找到相應(yīng)的時序進行繼續(xù)循環(huán)試驗，往往需要重新開始試驗,這樣勢必會增加產(chǎn)品試驗應(yīng)力，不符合試驗要求。又如電源產(chǎn)品，往往通過反復(fù)多次的通斷電，對電源產(chǎn)品進行耐疲勞驗證，用手工操作不現(xiàn)實；若邏輯復(fù)雜搭硬件電路也不方便。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種樣品試驗專用的通斷電系統(tǒng)及其實現(xiàn)方法，解決電子產(chǎn)品可靠性試驗、溫濕度振動綜合應(yīng)力試驗時一定時序通斷電控制的問題。
[0005]本發(fā)明實現(xiàn)上述一個目的樣品試驗專用的通斷電系統(tǒng)的技術(shù)方案是:所述通斷電系統(tǒng)由MCU、USB程序下載模塊、4*4矩陣鍵盤模塊、LED燈模塊、數(shù)碼管顯示模塊、繼電器信號輸出模塊組成，其中所述USB程序下載模塊通訊接入MCU并寫入程序，所述4*4矩陣鍵盤模塊通訊接入MCU作通斷電系統(tǒng)的外部控制輸入，所述LED燈模塊和數(shù)碼管顯示模塊連接MCU分別顯示通斷電試驗過程的不同狀態(tài)和各狀態(tài)的剩余時間，所述繼電器信號輸出模塊分別連接MCU和樣品的供電電源端口。
[0006]進一步地，所述MCU為百兆赫茲級的STC51單片機。
[0007]進一步地，所述通斷電系統(tǒng)為4段?16段可擴展的電應(yīng)力邏輯系統(tǒng)，4*4矩陣鍵盤模塊的每個按鍵為對應(yīng)段電應(yīng)力邏輯時序的外部控制輸入。
[0008]更進一步地，所述通斷電系統(tǒng)為4段電應(yīng)力邏輯系統(tǒng)，4*4矩陣鍵盤模塊每行的首個按鍵為對應(yīng)段電應(yīng)力邏輯時序的外部控制輸入。
[0009]本發(fā)明上述另一個目的樣品試驗專用的通斷電系統(tǒng)的實現(xiàn)方法，基于上述通斷電系統(tǒng)，其特征在于包括步驟:1、連接繼電器信號輸出模塊和樣品的供電電源端口，并根據(jù)樣品的試驗要求設(shè)定電應(yīng)力邏輯的段數(shù)；I1、根據(jù)樣品的試驗要求分段編寫面向繼電器信號輸出模塊的試驗程序及掃描矩陣鍵盤和數(shù)碼管動態(tài)顯示的程序，并通過USB程序下載模塊寫入MCU ;111、運行MCU，根據(jù)符合樣品試驗要求的電應(yīng)力邏輯進行外部控制輸入，啟動相應(yīng)段的樣品試驗，數(shù)碼管顯示模塊倒計時顯示當(dāng)前段的剩余時間且LED燈模塊亮滅呈現(xiàn)樣品通斷電狀態(tài)；IV、MCU運行掃描鍵盤矩陣的程序遍歷各外部控制輸入，分別執(zhí)行相應(yīng)段的試驗程序至完成樣品試驗。[0010]進一步地，所述通斷電系統(tǒng)為4段?16段可擴展的電應(yīng)力邏輯系統(tǒng)，定義4*4矩陣鍵盤模塊的每個按鍵為對應(yīng)段電應(yīng)力邏輯時序的外部控制輸入。
[0011]更進一步地，所述通斷電系統(tǒng)為4段電應(yīng)力邏輯系統(tǒng)，4*4矩陣鍵盤模塊每行的首個按鍵為對應(yīng)段電應(yīng)力邏輯時序的外部控制輸入。
[0012]進一步地，步驟II中試驗程序中加入有時間動態(tài)補償算法程序。
[0013]進一步地，步驟IV任意段試驗程序運行過程中，MCU運行掃描鍵盤矩陣的程序并忽略外部控制輸入。
[0014]本發(fā)明的有益效果是:在對應(yīng)不同產(chǎn)品進行電應(yīng)力測試時，只需改動程序入口處各段通電時間，為編程者提供了極大的便利性；本系統(tǒng)可實現(xiàn)秒級和毫秒級的通斷控制，且具有成本低廉、使用方便、直觀性和可操作性都很強的特點。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1是本發(fā)明通斷電系統(tǒng)的MCU及USB程序下載模塊的連接結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖2是本發(fā)明通斷電系統(tǒng)的4*4矩陣鍵盤模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖3是本發(fā)明通斷電系統(tǒng)的LED燈模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖4是本發(fā)明通斷電系統(tǒng)的數(shù)碼管顯示模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖5是本發(fā)明通斷電系統(tǒng)的繼電器信號輸出模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖6是本發(fā)明通斷電系統(tǒng)一較佳實施例的試驗程序流程圖。
【具體實施方式】
[0021]以下便結(jié)合實施例附圖，對本發(fā)明的【具體實施方式】作進一步的詳述，以使本發(fā)明技術(shù)方案更易于理解、掌握。
[0022]本發(fā)明針對當(dāng)前對電子產(chǎn)品可靠性測試的迫切需求，通過實踐、創(chuàng)新研制并提供了一種樣品試驗專用的通斷電系統(tǒng)及其實現(xiàn)方法，解決電子產(chǎn)品可靠性試驗、溫濕度振動綜合應(yīng)力試驗時一定時序通斷電控制的問題。
[0023]概括來看，該系統(tǒng)通過外部鍵盤選擇相應(yīng)溫度段的電應(yīng)力時序，所有的時序信號通過繼電器模塊輸出給外部樣品做通斷信號源。如對應(yīng)4個溫度段電應(yīng)力時序和4個按鍵:按I號按鍵施加降溫段電應(yīng)力時序；2號按鍵施加低溫忙存段電應(yīng)力時序；3號按鍵施加升溫段電應(yīng)力時序；4號按鍵施加高溫貯存段電應(yīng)力時序等。進入程序后通過數(shù)碼管倒計時顯示此電應(yīng)力時序段通電或斷電的剩余時間(通過時、分、秒顯示)，使得試驗時更直觀，完全可以知道還有多長時間樣品通電，還有多長時間樣品斷電并且上電時會有LED燈亮起，斷電時LED燈熄滅，非常直觀，便于試驗監(jiān)控。
[0024]從硬件結(jié)構(gòu)來看，該通斷電系統(tǒng)由MCU、USB程序下載模塊、4*4矩陣鍵盤模塊、LED燈模塊、數(shù)碼管顯示模塊、繼電器信號輸出模塊組成，其中USB程序下載模塊通訊接入MCU并寫入程序，4*4矩陣鍵盤模塊通訊接入MCU作通斷電系統(tǒng)的外部控制輸入，LED燈模塊和數(shù)碼管顯示模塊連接MCU分別顯示通斷電試驗過程的不同狀態(tài)和各狀態(tài)的剩余時間，繼電器信號輸出模塊分別連接MCU和樣品的供電電源端口(常開端、常閉端)。上述各模塊的芯片及其看門狗電路的連接對于具備本領(lǐng)域技術(shù)背景的技術(shù)人員是很容易準確實現(xiàn)的，具體接腳請參見圖1至圖5所示。[0025]上述MCU為百兆赫茲級的STC51單片機。為實現(xiàn)毫秒級的οη-off機，則可選用最高頻率達320MHz的高性能單片機。此時可以去除掉數(shù)碼管顯示模塊,按上述方式編寫程序即可(對于毫秒級的通斷數(shù)顯往往沒有意義)。
[0026]從一般試驗應(yīng)用而言，該通斷電系統(tǒng)為4段電應(yīng)力邏輯系統(tǒng)，4*4矩陣鍵盤模塊每行的首個按鍵為對應(yīng)段電應(yīng)力邏輯時序的外部控制輸入。而基于該硬件集成，該通斷電系統(tǒng)可定義擴展達最高16段電應(yīng)力邏輯系統(tǒng)，4*4矩陣鍵盤模塊的每個按鍵為對應(yīng)段電應(yīng)力邏輯時序的外部控制輸入。
[0027]基于上述通斷電系統(tǒng)的對樣品所進行的試驗，包括步驟:1、連接繼電器信號輸出模塊和樣品的供電電源端口，并根據(jù)樣品的試驗要求設(shè)定電應(yīng)力邏輯的段數(shù)；I1、根據(jù)樣品的試驗要求分段編寫面向繼電器信號輸出模塊的試驗程序及掃描矩陣鍵盤和數(shù)碼管動態(tài)顯示的程序，并通過USB程序下載模塊寫入MCU ;111、運行MCU，根據(jù)符合樣品試驗要求的電應(yīng)力邏輯進行外部控制輸入，啟動相應(yīng)段的樣品試驗，數(shù)碼管顯示模塊倒計時顯示當(dāng)前段的剩余時間且LED燈模塊亮滅呈現(xiàn)樣品通斷電狀態(tài)；IV、MCU運行掃描鍵盤矩陣的程序遍歷各外部控制輸入，分別執(zhí)行相應(yīng)段的試驗程序至完成樣品試驗。
[0028]深入細化的方案，該通斷電系統(tǒng)為4段?16段可擴展的電應(yīng)力邏輯系統(tǒng)，定義4*4矩陣鍵盤模塊的每個按鍵為對應(yīng)段電應(yīng)力邏輯時序的外部控制輸入。
[0029]此外，步驟II利用單片機內(nèi)部定時器進行時間控制時，需加入時間動態(tài)補償算法程序，這樣的計時時間會非常精確。對于時間動態(tài)補償算法程序有C語言及匯編寫法。
[0030]以下通過一個典型的溫濕度環(huán)境試驗電應(yīng)力通斷邏輯，描述一份程序編寫框圖。結(jié)合圖6所示旨在講清楚如何在程序中合理的安排矩陣鍵盤、數(shù)碼管顯示、時間段精確控制輸出電應(yīng)力的方法。對于有知識背景的人而言，程序流程框圖清楚提供了如何編制程序的指導(dǎo)啟示。
[0031]典型案例:某樣品進行濕熱循環(huán)試驗，高溫段駐留3小時(此間給樣品加電10分鐘斷電20分鐘，依照此種頻率循環(huán)6次)，高溫降至低溫用25分鐘(此間樣品斷電)，低溫駐留3小時(此間給樣品加電20分鐘斷電10分鐘，為I個試驗循環(huán)。此次試驗共進行200依照此種頻率循環(huán)6次)，低溫升至高溫用25分鐘(此間樣品通電)，上述循環(huán)。
[0032]分析:將此案例分為4段電應(yīng)力邏輯——第I段為高溫段即樣品加電10分鐘斷電20分鐘，依照此種頻率循環(huán)6次，第I段對應(yīng)矩陣鍵盤第4行第I列按鍵記為I號按鍵；第2段為降溫段即樣品在此段中25分鐘斷電，第2段對應(yīng)矩陣鍵盤第4行第2列按鍵記為2號按鍵；第3段為低溫段即樣品加電20分鐘斷電10分鐘，依照此種頻率循環(huán)6次，第3段對應(yīng)矩陣鍵盤第4行第3列按鍵記為3號按鍵；第4段為升溫段即樣品在此段中25分鐘上電，第4段對應(yīng)矩陣鍵盤第4行第4列按鍵記為4號按鍵。在按下這4個按鍵中的其中I個時將進入相應(yīng)段電應(yīng)力邏輯 如按下I號鍵，程序?qū)?zhí)行I — 2 — 3 — 4—I循環(huán)200次。從其它段開始執(zhí)行可依此類推。在進入相應(yīng)段后，數(shù)碼管將進行通斷電倒計時顯示(以I秒為單位)，在數(shù)碼管最后I位將顯示現(xiàn)在執(zhí)行的段(I或2或3或4)，通電段則LED燈點亮，斷電段則LED燈熄滅。8位數(shù)碼管顯示方式:左起第1、2位顯示小時；第3、4位顯示分鐘數(shù)；第5、6位顯示秒；第7位不顯示；第8位顯示當(dāng)前執(zhí)行段。
[0033]上述通斷電系統(tǒng)為4段電應(yīng)力邏輯系統(tǒng)，還需定義4*4矩陣鍵盤模塊每行的首個按鍵為對應(yīng)段電應(yīng)力邏輯時序的外部控制輸入。而且，在任意段試驗程序運行過程中，MCU運行掃描鍵盤矩陣的程序并忽略外部控制輸入。
[0034]本發(fā)明的有益效果是:在對應(yīng)不同產(chǎn)品進行電應(yīng)力測試時，只需改動程序入口處各段通電時間，為編程者提供了極大的便利性；本系統(tǒng)可實現(xiàn)秒級和毫秒級的通斷控制，且具有成本低廉、使用方便、直觀性和可操作性都很強的特點。
[0035]該通斷電系統(tǒng)應(yīng)用較為廣泛，如電源的通斷循環(huán)次數(shù)，往往影響一個電源的使用壽命；空氣壓縮機上的氣壓閥會隨著氣壓的降低反復(fù)啟動，此氣壓閥的重復(fù)啟動次數(shù)往往關(guān)乎整個空氣壓縮機的壽命。可見，本發(fā)明提供了行之有效的壽命驗證方法和加速壽命驗證方法。
[0036]除上述實施例外，本發(fā)明還可以有其它實施方式，凡采用等同替換或等效變換形成的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明所要求保護的范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.樣品試驗專用的通斷電系統(tǒng)，其特征在于:所述通斷電系統(tǒng)由MCU、USB程序下載模塊、4*4矩陣鍵盤模塊、LED燈模塊、數(shù)碼管顯示模塊、繼電器信號輸出模塊組成，其中所述USB程序下載模塊通訊接入MCU并寫入程序，所述4*4矩陣鍵盤模塊通訊接入MCU作通斷電系統(tǒng)的外部控制輸入，所述LED燈模塊和數(shù)碼管顯示模塊連接MCU分別顯示通斷電試驗過程的不同狀態(tài)和各狀態(tài)的剩余時間，所述繼電器信號輸出模塊分別連接MCU和樣品的供電電源端口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述樣品試驗專用的通斷電系統(tǒng)，其特征在于:所述MCU為百兆赫茲級的STC51單片機。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述樣品試驗專用的通斷電系統(tǒng)，其特征在于:所述通斷電系統(tǒng)為4段?16段可擴展的電應(yīng)力邏輯系統(tǒng)，4*4矩陣鍵盤模塊的每個按鍵為對應(yīng)段電應(yīng)力邏輯時序的外部控制輸入。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述樣品試驗專用的通斷電系統(tǒng)，其特征在于:所述通斷電系統(tǒng)為4段電應(yīng)力邏輯系統(tǒng)，4*4矩陣鍵盤模塊每行的首個按鍵為對應(yīng)段電應(yīng)力邏輯時序的外部控制輸入。
5.樣品試驗專用的通斷電系統(tǒng)的實現(xiàn)方法，基于權(quán)利要求1的通斷電系統(tǒng)，其特征在于包括步驟: 1、連接繼電器信號輸出模塊和樣品的供電電源端口，并根據(jù)樣品的試驗要求設(shè)定電應(yīng)力邏輯的段數(shù)； I1、根據(jù)樣品的試驗要求分段編寫面向繼電器信號輸出模塊的試驗程序及掃描矩陣鍵盤和數(shù)碼管動態(tài)顯示的程序，并通過USB程序下載模塊寫入MCU ； II1、運行MCU，根據(jù)符合樣品試驗要求的電應(yīng)力邏輯進行外部控制輸入，啟動相應(yīng)段的樣品試驗，數(shù)碼管顯示模塊倒計時顯示當(dāng)前段的剩余時間且LED燈模塊亮滅呈現(xiàn)樣品通斷電狀態(tài)； IV、MCU運行掃描鍵盤矩陣的程序遍歷各外部控制輸入，分別執(zhí)行相應(yīng)段的試驗程序至完成樣品試驗。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述樣品試驗專用的通斷電系統(tǒng)的實現(xiàn)方法，其特征在于:所述通斷電系統(tǒng)為4段?16段可擴展的電應(yīng)力邏輯系統(tǒng)，定義4*4矩陣鍵盤模塊的每個按鍵為對應(yīng)段電應(yīng)力邏輯時序的外部控制輸入。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述樣品試驗專用的通斷電系統(tǒng)的實現(xiàn)方法，其特征在于:所述通斷電系統(tǒng)為4段電應(yīng)力邏輯系統(tǒng)，4*4矩陣鍵盤模塊每行的首個按鍵為對應(yīng)段電應(yīng)力邏輯時序的外部控制輸入。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述樣品試驗專用的通斷電系統(tǒng)的實現(xiàn)方法，其特征在于:步驟II中試驗程序中加入有時間動態(tài)補償算法程序。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述樣品試驗專用的通斷電系統(tǒng)的實現(xiàn)方法，其特征在于:步驟IV任意段試驗程序運行過程中，MCU運行掃描鍵盤矩陣的程序并忽略外部控制輸入。
【文檔編號】G05B19/042GK103955151SQ201410038262
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年1月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月27日
【發(fā)明者】王文岳, 陳鵬 申請人:工業(yè)和信息化部電子第五研究所華東分所