單板硬件測試規(guī)范

百度文庫-讓每個(gè)人平等地提升自我百度文庫-讓每個(gè)人平等地提升自我PAGEPAGE70百度文庫-讓每個(gè)人平等地提升自我PAGE電源單板硬件測試規(guī)范修訂信息登記表目錄TOC\o"1-4"\h\z\u前言 5摘要： 5關(guān)鍵詞： 5縮略詞解釋 5一. 目的 5二. 適用范圍 5三. 引用/參考標(biāo)準(zhǔn)或資料 5四. 名詞解釋 5五. 測試基本原則及判定準(zhǔn)則 5測試基本原則 5技術(shù)指標(biāo)說明 6不合格測試項(xiàng)目分類準(zhǔn)則 6質(zhì)量判定準(zhǔn)則 6測試準(zhǔn)備 6六. 測試儀器、測試工具、測試環(huán)境 6測試儀器 6測試工具 7測試環(huán)境 7七. 測試項(xiàng)目、測試說明、測試方法、判定標(biāo)準(zhǔn) 7外觀及尺寸審查 7電路原理圖審查 87.2.1基準(zhǔn)電路 87.2.2濾波電路 87.2.3保護(hù)電路 107.2.4看門狗電路 107.2.5ID電路 117.2.6緩沖驅(qū)動(dòng)電路 127.2.7鎖存電路 137.2.8分壓電路 147.2.9鍵盤電路 147.2.10模擬量通道選擇電路 157.2.11有效值電路 177.2.12差分放大電路 187.2.13壓頻轉(zhuǎn)換電路 197.2.14RS485/422電路 217.2.15RS232電路 267.2.16CAN電路 277.2.17CPU基本電路審查 297.2.17.1MCS51基本電路 297.2.17.2TIDSP基本電路 307.2.17.3MPC852基本電路 327.2.17.4ARM基本電路 337.2.18繼電器電路 367.2.19交流電壓采樣電路 38信號(hào)測量 397.3.1基準(zhǔn)電路 397.3.2看門狗電路 427.3.3時(shí)鐘電路 437.3.4ID電路 447.3.5分壓電路 457.3.6IIC電路 457.3.7有效值電路 467.3.8平均值電路 477.3.9差分放大電路 497.3.10交流頻率采樣電路 497.3.11電池熔絲狀態(tài)檢測電路 507.3.12壓頻轉(zhuǎn)換電路 527.3.18CPU電路信號(hào)測量 567.3.18.1MCS51單片機(jī)基本電路 567.3.18.2DSP基本電路 567.3.18.3MPC852基本電路 587.3.18.4ARM基本電路 59電路計(jì)算 607.4.1TVS電路 607.4.2光耦固態(tài)繼電器 637.4.3光藕計(jì)算 637.4.4差分放大電路計(jì)算 657.4.5單板電路功耗計(jì)算 66研究性測試 667.5.1近場騷擾測試 66八. 附錄 70測試方案模板 70測試項(xiàng)目手冊模板 70單板測試CheckList 70整流模塊DSP硬件測試規(guī)范 70邏輯電平 70

前言摘要：本規(guī)范介紹了電源單板硬件測試的項(xiàng)目、測試方法以及測試原理。關(guān)鍵詞：電源單板硬件測試原理圖波形測量電路計(jì)算縮略詞解釋LCD:LiquidCrystalDisplayLED:LightEmittingDiodeCPU:CentralProcessingUnit目的規(guī)范監(jiān)控單板的白盒、極限測試，包含測試項(xiàng)目、測試說明、測試方法以及判定標(biāo)準(zhǔn)等；規(guī)范通信監(jiān)控單板白盒極限測試的基本原則、不合格問題分類與質(zhì)量判定標(biāo)準(zhǔn)；適用范圍適用于公司所生產(chǎn)的電源系統(tǒng)及環(huán)境監(jiān)控的監(jiān)控單板。引用/參考標(biāo)準(zhǔn)或資料《產(chǎn)品開發(fā)規(guī)格書》、《單板詳細(xì)設(shè)計(jì)書》名詞解釋1IEC：國際電工委員會(huì)2EUT：被測設(shè)備3劣化(性能)：任何裝置、設(shè)備或系統(tǒng)的工作性能與正常性能非期望的偏離。劣化可應(yīng)用于暫時(shí)性或永久性的故障。4正常工作：監(jiān)控單板功能符合設(shè)計(jì)要求。測試基本原則及判定準(zhǔn)則測試基本原則以標(biāo)準(zhǔn)（IEC標(biāo)準(zhǔn)和其它國際標(biāo)準(zhǔn)、國家標(biāo)準(zhǔn)、部頒標(biāo)準(zhǔn)）、開發(fā)規(guī)格書、企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、測試規(guī)范為依據(jù)，以測試數(shù)據(jù)為準(zhǔn)繩，站在用戶的角度上對(duì)監(jiān)控單板進(jìn)行評(píng)測，將功能缺陷與故障隱患暴露在測試階段。系統(tǒng)指標(biāo)判據(jù)以開發(fā)規(guī)格書和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)為準(zhǔn)，當(dāng)測試項(xiàng)目在開發(fā)規(guī)格書和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中未明確界定時(shí)，以測試規(guī)范中系統(tǒng)指標(biāo)的默認(rèn)參考指標(biāo)或相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)為準(zhǔn)。測試工作不受項(xiàng)目開發(fā)組態(tài)度與思路及其他干擾測試過程因素的影響，獨(dú)立按照測試流程進(jìn)行。樣機(jī)測試中，如果因測試問題較嚴(yán)重，已影響系統(tǒng)測試工作的順利進(jìn)行，需停止測試，方允許在受測系統(tǒng)上進(jìn)行修改，項(xiàng)目開發(fā)組對(duì)問題進(jìn)行修改并完成自測后，重新提交測試申請，轉(zhuǎn)入下一循環(huán)的測試。其余情況下，測試問題只能在第二套樣機(jī)上進(jìn)行修改及自測，并進(jìn)行記錄。在下一測試階段，對(duì)改正后的測試問題進(jìn)行系統(tǒng)驗(yàn)證并進(jìn)行其它項(xiàng)目的測試。中試測試著重測試設(shè)計(jì)產(chǎn)品的復(fù)制效果——復(fù)制品性能、指標(biāo)的達(dá)標(biāo)情況。技術(shù)指標(biāo)說明開發(fā)規(guī)格書或企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的指標(biāo)低于業(yè)界相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定時(shí)，需修改開發(fā)規(guī)格書或企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，否則依據(jù)業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)判定開發(fā)規(guī)格書或企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)不合格，并提請總體辦重新對(duì)開發(fā)規(guī)格書或企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)審。 指標(biāo)界定 部標(biāo)為最低標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)開發(fā)規(guī)格書優(yōu)于部標(biāo)、國標(biāo)或國際標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，以開發(fā)規(guī)格書和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)為準(zhǔn)：未做特殊說明的指標(biāo)為開發(fā)規(guī)格書、項(xiàng)目任務(wù)書及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中界定的指標(biāo)要求，是產(chǎn)品必須具備的基本指標(biāo)。不合格測試項(xiàng)目分類準(zhǔn)則請參考測試部制定的《測試問題分類標(biāo)準(zhǔn)》。質(zhì)量判定準(zhǔn)則 合格判定：無A、B類不合格項(xiàng)，C類不合格項(xiàng)小于3項(xiàng)，判定系統(tǒng)合格。 不合格判定：◆A、B類問題，一項(xiàng)不合格，既判定系統(tǒng)不合格；◆C類問題，三項(xiàng)（不含三項(xiàng)）以上不合格，既判定系統(tǒng)不合格； D類問題判定：由總體組和專家組，參照技術(shù)、市場、生產(chǎn)、成本等等限制條件確定其對(duì)系統(tǒng)合格與否的影響。對(duì)D類問題的判定結(jié)果，由總體組和專家組負(fù)責(zé)，不計(jì)入測試部的評(píng)定指標(biāo)范圍。對(duì)本規(guī)范，如果沒有特別說明，不合格的為嚴(yán)重問題。測試準(zhǔn)備單板測試前需要先進(jìn)行上下電切換20次及快速上下電20次，人為以最快的速度進(jìn)行上下電，（考察CPU及SDRAM和Flash是否因掉電時(shí)間緩慢引起異常），不能有損壞，監(jiān)控不能出現(xiàn)重啟及其它異常情況，才開始測試。測試儀器、測試工具、測試環(huán)境測試儀器序號(hào)儀器儀表精度及級(jí)別1名稱參考型號(hào)2數(shù)字萬用表FLUKE-453數(shù)字萬用表FLUKE-1874模擬示波器100MHZ或20MHZ5數(shù)字示波器TekTDS510A500MHZ，500MS/S6數(shù)示示波器TekTD340A100MHZ100MHZ，500MS/S7可調(diào)穩(wěn)壓電源WYK100-10輸出電壓：0~100V輸出電流：0~10A8雙路跟蹤穩(wěn)壓穩(wěn)流電源DH1718D-40-32V，0-3A9計(jì)算機(jī)PIII800以上帶網(wǎng)口，串口，WIN98/2K/XP10信號(hào)源CA10011函數(shù)發(fā)生器HP33120A測試工具POWERSTAR后臺(tái)測試軟件；監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)、外通信協(xié)議測試平臺(tái)。測試環(huán)境測試實(shí)驗(yàn)室測試項(xiàng)目、測試說明、測試方法、判定標(biāo)準(zhǔn)外觀及尺寸審查 測試說明：1)初樣樣機(jī)單板飛線不能超過3處，不能存在飛器件；其他版本樣機(jī)不能存在飛線和飛器件現(xiàn)象；2)插座應(yīng)該有防插錯(cuò)功能；（詳見保護(hù)電路測試）3)建議有電源指示燈或電源指示燈接口4）樣機(jī)尺寸應(yīng)符合規(guī)格書要求 測試方法：外觀：目測。尺寸：使用長度量具測量。 判定標(biāo)準(zhǔn)： 符合測試說明，合格；否則，則判定不合格。 參考案例： 案例1 【現(xiàn)象描述】SM模塊的電源輸入口與RS485通訊口的插座相同，無防插座處理，導(dǎo)致測試時(shí)，將RS485通訊線與電源輸入口差錯(cuò)，從而將連接在RS485總線的所有SM模塊端口損壞。電路原理圖審查7.2.1基準(zhǔn)電路 測試說明：模擬量在采樣時(shí)需要有基準(zhǔn)電路，當(dāng)基準(zhǔn)發(fā)生變化時(shí)，將導(dǎo)致模擬量采樣發(fā)生漂移或嚴(yán)重偏離實(shí)際輸入。電壓基準(zhǔn)源分為并聯(lián)型和串聯(lián)穩(wěn)壓型。并聯(lián)型基準(zhǔn)主要是利用半導(dǎo)體結(jié)的正負(fù)溫度特性，通過設(shè)計(jì)一定的間隙電壓下，其溫度系數(shù)最小。一般的間隙電壓有,，等。我司主要推薦使用AZ431，HA17431H。主要使用AZ431L，LMV431。主要采用LM4041，TS4041。串聯(lián)穩(wěn)壓型，其結(jié)構(gòu)同電壓調(diào)整器類似，其內(nèi)部一般也需要一個(gè)基準(zhǔn)源，外部有高精度的反饋網(wǎng)絡(luò)。由于一般要采用特殊的工藝，制程較復(fù)雜，價(jià)格較貴。此基準(zhǔn)能做到高精度，低溫度系數(shù)。主要用于高精度和低溫漂的場合。串聯(lián)型基準(zhǔn)主要采用，基準(zhǔn)。SOT-23封裝是以后主要封裝，3~5年內(nèi)基本不會(huì)淘汰。我司推薦ADR380，MAX6021。基準(zhǔn)電路的基準(zhǔn)源的選取應(yīng)該使用公司推薦的芯片。同時(shí)基準(zhǔn)只用于電壓參考，不允許直接用于作電源供電或輸出較大的電流。 測試方法：1.基準(zhǔn)電路的基準(zhǔn)源的選取應(yīng)該滿足測試說明，否則提一建議問題。2.檢查電路原理圖，基準(zhǔn)是否只用于電壓參考，不允許直接用于作電源供電或輸出較大的電流。 判定標(biāo)準(zhǔn)：符合測試說明為合格，否則不合格。參考案例：無7.2.2濾波電路 測試說明：在單板的電源輸入側(cè)，出于對(duì)電源質(zhì)量，上電特性及熱插拔的需要，需要加電源濾波電路。電源濾波電路的形式有多種，可以是單電容型、單電感型、L型、π型濾波器，其中比較通用，效果較好的是π形電源濾波器，它的基本電路形式為圖1所示。圖1П形電源濾波器單板中π形電源濾波器的容抗及感抗參數(shù)應(yīng)按實(shí)際需要進(jìn)行選擇，濾波器中的C1與C2，C3與C4一般是由電解電容及高頻電容組成的并聯(lián)電容組，其中C2與C3一般為電解電容，其主要作用是濾除電源中的低頻噪聲，而C1與C4一般為獨(dú)石或瓷片電容，主要作用是為了濾除電源上的高頻噪聲。輸入側(cè)的電解電容的容值一般不宜過大，否則當(dāng)單板帶電插入時(shí)相當(dāng)于對(duì)電源并入一大電容，可能會(huì)將電源電壓瞬間拉低造成同框單板復(fù)位。輸入側(cè)高頻電容的值一般在之間，低頻電容一般選擇在10uf-47uf之間。電感的作用為抑制電流瞬間變化，電感越大，抑制效果越好。但同時(shí)電感太大時(shí)單板的上電特性不好，上電及掉電或帶電插拔時(shí)，電感兩端會(huì)產(chǎn)生反電勢，這樣會(huì)對(duì)后面的負(fù)載產(chǎn)生影響。故參數(shù)不宜過大，推薦的參數(shù)為10uH-40uH。標(biāo)準(zhǔn)值為10uH。輸出側(cè)的電容不僅要完成去耦及過濾紋波的作用，并且還須維持輸出電平不受電感反電勢的影響，兼顧考慮板內(nèi)負(fù)載大小及板內(nèi)其他去耦電容的數(shù)量，推薦參數(shù)為低頻電容10uf-50uf，高頻電容。電容電感的實(shí)際取值要由單板的電路及單板需要完成的功能具體決定。實(shí)用的電源濾波器圖2電源濾波器的實(shí)用電路如圖所示為一種比較實(shí)用的電源濾波器，它對(duì)濾除差模噪聲和共模噪聲都有一定的效果。共模電感L1在濾除差模噪聲的同時(shí)對(duì)共模噪聲有顯著效果，同時(shí)C7、C11也是濾除共模噪聲，一般選用1000pF~的瓷介電容，有較好的高頻特性，這兩個(gè)電容的接地阻抗也要求盡可能的小，其值選的較大時(shí)有助于增強(qiáng)濾波效果，但卻使接地阻抗減小，漏電流變大，因此應(yīng)考慮漏電流的影響。共模電感的鐵心應(yīng)選取較難磁飽和且注意截面積不能太小，否則易使鐵心磁飽和而使濾波效果下降。輸出濾波器可根據(jù)使用對(duì)象對(duì)電源的要求來選取，數(shù)字電路尤其是高速數(shù)字電路對(duì)電源要求比較高，可選用如下的濾波電路：圖3電源輸出濾波器 測試方法：1）審查電路中有無電源濾波器。如無電源濾波器則測試中應(yīng)重點(diǎn)測試單板帶電插拔性能、電源波動(dòng)時(shí)單板的工作性能，以及頻繁上電對(duì)單板的沖擊。2）審查電路中電源濾波器的電路拓?fù)?，如果與測試說明中的濾波器不同，則需要進(jìn)行一下項(xiàng)目測試:a在電源輸入的要求電壓范圍內(nèi)變化，用示波器測量輸出電壓紋波峰峰值。電源紋波應(yīng)該小于額定輸出的3％；b對(duì)單板頻繁上下電5次，觀察是否存在單板不能啟動(dòng)或正常工作的情況。 判定標(biāo)準(zhǔn)：1）檢查電路拓?fù)涫欠駷楣就扑]的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與參數(shù)范圍，否則提一個(gè)建議問題。2）滿足測試說明，合格；否則，不合格。 參考案例：無7.2.3保護(hù)電路 測試說明：電源的極性保護(hù)電路有兩種形式，一種是電源的正負(fù)極性接反時(shí)，電路不工作，只做保護(hù)，這時(shí)只是在電源的一極串入一個(gè)正向?qū)ǖ亩O管，在電源方向接反時(shí)，由于二極管的方向截止特性保護(hù)了內(nèi)部電路；一種是對(duì)電源的方向沒有要求，正負(fù)都可以工作，這時(shí)電源輸入端應(yīng)有整流電路，常用的是使用二極管或硅橋整流電路。電源的極性保護(hù)電路通常在電源濾波器的之前。電源保護(hù)電路建議在正極輸入端串聯(lián)保險(xiǎn)絲進(jìn)行過流保護(hù)，當(dāng)電流太大時(shí)，保險(xiǎn)絲熔斷或暫時(shí)熔斷對(duì)單板進(jìn)行保護(hù)。 測試方法：審查有無電源的極性保護(hù)電路，對(duì)于沒有該電路的單板，應(yīng)要求在電源的輸入端具有防反插功能，且有明顯的極性指示標(biāo)志。 判定標(biāo)準(zhǔn)：對(duì)于有電源極性保護(hù)電路的單板，如果電源極性反接，單板不損壞，為合格，否則，該項(xiàng)不合格；對(duì)于沒有該電路的單板，應(yīng)要求在電源的輸入端具有防反插功能，且有明顯的極性指示標(biāo)志，否則判為不合格。 參考案例： 無7.2.4看門狗電路 測試說明：復(fù)位電路保證在電源來電的時(shí)候，硬件電路部分能夠可靠復(fù)位，保證關(guān)鍵電路或芯片的邏輯是一個(gè)正確的邏輯或不改變系統(tǒng)當(dāng)前應(yīng)處的狀態(tài)；在電源掉電或電源電壓（低于最低工作電壓）下降過程中，保證復(fù)位電平使單板處于復(fù)位有效狀態(tài)?？撮T狗電路保證在系統(tǒng)陷入死循環(huán)、沒有在要求時(shí)間內(nèi)喂狗、電源中斷或電源電壓低到已不能使電路正常工作時(shí)，對(duì)單板復(fù)位。我司主要使用的復(fù)位電路有看門狗電路和手動(dòng)復(fù)位電路?？撮T狗芯片主要使用有：ADM706、TC1232，這兩種芯片是WDT、復(fù)位功能合一的芯片。但TC1232公司已經(jīng)不再使用，這里主要討論ADM706的使用。使用ADM706時(shí)，注意以下事項(xiàng)：1)/WDO應(yīng)連接到/MR，保證WatchDog有效，否則WDT不會(huì)被觸發(fā)。2)PFI（POWERFAILINPUT）不使用時(shí)不能懸空；3)由于/RESET輸出低電平為有效復(fù)位信號(hào)，平時(shí)保持高電平輸出。對(duì)于要求高電平復(fù)位的芯片應(yīng)注意增加反相器進(jìn)行反向；4)需要復(fù)位的芯片比較多時(shí)，應(yīng)注意ADM706的復(fù)位驅(qū)動(dòng)電流能力，必要時(shí)應(yīng)增加功率驅(qū)動(dòng)（ADM706在輸出復(fù)位信號(hào)為高電平時(shí)，拉電流為800uA；在輸出低電平時(shí)，灌電流為）；5)ADM706的Vcc在小于1V時(shí)輸出有效復(fù)位電平，并在Vcc恢復(fù)正常后保持200ms，因此對(duì)于部分對(duì)工作電壓要求比較嚴(yán)格的芯片可采用ADM706做WDT同時(shí)還具備電壓監(jiān)視的功能；6)應(yīng)有喂狗指示電路，即應(yīng)有喂狗指示燈；7)ADM706作為WDT使用時(shí)的典型電路入圖4所示：圖4看門狗電路的上拉電阻主要是改善輸出驅(qū)動(dòng)能力和復(fù)位波形。有手動(dòng)復(fù)位時(shí)，可以在/MR端接復(fù)位鍵或在輸出端接復(fù)位鍵，通常在/MR端接手動(dòng)復(fù)位鍵。8)reset引腳輸出濾波電路檢查，若在電路設(shè)計(jì)的時(shí)候，在RESET引腳的輸出增加濾波電路的情況下，濾波電路一般采用RC濾波，見下圖：但RC濾波電路電路的時(shí)間常數(shù)過長（雖然抗干擾性提高了），會(huì)導(dǎo)致復(fù)位電路的電壓下降過慢，可能會(huì)出現(xiàn)單板掉電的時(shí)候（如上下電過程中），電源電壓已經(jīng)掉到一個(gè)不穩(wěn)定狀態(tài)（cpu還工作，但不穩(wěn)定），但復(fù)位電路電壓還比較高，不能夠有效復(fù)位，這種情況下，可能會(huì)出現(xiàn)cpu運(yùn)作錯(cuò)亂，在操作flash時(shí)，會(huì)出現(xiàn)操作flash出錯(cuò)甚至改寫flash數(shù)據(jù)的情況出現(xiàn)，而導(dǎo)致單板程序出問題。類似的例子已經(jīng)在plc產(chǎn)品上出現(xiàn)。故必須進(jìn)行RC濾波的檢查。（plc出問題的產(chǎn)品的RC時(shí)間常數(shù)為T＝×1uF＝，要求檢查時(shí)間常數(shù)RC必須小于（小于出問題的倍）），如果設(shè)計(jì)的時(shí)間常數(shù)大于，需要通過反復(fù)測試上下電過程中，復(fù)位電路的輸出信號(hào)確定是否有問題。 測試方法：按測試說明審查電路 判定標(biāo)準(zhǔn)：符合測試說明，合格；否則，不合格。參考案例：7.2.5ID電路 測試說明：ID信號(hào)即為單板的板位信號(hào)，通常用來作通訊地址譯碼選擇、單板類型選擇、波特率選擇、硬件電路的控制等，典型ID信號(hào)在母板上懸空或接GND，所以在單板上需作處理，推薦使用電路如下：ID典型電路圖中：1)撥碼開關(guān)為OFF時(shí)，ID管腳懸空，ID信號(hào)由上拉電阻上拉為高電平1；撥碼開關(guān)為ON時(shí)，ID管腳接地為低電平代表邏輯0。2）需要加上拉電阻和限流電阻。上拉電阻建議取~10k，隔離限流電阻一般取220Ω。在有熱插拔要求時(shí)，220的隔離限流電阻主要起到抑制單板插拔時(shí)的瞬間電流過強(qiáng)，對(duì)芯片影響大而導(dǎo)致問題發(fā)生甚至芯片損壞。 測試方法：1檢查是否有上拉電阻，電阻值是否合適。公司推薦優(yōu)選上拉電阻方案，不選下拉電阻方案。2熱插拔要求時(shí)，檢查是否有限流電阻或經(jīng)過緩沖驅(qū)動(dòng)器隔離。 判定標(biāo)準(zhǔn)：1．檢查是否有上拉電阻，否則不合格，為嚴(yán)重問題；2．熱插拔要求時(shí)，檢查是否有限流電阻或經(jīng)過緩沖驅(qū)動(dòng)器隔離，限流電阻推薦阻值為220歐。阻值選擇原則為，撥碼開關(guān)閉合時(shí)，VIDout<，保證輸入低電平有效，否則不合格，為嚴(yán)重問題； 參考案例：案例1：CMOS栓鎖效應(yīng)。在某單板的ID電路中，直接采用了撥碼開關(guān)接地的方式，沒有標(biāo)準(zhǔn)電路中的限流隔離電阻。在一次測試中，上電前該撥碼選擇為ON，為低電平，而上電復(fù)位瞬間P1口為高電平，導(dǎo)致在上電時(shí)P1口的高電平被瞬時(shí)短路到地，造成CPU端口的栓鎖效應(yīng)。7.2.6緩沖驅(qū)動(dòng)電路 測試說明：在電路設(shè)計(jì)中，由于電路驅(qū)動(dòng)能力的原因，需要緩沖驅(qū)動(dòng)，以增強(qiáng)驅(qū)動(dòng)能力，避免由于驅(qū)動(dòng)不足而造成電路執(zhí)行失效。常用的緩沖驅(qū)動(dòng)芯片有74244、74245、7416244、7416245等。其中，74244、7416244為單向緩沖驅(qū)動(dòng)器，74245、7416245為雙向緩沖驅(qū)動(dòng)器。1.對(duì)于多余不用的輸入端通過電阻進(jìn)行上拉（典型值為）或下拉（典型值為200）處理，輸入管腳不能懸空。2.必要時(shí)，在信號(hào)輸入端串聯(lián)33的限流電阻，尤其在熱插拔設(shè)計(jì)中更應(yīng)注意。3.對(duì)于高速信號(hào)的緩沖驅(qū)動(dòng)，應(yīng)注意傳輸延遲時(shí)間是否會(huì)對(duì)信號(hào)造成影響。一般來說，高速雙極型的芯片傳輸延遲時(shí)間較短為幾個(gè)納秒，而對(duì)于低功耗的芯片則傳輸延遲較大。4.一個(gè)CMOS輸出最多可以驅(qū)動(dòng)8個(gè)TTL門輸出，如果輸出的門數(shù)超過8個(gè)，需要加驅(qū)動(dòng)。 測試方法：審查電路原理圖，是否滿足測試說明。 判定標(biāo)準(zhǔn)：符合測試說明為合格，否則不合格。參考案例：無7.2.7鎖存電路 測試說明：鎖存電路有沿觸發(fā)和電平觸發(fā)兩鐘。數(shù)據(jù)地址信號(hào)線在信號(hào)復(fù)用時(shí)必須加鎖存電路，對(duì)如控制信號(hào)的鎖存，建議使用帶有復(fù)位信號(hào)的鎖存器，如74HC273。273的主要作用是在上電后獲得一個(gè)確定電平狀態(tài)，可防止在CPU復(fù)位或單板上電期間，不確定電平造成輸出誤動(dòng)作。為了提高硬件的抗干擾能力，最好在鎖存電路的控制端口（CLR，RESET）增加濾波電容（470pf，）。 測試方法：審查電路原理圖，是否滿足測試說明。 判定標(biāo)準(zhǔn)：符合測試說明為合格，否則不合格。 參考案例：案例1：鎖存電路的芯片容限。在某產(chǎn)品測試時(shí)，使用74HCT373作為信號(hào)鎖存器，然后控制繼電器，在對(duì)繼電器實(shí)施ESD測試時(shí)，總是有其它繼電器誤動(dòng)作，不能滿足測試要求，在更換為74HC273后，測試通過。原因是74HCT373無復(fù)位端信號(hào),ESD測試時(shí)，導(dǎo)致CPU復(fù)位，有不確定電平產(chǎn)生，造成繼電器無動(dòng)作?？刂屏侩娐凡捎?4HC273,273的主要作用是在上電后獲得一個(gè)確定電平狀態(tài)，其使能端與復(fù)位信號(hào)相連,可以防止由于復(fù)位時(shí)不確定的電平造成數(shù)據(jù)破壞。案例2：硬件提高抗干擾的一個(gè)方法。監(jiān)控單元硬件的控制輸出采用74HC273鎖存器，且采取了抗干擾措施，即重要的控制輸出，采用2至3個(gè)控制信號(hào)同時(shí)控制，一般情況下，干擾由數(shù)據(jù)口誤寫入鎖存器，導(dǎo)致控制狀態(tài)變化的可能性很小。再看誤動(dòng)作出現(xiàn)的具體情況：只由均充轉(zhuǎn)浮充，而沒有浮充轉(zhuǎn)均充。即干擾是將鎖存器的輸出由1變?yōu)?(1時(shí)為均充，0時(shí)為浮充)，而且是同時(shí)將2個(gè)(或以上)輸出干擾為0。進(jìn)一步分析，認(rèn)為誤動(dòng)作的原因可能是干擾了鎖存器的復(fù)位端CLR。硬件中CLR是接在由電阻和電容組成的復(fù)位電路上的，電容是接地的，應(yīng)該不易被干擾。但實(shí)際上，復(fù)位電路位于U1板，而輸出鎖存器位于S2板，U1板和S2板提供母板M1連接，復(fù)位信號(hào)從U1板的對(duì)地電容到鎖存器的CLR端約有20－30公分的電路連接，而在靜電等強(qiáng)干擾(包括高頻)下，這20~30公分的電路可能是一個(gè)電感，那么就有可能在鎖存器的CLR端出現(xiàn)低電平將鎖存器復(fù)位，而U1板上的復(fù)位信號(hào)仍然是高電平。在74HC273的復(fù)位端CLR對(duì)地加一個(gè)104電容，再反復(fù)測試，沒有出現(xiàn)誤動(dòng)作現(xiàn)象。為了進(jìn)一步提高硬件的抗干擾能力，在74HC273的寫CLR端加一個(gè)471電容，實(shí)際效果更好，大大提高了M3464Z的抗干擾能力，增加了穩(wěn)定性。M3464Z也成為數(shù)采部第一個(gè)通過8KV靜電干擾的產(chǎn)品。案例3：避免CPU自復(fù)位給輸出控制帶來影響PS4850/10電源系統(tǒng)監(jiān)控模塊PSM-5在解決MODEM口與后臺(tái)通訊不良問題的市場更改中，曾設(shè)計(jì)了通過程序引導(dǎo)進(jìn)入陷阱來定時(shí)對(duì)89C52作初始化的功能，測試中偶爾出現(xiàn)所有已經(jīng)限流關(guān)閉的整流模塊短時(shí)間內(nèi)被控制放開又關(guān)閉的現(xiàn)象。經(jīng)分析，整流模塊的輸出開關(guān)控制信號(hào)由89C52的P1口發(fā)出，經(jīng)反相器驅(qū)動(dòng)后，通過光耦連接至整流模塊。相應(yīng)的P1口端腳置高電平時(shí)，模塊放開；低電平時(shí)，模塊關(guān)閉。復(fù)位過程中，89C52的I/O口都為高電平，自然會(huì)導(dǎo)致上述現(xiàn)象的出現(xiàn)。I/O口作輸出控制信號(hào)使用時(shí)應(yīng)該通過鎖存器鎖存，這樣就可以避免類似現(xiàn)象的發(fā)生。7.2.8分壓電路 測試說明：分壓電路是采樣電路的一個(gè)基本電路，如模擬量直流電壓的采樣，由于遠(yuǎn)大于電源電壓或A/D芯片的工作電壓，因此需要分壓電路，將較高的被測電壓按線性分壓后，送入A/D芯片，進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，從而完成被測量的采樣。1.分壓后的采樣端（即送到A/D采樣）應(yīng)有濾波處理，防止由于電壓波動(dòng)或干擾造成異常采樣，建議為的電容；2.分壓后的采樣端應(yīng)有限幅處理，通常選用TVS管進(jìn)行保護(hù)；3.分壓后的采樣端一般先經(jīng)過射隨器，然后才送到A/D或V/F電路進(jìn)行轉(zhuǎn)換。該射隨器可能是通過多路通道選擇開關(guān)與其它被測量共用的； 測試方法：審查電路原理圖是否與測試說明一致。 判定標(biāo)準(zhǔn)：符合測試說明為合格，否則不合格。 參考案例：無7.2.9鍵盤電路 測試說明：我司在電源監(jiān)控中常用的編碼電路主要有鍵盤電路。鍵盤電路一般使用專用的鍵盤控制芯片如8279、MM74C923等，也有直接使用I/O口進(jìn)行編碼的電路。1.應(yīng)注意鍵盤芯片的復(fù)位與CPU復(fù)位時(shí)間的匹配，來說，該類芯片的復(fù)位較CPU復(fù)位的要求時(shí)間要長，如果外圍芯片的復(fù)位時(shí)間較長時(shí)，在CPU復(fù)位完成后，程序開始執(zhí)行時(shí)增加延時(shí)以等待外圍芯片完全復(fù)位。2.電路需有消抖電容，按鍵信號(hào)不得有抖動(dòng)現(xiàn)象，否則為嚴(yán)重問題。3.按鍵時(shí)不得有打火現(xiàn)象，應(yīng)該在按鍵和地之間串連一電阻消除打火現(xiàn)象，否則為嚴(yán)重問題。 測試方法：詳見測試說明。 判定標(biāo)準(zhǔn)：符合測試說明，合格；否則，不合格。 參考案例：案例1：初始化不充分造成的按鍵無效。在B142FD3測試過程中，由于其復(fù)位之后，CPU給定的初始化時(shí)間太短，約100ms，造成8279沒有完全復(fù)位，導(dǎo)致按鍵無效。在程序的初始化部分增加延時(shí)時(shí)間，問題得以解決。案例2：按鍵時(shí)電容引起的打火現(xiàn)象。GSM電源的按鍵電路是由上拉電阻、緩沖驅(qū)動(dòng)器、按鍵和消抖電容構(gòu)成的，測試過程中發(fā)現(xiàn)按鍵有打火現(xiàn)象，分析原因是由于電容充電后又在按鍵時(shí)瞬間接地造成的，因此，在按鍵和地之間串聯(lián)一個(gè)100的電阻，該問題解決。7.2.10模擬量通道選擇電路 測試說明通道選擇電路一般選用模擬多路選擇器4051/4052來實(shí)現(xiàn)，以達(dá)到宏觀上多路模擬信號(hào)的并行采集。主要關(guān)注以下幾點(diǎn)：1）4052輸出端是否直接接有電容；有時(shí)因?yàn)檩敵鰹V波和抗干擾需要，會(huì)在模擬通道選擇輸出端接濾波電容，如圖1所示，但如果電路型式如圖a所示，在輸入通道間存在較大壓差時(shí)，會(huì)導(dǎo)致流過4051的沖擊電流過大，長時(shí)間運(yùn)行會(huì)損壞4051，所以應(yīng)該用RC濾波電路，如圖b所示。圖.(a)錯(cuò)誤電路圖圖.(b)正確的電路圖2）輸入通道在切換時(shí)電平是否會(huì)相互影響；關(guān)注RC濾波時(shí)間，如果RC值比較大，或者輸入信號(hào)為微電平信號(hào)，在通道切換時(shí)間比較短時(shí)，通道之間電壓會(huì)相互影響。尤其在空懸著的輸入通道，當(dāng)切換到這個(gè)輸入通道時(shí)，電容C上的電平施放不了或者施放緩慢，在進(jìn)行AD采集時(shí)會(huì)將電容上的殘余電壓當(dāng)作信號(hào)電壓。3）輸入電壓是否做了電壓保護(hù)；應(yīng)保證4051幾個(gè)模擬量端口的信號(hào)電壓不能超過電源電壓。當(dāng)輸入端電平超過4051正負(fù)電源電壓時(shí)，會(huì)損壞器件。4）4051電源端有VDD、VSS及

VEE，其中VDD和VSS為數(shù)字部分提供電源，VEE和VDD為模擬部分電源。例如，VDD=，VSS=GND，VEE=-5V，那么0~5V的控制信號(hào)可以選通-5V～+5V的模擬信號(hào)，0V為L電平，而不是-5V是L電平5)理論分析流過模擬多選一開關(guān)通道的最大電流，不應(yīng)超過器件資料限制。6)充分考慮到模擬多選一開關(guān)內(nèi)阻的影響。一般情況下，內(nèi)阻在200歐姆左右，應(yīng)不會(huì)對(duì)整體電路性能造成影響。 測試方法：審查電路原理圖是否符合測試說明要求。 判定標(biāo)準(zhǔn)：符合測試說明，合格；否則不合格。 參考案例：案例1采集口懸空時(shí)零漂過大PFU-12模擬電壓精度測試時(shí)，當(dāng)對(duì)第N路通道進(jìn)行采樣時(shí)，第N+1路通道采集口懸浮時(shí)，零漂過大。只在采樣通道的下一通道才發(fā)生零漂過大問題，其他采集通道不會(huì)出現(xiàn)。將N+1路通道采集口接地，零漂問題消失。對(duì)PFU-12的電路圖進(jìn)行分析，采集通道間是通過一個(gè)多路開關(guān)4051由上至下進(jìn)行切換后送到V/F去采樣，如圖示:當(dāng)對(duì)VB1輸入4VDC時(shí)，通道切換到VB1時(shí)，此時(shí)對(duì)電容C118進(jìn)行充電，當(dāng)通道切換到IB1時(shí)，C118上的電壓還未放掉，所以造成懸浮的時(shí)候讀數(shù)過大。解決方案：每次采集一次模擬通道信號(hào)后切換到地端，將電容上的電放掉。案例2飛電容采樣采樣電壓偏低【問題描述】SMIO板中試試制過程中，發(fā)現(xiàn)單板在調(diào)試過程中出現(xiàn)工裝測試不通過的情況，主要表現(xiàn)為單板上某些隔離通道（AI）采樣電壓值的結(jié)果偏低，而且出現(xiàn)這種情況的通道在每塊板子上都不相同?！締栴}分析】SMIO隔離采樣通道（AI）采用的飛電容采樣原理如圖所示飛電容進(jìn)行隔離采樣的操作時(shí)序：首先，關(guān)斷光繼電器SW2，隨后，打開光繼電器SW1，輸入信號(hào)對(duì)飛電容進(jìn)行充放電。待飛電容充放電過程結(jié)束后，先關(guān)斷光繼電器SW1，之后再打開光繼電器SW2，將飛電容上的信號(hào)輸入后續(xù)的V/F轉(zhuǎn)換電路，進(jìn)行采樣計(jì)算。 工裝測試對(duì)隔離通道進(jìn)行電流信號(hào)測試，單板上某些測量通道測量值偏小的現(xiàn)象。用Tools99E進(jìn)行采集也會(huì)出現(xiàn)相同的問題，該現(xiàn)象是固定的，能夠復(fù)現(xiàn)的。采樣值偏小可能原因是：在輸入信號(hào)完成對(duì)飛電容充放電后，在切換光繼電器進(jìn)行采樣時(shí)，由于光繼電器SW1未完全關(guān)斷，飛電容上的電荷泄漏進(jìn)AGND，造成采樣值偏低。查看器件資料，發(fā)現(xiàn)松下光繼電器的典型關(guān)斷時(shí)間為，最大關(guān)斷時(shí)間為；而廈門華聯(lián)的光繼電器為典型關(guān)斷時(shí)間為，最大關(guān)斷時(shí)間為1ms。在SMIO單板軟件設(shè)計(jì)中，將飛電容切換時(shí)光繼電器SW1的關(guān)斷時(shí)間設(shè)置為，忽略了器件參數(shù)離散性的問題，沒有考慮到不同廠家或同一廠家不同批次的光繼電器間電氣參數(shù)的差異。SMIO中試樣機(jī)中采用的是廈門華聯(lián)光繼電器，這一批次的光繼電器的關(guān)斷時(shí)間大于，因此程序不能保證進(jìn)行采樣計(jì)算時(shí)光繼電器SW1完全關(guān)斷，飛電容上的電荷泄漏進(jìn)AGND，造成采樣值偏低造成?！窘鉀Q措施】修改單板軟件，在設(shè)計(jì)飛電容切換控制邏輯時(shí)，將不同廠家或同一廠家不同批次的光繼電器關(guān)斷時(shí)間的差異考慮在內(nèi)。保證光繼電器完全關(guān)斷后，再進(jìn)行飛電容的切換。經(jīng)試驗(yàn)，在光繼電器SW1關(guān)斷和SW2打開之間加入一定的延時(shí)，可以解決測量值偏小的問題。案例3SMBAT飛電容采樣采樣電壓偏低【問題描述】SMBAT板在正樣測試過程中，發(fā)現(xiàn)單板在采集25路蓄電池組單體電壓時(shí)出現(xiàn)采集值比實(shí)際值偏低的現(xiàn)象，而在SMBAT板初樣測試過程中，并未出現(xiàn)該問題?！締栴}分析】在SMBAT正樣測試中，所有蓄電池組單體電壓的采集值都偏低，而在SMBAT初樣測試中，并未出現(xiàn)該問題。通過對(duì)飛電容采樣電路進(jìn)行分析，我們發(fā)現(xiàn)SMBAT初樣和正樣樣機(jī)的飛電容采樣電路的結(jié)構(gòu)和元器件電氣參數(shù)都未作改變。不同之處在于，正樣測試階段我們采用了新定制的蓄電池電壓采樣電纜。考慮到器件降額設(shè)計(jì)的問題，我們將原來采樣電纜的限流保護(hù)電阻R的阻值由1Kohms改為10Kohms，這將改變飛電容的時(shí)間常數(shù)，則新的時(shí)間常數(shù)：所以，在SMBAT正樣實(shí)際控制過程中，飛電容的充放電時(shí)間應(yīng)為1000ms（約為15），而SMBAT正樣的軟件未作修改，飛電容的充放電時(shí)間仍然為100ms。因此，我們確定蓄電池組單體電壓采樣值偏低的原因是采樣信號(hào)對(duì)飛電容的充放電時(shí)間不夠引起的。7.2.11有效值電路 測試說明：交流信號(hào)如交流電壓、交流電流等需要經(jīng)過有效值變換電路變換為有效值后，進(jìn)行交流電壓、交流電流的采樣。交流信號(hào)的有效值變換電路一般采用有效值轉(zhuǎn)換芯片AD637，該芯片將輸入的交流電壓有效值轉(zhuǎn)換為一個(gè)成正比關(guān)系的直流電壓信號(hào)，以便進(jìn)行A/D或V/F變換。典型電路如下：圖：有效值轉(zhuǎn)換電路典型應(yīng)用關(guān)于該電路：1.輸入阻抗典型值為8k，所以輸入電壓信號(hào)內(nèi)阻不能太大，一般通過射極跟隨器進(jìn)行阻抗變換。2.平均電容（pin8）一般取，濾波電容（pin1）一般取1uF，pin6和pin9之間的電阻一般取1k。3.采樣時(shí)間一般應(yīng)有約150ms的延時(shí)，否則會(huì)因其穩(wěn)定時(shí)間不足造成采樣錯(cuò)誤。 測試方法：審查電路原理圖是否與測試說明一致； 判定標(biāo)準(zhǔn)：符合測試說明為合格，否則不合格。 參考案例： 無7.2.12差分放大電路 測試說明：1、基本概念及電路說明在通信電源的信號(hào)檢測中，如電池電流、負(fù)載電流由于其檢測傳感器為分流器，因此其輸出信號(hào)為差分信號(hào)，且為弱電壓信號(hào)，因此需要經(jīng)過高精度的儀表用放大器對(duì)其進(jìn)行檢測。在通道選擇時(shí)，應(yīng)同時(shí)選通差分信號(hào)的正信號(hào)端和負(fù)信號(hào)端，因此在做通道選擇時(shí)一般選用雙2-4通道選擇開關(guān)，或使用兩片單通道選擇開關(guān)同時(shí)選通其對(duì)應(yīng)通道來實(shí)現(xiàn)。在經(jīng)過儀表放大器放大后，其處理同其它模擬量信號(hào)的處理方式。1）使用集成電路AD620典型電路如下圖：2）對(duì)于低成本產(chǎn)品，儀表放大器模塊使用公司的CBB電路，其典型電路如下：2、測試注意點(diǎn)應(yīng)注意信號(hào)輸入端是否有限流電阻，防止由于異常導(dǎo)入大電流時(shí)使器件發(fā)生損壞；信號(hào)輸入端是否有限壓電路，防止電路異常時(shí)輸入過大或過低電壓造成芯片損壞，影響其余通道的正常工作；對(duì)于AD620,是否有抗干擾措施，濾波電容2C70應(yīng)靠近差動(dòng)放大器的輸入端，電阻2R45應(yīng)靠近差分放大器放置，才能起到較好的濾波效果，否則可能由于電路本身干擾造成測量結(jié)果存在較大誤差；差動(dòng)放大器的放大倍數(shù)應(yīng)合適不能造成放大器飽和或超出后續(xù)電路的輸入范圍。 測試方法：審查電路原理圖的電路拓?fù)涫欠衽c測試說明一致。 判定標(biāo)準(zhǔn)：符合測試說明為合格，否則不合格。 參考案例：7.2.13壓頻轉(zhuǎn)換電路 測試說明：對(duì)模擬量進(jìn)行采樣時(shí)一般通過A/D轉(zhuǎn)換電路或壓頻轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換為數(shù)字量以便CPU電路進(jìn)行處理，我司電源監(jiān)控中一般采用壓頻轉(zhuǎn)換電路（V/F）轉(zhuǎn)換為頻率信號(hào)，然后通過計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)得到模擬量信號(hào)大小。在模擬量信號(hào)采集通道中，傳感器輸入信號(hào)首先進(jìn)行信號(hào)處理：直流電壓進(jìn)行分壓處理，交流電壓信號(hào)進(jìn)行有效值轉(zhuǎn)換，mV級(jí)電流采樣信號(hào)進(jìn)行差動(dòng)放大，電流型溫濕度信號(hào)進(jìn)行電流信號(hào)電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換處理；然后CPU或MPU選通某一通道信號(hào)將所處理的電壓信號(hào)進(jìn)行V/F變換，變換后的頻率信號(hào)經(jīng)光藕隔離并整形后進(jìn)入CPU或MPU計(jì)數(shù)器進(jìn)行軟件處理轉(zhuǎn)換。模擬量處理通道如下圖所示。我司用到的VF轉(zhuǎn)換芯片有，VFC32,AD7740等。(1)VFC32變換電路1.Fout的頻率與輸入電壓Vin、R1、R2、VREF及Tos有關(guān)，即Fout=(Vin/R1+VREF/R2)/(1mA×Tos)(1)對(duì)于確定的V/F轉(zhuǎn)換電路而言,VREF、R1、R2、Tos=(C3+44pF)×k均為恒值，因此上式可寫成：Fout=K×Vin+b;即V/F轉(zhuǎn)換電路的輸出信號(hào)的頻率與輸入電壓信號(hào)成正比。2.在輸出頻率范圍18KHz~100KHz內(nèi)，測試輸出頻率和輸入電壓的線性關(guān)系。3.輸出滿量程頻率100KHz和測量電壓范圍(0~5VDC)、以及芯片資料要求選取C3、C4的值分別為330pF和1000pF。4.R1、R2決定了頻率輸出范圍，輸出頻率范圍太小將使分辨率降低，同時(shí)影響測量精度，建議R1=30k，R2=100k。5.檢查輸入信號(hào)范圍是否0～5VDC，基準(zhǔn)電壓是否在5V±2mV以內(nèi)。6.電容C3影響輸出頻率范圍，因此要選用溫漂小的電容，比如選用NPO電容。7.CPU脈沖識(shí)別能力不小于2uS，測量時(shí)間不小于30mS。8，電路應(yīng)該有輸入電壓保護(hù)電路；9，由于光耦的開通和關(guān)斷的延時(shí)是不一樣的，因此，將導(dǎo)致方波波形的變化。也就可能高脈沖和低電平寬度不一致。因此需要審查是否經(jīng)過反向器整形后進(jìn)入CPU。10，需要考慮模擬信號(hào)的輸入阻抗和輸出阻抗匹配；在CD4051和AD之間是否加了一級(jí)運(yùn)放射隨的原理審查。由于CD4051輸出阻抗過高、AD輸入阻抗低的原因，我們在CD4051和AD之間加了一級(jí)運(yùn)放射隨；（2）AD7740變換電路典型電路如下：根據(jù)AD7740的轉(zhuǎn)換公式，輸出FOUT的頻率如下式fout=fin*(80%*VIN/REFIN+10%) 測試說明：電路應(yīng)該有輸入電壓保護(hù)電路；由于光耦的開通和關(guān)斷的延時(shí)是不一樣的，因此，將導(dǎo)致方波波形的變化。也就可能高脈沖和低電平寬度不一致。因此需要審查是否經(jīng)過反向器整形后進(jìn)入CPU。需要考慮模擬信號(hào)的輸入阻抗和輸出阻抗匹配；在CD4051和AD之間是否加了一級(jí)運(yùn)放射隨的原理審查。由于CD4051輸出阻抗過高、AD輸入阻抗低的原因，我們在CD4051和AD之間加了一級(jí)運(yùn)放射隨； 測試方法：審查電路原理圖是否與測試說明一致。 判定標(biāo)準(zhǔn)：符合測試說明為合格，否則不合格。參考案例：7.2.14RS485/422電路 測試說明：1電路說明RS485是一種半雙工的通訊方式，RS422是一種全雙工的通訊方式。1）RS－422接口電平轉(zhuǎn)換電路與聯(lián)接方法它要求驅(qū)動(dòng)器雙端輸出電平在±2V～±6V之間，接收器可檢測到的信號(hào)為±200mV。有些驅(qū)動(dòng)/接收器具有三態(tài)控制，用適當(dāng)?shù)男盘?hào)控制芯片的三態(tài)控制端，就可實(shí)現(xiàn)幾個(gè)設(shè)備在一對(duì)接口傳輸線上采用全雙工方式接收和發(fā)送數(shù)據(jù)。RS－422采用雙端平衡傳輸方式，即輸入輸出均為差動(dòng)方式。其中一條線是邏輯1時(shí)，另一條線為邏輯0。由于兩條雙絞線傳送的是一對(duì)互補(bǔ)信號(hào)，故抗干擾能力強(qiáng)、傳輸速率高。應(yīng)用RS－422驅(qū)動(dòng)器和接收器時(shí)，最大傳輸速率為10MB/s，這種情況下傳輸長度為120m；傳輸速率降低時(shí)，傳輸距離可達(dá)1200m。在實(shí)際應(yīng)用中，由于RS-485/422通信電路的工作可靠性有很高的要求，所以必須在電路設(shè)計(jì)中增加外圍電路來增強(qiáng)電路工程適應(yīng)能力和抵抗各種干擾的能力。在以下的設(shè)計(jì)規(guī)范中，我們對(duì)RS-485/422電路增加了光耦隔離和總線匹配抗擾網(wǎng)絡(luò)，這些措施都在實(shí)際應(yīng)用中得到過檢驗(yàn)，是不可缺少的部分，設(shè)計(jì)人員可根據(jù)相關(guān)規(guī)范和具體技術(shù)要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。對(duì)RS-485/422總線匹配抗擾網(wǎng)絡(luò)部分的設(shè)計(jì)，考慮到工程組網(wǎng)處理的適應(yīng)性，相關(guān)電路被設(shè)計(jì)置于總線上所有通信節(jié)點(diǎn)的收發(fā)端，這些外圍電路可根據(jù)主控方節(jié)點(diǎn)和從屬方節(jié)點(diǎn)分別考慮。在RS－422電路設(shè)計(jì)中節(jié)點(diǎn)的發(fā)送端和接收端的外圍匹配抗擾電路也有所不同。2）RS485方式接口電路及轉(zhuǎn)換方法與RS－422類似，RS－485也是采用平衡驅(qū)動(dòng)、雙端平衡差分輸入方式，技術(shù)性能規(guī)范與RS－422相同，接口聯(lián)接方法也一樣。它與RS－422驅(qū)動(dòng)器具有較強(qiáng)負(fù)載能力，接收器的負(fù)載較小，允許一個(gè)驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)多個(gè)從機(jī)輸入，多個(gè)從機(jī)的輸出（每個(gè)時(shí)刻只有一個(gè)有效）需聯(lián)到主機(jī)的輸入端。在這種一個(gè)驅(qū)動(dòng)器連到多個(gè)連接器的場合，應(yīng)使用RS－485接口。RS-485的發(fā)送和接收在一組總線上，所以每個(gè)節(jié)點(diǎn)的外圍電路按RS-422的接收端設(shè)計(jì)?？偩€匹配抗擾部分中，由C1和R2組成RS-485/422終端匹配網(wǎng)絡(luò)，兩個(gè)4148的作用是利用自身的鉗位吸收作用增強(qiáng)總線的抗干擾能力。在平衡通信線A和B上，設(shè)計(jì)了10k的上拉電阻和51k的下拉電阻〔也可將下拉電阻設(shè)計(jì)為10k，但是為了匹配起見，主控方和從屬方必須一致〕作用是提高總線空閑電平，增加對(duì)差模干擾抵抗能力；安規(guī)電容、10M泄放電阻和穩(wěn)壓管〔或TVS管〕的作用，是為了抵抗從RS-485/422總線引入的靜電和脈沖干擾，達(dá)到設(shè)計(jì)要求的靜電和脈沖等EMC等級(jí)。典型電路如下圖所示。圖 通信接口電路如果在上圖的接口電路中，去掉匹配電路R2、C1，以及兩個(gè)二極管1N4148，則成為RS-422從屬節(jié)點(diǎn)接收端接口電路。如果是RS-485電路從屬主控節(jié)點(diǎn)，同樣電路中也必須增加收發(fā)控制電路和數(shù)據(jù)發(fā)送隔離部分。和主控節(jié)點(diǎn)相比，從屬節(jié)點(diǎn)的接收電路只是缺少了終端匹配網(wǎng)絡(luò)，其他完全相同，功能也相同。設(shè)計(jì)中需要注意的地方是主控節(jié)點(diǎn)和從屬節(jié)點(diǎn)的上下拉電阻必須一致，否則對(duì)差模干擾的抵抗能力會(huì)降低。再在RS－422從屬節(jié)點(diǎn)接收端接口電路的基礎(chǔ)上，僅保留穩(wěn)壓管（TVS管）則成為RS422方式的通信節(jié)點(diǎn)發(fā)送方的電路，在電路的外部接口中只需要從EMC的角度設(shè)計(jì)的穩(wěn)壓管或TVS管。 收發(fā)控制電路的典型電路工作過程為：CPU發(fā)出的控制信號(hào)經(jīng)過緩沖驅(qū)動(dòng)后經(jīng)光藕隔離，控制通信芯片的收發(fā)控制端。原邊上拉電阻一般在150~330，副邊上拉電阻一般為~，如圖所示：發(fā)送數(shù)據(jù)流和接收數(shù)據(jù)流的數(shù)據(jù)流向的典型電路工作過程為：信號(hào)經(jīng)緩沖驅(qū)動(dòng)器緩沖驅(qū)動(dòng)后，再由高速光藕隔離，送到ADM483E的數(shù)據(jù)發(fā)送端，變換成為差動(dòng)信號(hào)送到通信數(shù)據(jù)總線上。485的數(shù)據(jù)接收信號(hào)從ADM483E輸出，經(jīng)高速開關(guān)二極管選擇后，由高速光藕隔離，再經(jīng)斯密特觸發(fā)器整形后，送到通訊芯片的串行數(shù)據(jù)輸入端。RS485方式僅用到圖2中的一片ADM483E，即U28，數(shù)據(jù)流的收發(fā)方向控制由圖1中的電路進(jìn)行控制。但在用到RS422方式進(jìn)行通訊時(shí)，其發(fā)送數(shù)據(jù)流使用圖2中的U28，接收數(shù)據(jù)使用U29。在程序中使RS485方式的收發(fā)控制信號(hào)/DTR一直輸出高電平，保持U28處于發(fā)送狀態(tài)，U29則由于其收發(fā)控制端一直箝位在低電平而保持為接收狀態(tài)。如圖所示：圖差分通信電路通訊保護(hù)電路RS485電路的數(shù)據(jù)保護(hù)電路基本上采用的是上拉電阻和下拉電阻的方式，主要有以下幾種方式：(1)T+采用10k的上拉電阻，T-采用51k的下拉電阻，該方式保持在沒有數(shù)據(jù)流時(shí)保持差動(dòng)信號(hào)為高電平；(2)上拉電阻和下拉電阻阻值都為10k，且都通過穩(wěn)壓二極管連接到通訊電源的地電位上，在差動(dòng)信號(hào)之間串聯(lián)120的電阻和的電容。第(1)種方式還有改進(jìn)形式，如1.4.2.1節(jié)的電路原理圖中的保護(hù)電路部分。其中的電容為金膜電容，二極管為開關(guān)二極管，利用自身的鉗位吸收作用增強(qiáng)電路的抗干擾能力。同時(shí)共模電容和穩(wěn)壓二極管（或TVS管）對(duì)通訊接口芯片ADM483E進(jìn)行保護(hù)。另有一種比較好的控制方式是通過ADM的發(fā)送信號(hào)進(jìn)行邏輯操作后，來控制ADM483的發(fā)送接收控制端，只有當(dāng)有數(shù)據(jù)發(fā)送時(shí)，ADM的控制端變?yōu)楦唠娖剑加肦S485總線，否則為低電平，處于接收狀態(tài)，避免從機(jī)初始化過程或故障時(shí)，影響總線的正常功能；原理圖如下所示：2測試關(guān)注點(diǎn)1）端口保護(hù)。增加相應(yīng)的光耦隔離，緩沖器驅(qū)動(dòng)，電阻上拉或下拉等共同完成。2）對(duì)于485電路的正負(fù)輸入線上不應(yīng)存在不平衡問題，主控節(jié)點(diǎn)和從節(jié)點(diǎn)的上下拉電阻必須一致。3）對(duì)于485浮空時(shí)，應(yīng)有有效的抗干擾措施，增加終端匹配電阻。4)對(duì)空閑電平（>200mV）及共模干擾電壓的處理應(yīng)合適，在終端匹配網(wǎng)絡(luò)中串入2個(gè)二極管，利用二極管的鉗位吸收作用消除空閑電平。5）對(duì)應(yīng)485的終端中的終端電阻的選取應(yīng)合適（一般輸出端需要上拉電阻，阻值依據(jù)設(shè)計(jì)的驅(qū)動(dòng)能力，一般范圍為1K—10K，僅供參考）。6）對(duì)于485電路缺省狀態(tài)，應(yīng)該為接收狀態(tài)，避免從機(jī)初始化過程或故障時(shí)，影響總線的正常功能。 測試方法：詳見測試關(guān)注點(diǎn)。 判定標(biāo)準(zhǔn)： 滿足測試說明，合格；否則，不合格。 參考案例：案例1：測試方法不當(dāng)造成的通信中斷【現(xiàn)象描述】多屏系統(tǒng)通訊時(shí)，使用一個(gè)示波器探頭測試其通訊波形時(shí)導(dǎo)致通訊失敗不能恢復(fù)，通過修改軟件后，為繼續(xù)跟蹤該問題，使用了兩個(gè)普通示波器探頭（P6109B型），通道1測試通信總線上的差分驅(qū)動(dòng)信號(hào)，通道2測試通信的收發(fā)控制信號(hào)。結(jié)果更加頻繁地導(dǎo)致通訊失敗，且該現(xiàn)象每次都可復(fù)現(xiàn)?！驹蚍治觥块_始時(shí)，我們還以為是除了軟件原因外還有其它原因，但最后發(fā)現(xiàn)是由于示波器使用方法不對(duì)，原因是通道1測試的差分信號(hào)的地電位和通道2的地電位相同，導(dǎo)致差分信號(hào)中的TX-和GND短路，引起數(shù)據(jù)總線上的電位變化從而導(dǎo)致通訊失敗。由此可見，由于儀器的使用不當(dāng)同樣會(huì)導(dǎo)致很多問題。使用普通探頭測量差分信號(hào)時(shí)，一定要注意此問題。 案例2：終端匹配電阻對(duì)RS485通訊的影響【現(xiàn)象描述】在進(jìn)行PROFIBUS適配器調(diào)試時(shí)，總線通訊速率，通訊距離15米（雙絞線），系統(tǒng)不能正常工作，表現(xiàn)為適配器不能穩(wěn)定地處于數(shù)據(jù)交換狀態(tài)。降低波特率至500Kbps【原因分析】在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下，干擾并不嚴(yán)重，并且通訊距離較短，所以可以排除是外界電磁干擾的影響。降低波特率后工作正常，并且遠(yuǎn)未達(dá)到PROFIBUS接口芯片的極限速率（12Mbps），說明適配器軟件和硬件基本正常。觀察總線波形，發(fā)現(xiàn)在時(shí)由于傳輸反射的影響，總線波形變得非常惡劣。反射波形成的振蕩持續(xù)時(shí)間較長，幅值很大，干擾了正常的通信。而在500Kbps時(shí)反射波的持續(xù)時(shí)間與1bit時(shí)間相比可以忽略?！窘鉀Q措施】為了減小反射波的影響，在總線兩端安裝終端電阻。安裝終端電阻以后通訊正常，提高波特率至6Mbps，工作仍然正常?；谶^去的經(jīng)驗(yàn)，我們又采用了不同的終端形式進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)阻容形式的終端同樣可以起到抑制反射的作用，但由于電容存在充放電過程，所以不適宜在高速通訊時(shí)采用。電阻終端形式如下：帶電容的終端形式如下：電容兩端并二極管的終端形式注：在低速下電阻和電容所組成的總線終端形式可參考數(shù)采部的相關(guān)電路規(guī)范。由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出來1、在高速通訊時(shí)如果不加總線終端就不能正常工作。2、在高速的情況下，加電容終端會(huì)影響信號(hào)的質(zhì)量，使通訊無法正常進(jìn)行，但電容對(duì)噪聲和反射的吸收效果明顯。低速（起碼小于500Kbps）時(shí)可以加電容終端，但高速時(shí)不能加電容終端。減小電容值可以提高工作波特率，電容兩端并二極管也可以提高工作波特率。案例3：從機(jī)故障對(duì)RS485總線的影響【現(xiàn)象描述】問題描述：單板上RS485接口在上電初始化時(shí)或故障時(shí)為發(fā)送狀態(tài)，會(huì)占用總線，導(dǎo)致總線癱瘓的問題；問題記錄：在進(jìn)行絕緣監(jiān)測儀單板電路審查時(shí)，發(fā)現(xiàn)當(dāng)單板初始化過程中，RS485控制端為發(fā)送狀態(tài)，這樣可能造成從板插入RS485總線瞬間會(huì)對(duì)總線產(chǎn)生干擾，而且如果從板CPU不工作時(shí)，可能會(huì)導(dǎo)致該從機(jī)一直占用總線，系統(tǒng)中RS485總線上的其他設(shè)備都不能正常通訊。在ACU的系統(tǒng)測試中，出現(xiàn)SM模塊的CPU拔出后，整個(gè)485總線失效【原因分析】如下所示的RS485通訊原理圖是絕緣監(jiān)測儀從機(jī)板上和主機(jī)通訊的接口電路，一個(gè)絕緣監(jiān)測儀主機(jī)支持最多32個(gè)從機(jī)，而且從機(jī)支持熱插拔。在從機(jī)的通訊接口電路中，ADM的發(fā)送接收的控制端是通過一個(gè)光藕和74HC244驅(qū)動(dòng)芯片（驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)為直通電路）連接到W78E58CPU的腳（等效下圖）。ADM的發(fā)送接收控制端是發(fā)送高有效，而的上電默認(rèn)電平為高電平，光藕導(dǎo)通，ADM的控制端為高電平，即為發(fā)送狀態(tài)；這樣在從機(jī)進(jìn)行熱插拔過程中，會(huì)有一個(gè)短時(shí)間的發(fā)送狀態(tài)，占用RS485總線，可能會(huì)影響到主機(jī)和其他從機(jī)的通訊。而且當(dāng)CPU故障或當(dāng)光藕故障時(shí)，都可能導(dǎo)致故障的從機(jī)一直占用總線，而使整個(gè)總線失效。【解決措施】修改電路，通過ADM的發(fā)送信號(hào)進(jìn)行邏輯操作后，來控制ADM483的發(fā)送接收控制端，只有當(dāng)有數(shù)據(jù)發(fā)送時(shí)，ADM的控制端變?yōu)楦唠娖剑加肦S485總線，否則為低電平，處于接收狀態(tài)，避免從機(jī)初始化過程或故障時(shí)，影響總線的正常功能。原理圖見測試說明。7.2.15RS232電路 測試說明：RS232是在電源監(jiān)控中常用的一種通訊方式，且使用方便，能夠直接與計(jì)算機(jī)進(jìn)行連接。我司常用的RS232通信芯片是MAXIM232、MAXIM202、ADM202、ADM232等。芯片的驅(qū)動(dòng)器輸出阻抗大于300，接收器的輸入阻抗為3~7k，最大速率達(dá)120kbps。傳輸距離一般不超過15m。典型應(yīng)用電路如下圖（圖中沒有外部保護(hù)電路）：圖RS232通信電路1）電容C203、C204分別為充電電容，其大小按照datasheet選取，若和datasheet不一致，推薦如下要求選?。篗AXIM202E應(yīng)選用的陶瓷電容，在有其它要求時(shí)，一般不超過10uF，推薦選用；ADM202E應(yīng)選用10uF的陶瓷電容，在有其它要求時(shí)，一般不超過47uF，推薦選用10uF。2）電容C206、C207分別為輸出濾波電容，其大小按照datasheet選取，若和datasheet不一致，推薦如下要求選?。篗AXIM202E應(yīng)選用的陶瓷電容，在有其它要求時(shí)，一般不超過10uF，推薦選用；ADM202E應(yīng)選用10uF的陶瓷電容，在有其它要求時(shí)，一般不超過47uF，推薦選用10uF。因?yàn)檫@兩個(gè)電容影響驅(qū)動(dòng)輸出的噪聲容限，但可增強(qiáng)驅(qū)動(dòng)能力。3）電源旁路電容C202最小取，且一般應(yīng)大于C203、C204、C206、C207的取值，主要是電源去耦。4）端口保護(hù)：從RS232收發(fā)控制器到CPU通信電路之間一般應(yīng)有信號(hào)隔離電路，防止外部干擾信號(hào)影響CPU正常工作。 測試方法：審查電路原理圖是否滿足測試說明。 判定標(biāo)準(zhǔn)： 滿足測試說明，合格。否則，不合格。 參考案例： 無7.2.16CAN電路 測試說明：CAN－ControllerAreaNetwork（控制器局域網(wǎng)）屬于現(xiàn)場總線的范疇，它是一種有效支持分布式控制或?qū)崟r(shí)控制的串行通訊網(wǎng)絡(luò)。它具有多主站依據(jù)優(yōu)先權(quán)進(jìn)行總線訪問，無破壞性的基于優(yōu)先權(quán)的仲裁，借助接收濾波的多地址幀傳送，遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)請求，錯(cuò)誤檢測和出錯(cuò)信令等優(yōu)點(diǎn)。CAN系統(tǒng)內(nèi)兩任意節(jié)點(diǎn)間的最大傳輸距離與其位速率有關(guān)，在速率為1Mbps時(shí)，最大總線長度可達(dá)40m。目前一次電源新開發(fā)的整流模塊與監(jiān)控單元間的通訊都是基于CAN的。1) 端口保護(hù)和端口匹配測試中應(yīng)該注意CAN的端口保護(hù)和端口匹配阻抗。我司最新的端口保護(hù)電路原理圖如下： CAN總線兩端必須接匹配電阻R605與R606，一般選擇。2)總線驅(qū)動(dòng)電路下圖給出了采用Philips公司的82C250（也是目前一次電源產(chǎn)品所用的CAN驅(qū)動(dòng)芯片）總線驅(qū)動(dòng)器的CAN通訊接口電路。(1)光耦的測試光耦的測試請參見本規(guī)范光藕測試部分。.(2)驅(qū)動(dòng)芯片PCA82C250的測試PCA82C250是一款具有很強(qiáng)的驅(qū)動(dòng)能力的CAN驅(qū)動(dòng)芯片，其內(nèi)部自動(dòng)實(shí)現(xiàn)收發(fā)信號(hào)與差分信號(hào)之間的轉(zhuǎn)換，并且通過RS口外界電阻R116的不同提供了兩種運(yùn)行模式，它們分別是高速模式和斜率控制模式。0<R116<k時(shí)，為高速模式(VRS<；k<R116<140k時(shí)，為斜率控制模式(10A<-IRS<200A)。其輸出的差分信號(hào)的邊沿斜率隨著R116的增大而減小。為了降低對(duì)外的電磁干擾，通常在速率允許的情況下采用斜率控制模式。（3）濾波電路的測試為減小干擾，有必要對(duì)CANTX和CANRXD信號(hào)進(jìn)行RC（圖中R122/C101與R110/C93）濾波處理，濾波截至頻率選擇為f＝1/（2ЛRC）=338K＞＞125K。（由于一次電源的CAN通訊頻率為125K，如果通訊頻率不同，需要作相應(yīng)變化） 測試方法：審查電路原理圖的端口保護(hù)電路以及驅(qū)動(dòng)電路是否與測試說明要求一致。 判定標(biāo)準(zhǔn)：滿足測試說明，合格；否則，不合格。 參考案例：案例1CAN通訊故障【現(xiàn)象描述】工業(yè)電源在開發(fā)PSE4820電源系統(tǒng)時(shí)，電源模塊借用的一次電源的HRS800-9000E電源模塊，該模塊與監(jiān)控采用CAN通信方式進(jìn)行通信。工業(yè)電源在監(jiān)控上使用PHILIPS的SJA100芯片與電源模塊進(jìn)行CAN通信，但是在樣機(jī)調(diào)試時(shí)，監(jiān)控模塊不能與電源模塊進(jìn)行通信?！驹蚍治觥拷?jīng)過仔細(xì)分析SJA1000的讀寫時(shí)序圖并仔細(xì)閱讀SJA1000資料，發(fā)現(xiàn)SJA1000的地址和數(shù)據(jù)線是復(fù)用的，它的內(nèi)部在進(jìn)行讀寫之前先在ALE信號(hào)下降沿進(jìn)行地址鎖存，而由于項(xiàng)目要求的時(shí)間比較緊，沒有完全吃透SJA1000的工作方式，又是第一次使用SJA1000，在設(shè)計(jì)原理圖時(shí)用讀寫信號(hào)來控制74HC245的使能信號(hào)。這樣，在對(duì)SJA1000進(jìn)行讀寫時(shí)，讀寫控制信號(hào)沒有發(fā)出之前74HC245沒有被使能，所以，地址信號(hào)不能通過74HC245到達(dá)SJA1000，這樣SJA1000在ALE下降沿鎖存住的地址是一個(gè)不確定的地址，這樣其實(shí)在對(duì)SJA1000進(jìn)行初始化時(shí)數(shù)據(jù)根本就沒有寫進(jìn)去而讀出的數(shù)據(jù)也不確定了。【解決措施】將74HC245的使能管腳接地，始終處于選通狀態(tài)，這樣當(dāng)?shù)刂沸盘?hào)可以在ALE的下降沿順利到達(dá)SJA1000芯片，就可以對(duì)SJA1000進(jìn)行讀寫操作，完成與監(jiān)控模塊的通信。案例2CAN通訊高溫中斷問題【現(xiàn)象描述】EMEA區(qū)域發(fā)現(xiàn)在高溫下（65℃），ACU監(jiān)控單元和整流模塊間通訊有間斷性中斷告警，經(jīng)初步確認(rèn)是由于SCUCAN【原因分析】市場發(fā)現(xiàn)SCU模塊在高溫下（65℃）會(huì)發(fā)生CAN通訊中斷，經(jīng)查是由于數(shù)據(jù)/地址總線通路延時(shí)設(shè)計(jì)裕量不足，造成地址鎖存產(chǎn)生冒險(xiǎn)現(xiàn)象。當(dāng)環(huán)境溫度升高，通路延時(shí)變長，干擾加劇時(shí)，CPU不能有效的讀寫SJA1000T【解決措施】我們可以使用以下兩種方法解決SCU高溫通訊中斷問題：1、減小數(shù)據(jù)地址總線通路上的延時(shí)，即使用高速數(shù)據(jù)地址驅(qū)動(dòng)器74AHCT245替換74HC245（U5），就可以避免地址鎖存信號(hào)ALE與地址信號(hào)產(chǎn)生冒險(xiǎn)；2、增加地址鎖存信號(hào)（ALE）通路的延時(shí)，即在CPU的ALE管腳與SJA1000T的ALE管腳之間串接兩個(gè)非門7.2.17CPU基本電路審查7.2.17.1MCS51基本電路 測試說明：1.電源要求 1）每個(gè)VCC/GND管腳都不能懸空；2）芯片電源管腳要做去耦處理<15MHz、>15MHz，鉭電解電容或多層瓷片電容，在PCB上要保證離電源管腳近；2.單片機(jī)的時(shí)鐘應(yīng)注意：1)外部芯片不可使用CPU的時(shí)鐘，否則必須加驅(qū)動(dòng)電路；2)振蕩頻率滿足CPU芯片資料要求，我司常用的有，AT89C51/52/54/58系列的時(shí)鐘為0～33MHz，W78E32/54/58系列為0～40MHz，AduC812為0～16MHz;3)MCS51系列單片機(jī)使用外部晶體時(shí)，石英晶體選用電容值取30pF±10pF，陶瓷晶體選用電容值取40pF±10pF；3.控制信號(hào)應(yīng)注意：1)ALE可驅(qū)動(dòng)8個(gè)LSTTL電路，要求在下降沿鎖存P0輸出的地址數(shù)據(jù)。2)ALE信號(hào)不可以直接作時(shí)鐘用，因?yàn)閳?zhí)行MOVX時(shí)，第二個(gè)機(jī)器周期的第一個(gè)ALE脈沖會(huì)丟失，需要用寫信號(hào)來插補(bǔ)。3)/EA為片外存儲(chǔ)器選擇，對(duì)于無片內(nèi)ROM/EPROM的單片機(jī)，必須使/EA=0；對(duì)于片內(nèi)有ROM/EPROM的單片機(jī)，當(dāng)/EA=1時(shí)，指向片內(nèi)；/EA=0時(shí)，則指向片外。3)RST需要兩個(gè)機(jī)器周期的復(fù)位電平；建議使用專用的復(fù)位芯片。4)/PSEN應(yīng)接外部EPROM的信號(hào)OE，可驅(qū)動(dòng)8個(gè)LSTTL電路。4.端口信號(hào)應(yīng)注意：1)P0口可驅(qū)動(dòng)8個(gè)LSTTL，做地址/數(shù)據(jù)線時(shí)不需加上拉電阻，做I/O口時(shí)應(yīng)加2~5k的上拉電阻；2)P1、P2、P3口，內(nèi)部有固定上拉，可驅(qū)動(dòng)4個(gè)LSTTL電路，高電平輸出時(shí)驅(qū)動(dòng)電流最大為5uA，否則易把高電平拉低；3)復(fù)位后P1、P2、P3的電平為高電平。 測試方法：審查電路圖，是否與測試說明中要求一致。 判定標(biāo)準(zhǔn)： 符合測試說明，合格；否則，不合格。 參考案例：案例1：CPU自復(fù)位造成模塊限流點(diǎn)放開。電源系統(tǒng)監(jiān)控模塊PSM-5在解決MODEM口與后臺(tái)通訊不良問題的市場更改中，曾設(shè)計(jì)了通過程序引導(dǎo)進(jìn)入陷阱來定時(shí)對(duì)89C52作初始化的功能，測試中偶爾出現(xiàn)所有已經(jīng)限流關(guān)閉的整流模塊短時(shí)間內(nèi)被控制放開又關(guān)閉的現(xiàn)象。經(jīng)分析，整流模塊的輸出開關(guān)控制信號(hào)由89C52的P1口發(fā)出，經(jīng)反相器驅(qū)動(dòng)后，通過光耦連接至整流模塊。相應(yīng)的P1口端腳置高電平時(shí)，模塊放開；低電平時(shí)，模塊關(guān)閉。復(fù)位過程中，89C52的I/O口都為高電平，自然會(huì)導(dǎo)致上述現(xiàn)象的出現(xiàn)，因此，I/O口作輸出控制信號(hào)使用時(shí)應(yīng)該通過鎖存器鎖存。7.2.17.2TIDSP基本電路 測試說明：基本DSPTMS320LF240X電路包括復(fù)位電路、時(shí)鐘電路、IO電路、總線、通訊電路等，具體要求如下：1電源要求：每個(gè)VCC/GND管腳都不能懸空；2時(shí)鐘電路：1）振蕩頻率滿足CPU芯片資料要求，TMS320LF2407A/2406A/2403A/2402A最高工作頻率為40MHz，最低工作頻率為4MHz；TMS320LF/2407/2406/2402最高工作頻率為30MHz,最低工作頻率為4MHz；2）使用外部晶體時(shí)，石英晶體選用電容值取30pF±10pF，陶瓷晶體選用電容值取40pF±10pF； 3復(fù)位電路：1）有專門的復(fù)位電路；2）一般不推薦用軟件WatchDog和DSP內(nèi)部WatchDog；3）上電時(shí)必須給出一個(gè)復(fù)位有效信號(hào)，有的復(fù)位電路芯片是三態(tài)的，當(dāng)WDI懸空時(shí)，WDO無有效信號(hào)輸出，那么有的CPU在軟件未運(yùn)行初試化前，其端口可能是高阻的，那么上電時(shí)可能無法得到有效復(fù)位信號(hào)，對(duì)于這樣的電路組合，要求WDI有上拉或下拉電阻；4IO管腳：1）所有未用輸入管腳都已做上拉、下拉處理，保證有確定的狀態(tài)；2）輸出端口應(yīng)加上拉，以提高系統(tǒng)的抗干擾能力；3）輸入端口應(yīng)加阻容濾波電路，以提高系統(tǒng)的抗干擾能力；4）連接到接插件的信號(hào)端是否按選用規(guī)范要求串電阻，以抑制過沖、過流，保護(hù)器件。5AD管腳：保證AD輸入端口電平不超過芯片資料的限制范圍：+；外圍調(diào)理電路滿足芯片資料要求。如輸入濾波電容的匹配性，通道間的耦合等。6通訊口電路（CAN）：通訊端口不宜直接引出到外接端口上，要加合適的驅(qū)動(dòng)。詳見CAN測試。7上下電時(shí)序?qū)τ?4系列，DSP的內(nèi)核和IO都是電源，所以對(duì)時(shí)序上沒有特殊要求,滿足上電復(fù)位時(shí)序即可。對(duì)于280X系列的DSP，上電順序要求不十分嚴(yán)格。對(duì)于281X系列的DSP：由于281X系列DSP的內(nèi)核是電源，IO是電源，所以對(duì)時(shí)序有特殊要求，必須遵循下面的時(shí)序，否則可能出現(xiàn)電路的閂鎖。時(shí)序電路如下： 測試方法：詳見測試說明。 判定標(biāo)準(zhǔn)： 符合測試說明，合格；否則不合格。 參考案例：案例1：電源上電不同步降低系統(tǒng)可靠性【問題描述】在F3S241DU1單板開發(fā)過程中，發(fā)現(xiàn)上電瞬間輸出繼電器亂響，PWM輸出信號(hào)直通，在工裝上尤為突出，降低了系統(tǒng)的可靠性?！締栴}分析】F3S241DU1單板PWM輸出信號(hào)和繼電器輸出控制信號(hào)分別從244輸出，如下圖所示：F3S241DU1單板上有5V供電的器件和供電的器件，“RS”和“TDRIVE”是由供電的IC輸出的信號(hào)，而244的電源是5V，244的輸入信號(hào)是由供電的DSP發(fā)出的信號(hào)。上電初始，5V電源先建立，電源后建立，會(huì)出現(xiàn)異常的現(xiàn)象，6路PWM信號(hào)和繼電器輸出信號(hào)全有效，因此會(huì)出現(xiàn)繼電器亂響和PWM直通現(xiàn)象。當(dāng)單板工作于整機(jī)上時(shí)，由于出現(xiàn)的PWM直通時(shí)間小于功率模塊的開通時(shí)間，并且開關(guān)電源上電基本同步，所以沒有出現(xiàn)模塊損壞現(xiàn)象，但是在工裝上，由于開關(guān)電源上電不同步，會(huì)出現(xiàn)較長時(shí)間的PWM直通和繼電器動(dòng)作。同時(shí)，如果短路，PWM信號(hào)一定直通，會(huì)直接導(dǎo)致功率模塊損壞?！窘鉀Q措施】在借鑒類似單板經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，優(yōu)化電路，改成由5V電源供電的IC輸出“RS”和“TDRIVE”信號(hào)，即便是電源晚于5V電源建立，或者電源短路，也可以保證PWM信號(hào)全部關(guān)斷，及繼電器信號(hào)全部無效。電路優(yōu)化后，問題得到解決。對(duì)于多電源工作的單板或系統(tǒng)，要仔細(xì)考慮各電源的建立順序，信號(hào)的初始狀態(tài)處理，確保系統(tǒng)安全可靠，不影響系統(tǒng)的正常工作。7.2.17.3MPC852基本電路 測試說明：1電源要求：1）每個(gè)VCC/GND管腳都不能懸空；2）芯片電源管腳要做去耦處理<15MHz、>15MHz，鉭電解電容或多層瓷片電容，在PCB上要保證離電源管腳3）需要多路電源的CPU(外圍電路電源及內(nèi)核電源)，對(duì)上電時(shí)序有要求，實(shí)際情況應(yīng)滿足芯片資料要求。推薦電路如下：2晶體電路：1）振蕩頻率滿足CPU芯片資料要求；2）電容選取合適，應(yīng)在(10pF~20pF)；3復(fù)位電路：1)當(dāng)WatchDog有效時(shí)，應(yīng)該對(duì)整塊板子進(jìn)行復(fù)位處理；2)上電時(shí)必須給出一個(gè)復(fù)位有效信號(hào)，對(duì)于復(fù)位電路芯片是三態(tài)的，當(dāng)WDI懸空時(shí)，WDO無有效信號(hào)輸出，那么有的CPU在軟件未運(yùn)行初試化前，其端口可能是高阻的，那么上電時(shí)可能無法得到有效復(fù)位信號(hào)，對(duì)于這樣的電路組合，要求WDI有上拉或下拉電阻；3）建議使用專用的復(fù)位芯片，不推薦使用內(nèi)部watchdog。4IO管腳：1)所有未用輸入管腳都已做上拉、下拉處理，保證有確定的狀態(tài)；2)輸出管腳驅(qū)動(dòng)能力，不應(yīng)超過芯片資料要求，IO輸出管腳增加驅(qū)動(dòng)電路，降低CPU功耗；3)為提高系統(tǒng)的抗干擾能力，輸入端口應(yīng)加阻容濾波電路；4)連接到接插件的信號(hào)端已按選用規(guī)范要求串電阻，以抑制過沖、過流，保護(hù)器件。5通訊口電路（232端口）：1)232端口滿足功能要求；2)RS232電路輸出，其調(diào)試串口若不上下拉加強(qiáng)抗擾性，在啟動(dòng)時(shí)可能由于干擾而導(dǎo)致進(jìn)入調(diào)試模式，啟動(dòng)失敗。如果是調(diào)試串口，必須上下拉，以增強(qiáng)抗擾性；3)通訊端口不宜直接引出到外接端口上，要有合適的驅(qū)動(dòng)。 測試方法：詳見測試說明。 判定標(biāo)準(zhǔn)：符合測試說明合格，否則不合格。 參考案例：無7.2.17.4ARM基本電路 測試說明：ARM7STR71X系列最小系統(tǒng)包括電源、復(fù)位、時(shí)鐘、IO、通訊等電路1電源管理模塊：1）每個(gè)VCC/GND管腳都不能懸空；2）芯片電源管腳要做去耦處理<15MHz、>15MHz，鉭電解電容或多層瓷片電容，在PCB上要保證離電源管腳近)；2時(shí)鐘電路模塊：1）振蕩頻率滿足CPU芯片資料要求，主時(shí)鐘系統(tǒng)最高工作頻率為50MHz，最低工作頻率為4MHz；2）使用外部晶體時(shí)，石英晶體選用電容值取20pF±10pF；3復(fù)位電路模塊：1）對(duì)于ARM7STR71X系列復(fù)位信號(hào)有效寬度：要求脈沖寬度不小于200ms(芯片要求2048CLOCKCYCLES，但考慮與外圍電路復(fù)位的一致性，推薦200ms)；2）對(duì)于ARM9(AT91RM92000)冷復(fù)位與熱復(fù)位時(shí)間特性不同。在上電復(fù)位（即冷復(fù)位）過程中，復(fù)位時(shí)間與晶振有很大關(guān)系，必須滿足晶振達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，見圖1；32KHZ晶振的特性見圖2：圖1冷復(fù)位時(shí)間與晶振啟動(dòng)的關(guān)系圖232KHZ晶振特性對(duì)于熱復(fù)位（即運(yùn)行過程中復(fù)位）沒有特別的要求，符合通常的復(fù)位時(shí)間（160~280ms）即可。在IDU的實(shí)際應(yīng)用中，CPU板用的是32KHZ晶振，根據(jù)其特性要求看門狗電路的冷復(fù)位時(shí)間不小于900ms。下面是上電過程中測得的復(fù)位腳/NRST的波形：3）復(fù)位信號(hào)電平：滿足CPU芯片要求，若無要求，按復(fù)位信號(hào)低電平小于，高電平大于，低電平毛刺≤900mV，高電平毛刺≤；4）復(fù)位信號(hào)驅(qū)動(dòng)測試：復(fù)位芯片RESET信號(hào)經(jīng)過驅(qū)動(dòng)門、阻容電路進(jìn)行了延時(shí)和電平轉(zhuǎn)換處理，使用示波器查看在上電時(shí)各信號(hào)的時(shí)序處理正確，確認(rèn)電路中由于阻容元件慣性以及門電路的不確定性造成的上電意外電平；5）上下電時(shí)必須給出一個(gè)復(fù)位有效信號(hào)。4BOOT模式檢查BOOT模式信號(hào)BOOTEN、BOOT0和BOOT1的高低電平，其跳線是否符合上表要求。IO引腳IO電平要求如上表；所有未用輸入管腳都已做上拉、下拉處理，保證有確定的狀態(tài)；輸出端口應(yīng)加上拉，以提高系統(tǒng)的抗干擾能力；輸入端口應(yīng)加阻容濾波電路，以提高系統(tǒng)的抗干擾能力；輸出端口有容性負(fù)載時(shí)，不應(yīng)大于芯片資料的相關(guān)參數(shù)要求連接到接插件的信號(hào)端是否按選用規(guī)范要求串電阻，以抑制過沖、過流，保護(hù)器件。5AD模塊檢查AD輸入端口電平及外圍調(diào)理電路滿足上表要求。6JTAG電路JTAG電路應(yīng)符合設(shè)計(jì)規(guī)范和芯片資料要求。典型接線電路如下圖： 測試方法：審查電路原理圖是否與測試說明一致。 判定標(biāo)準(zhǔn)：符合測試說明合格，否則不合格。 參考案例：無 7.2.18繼電器電路 測試說明：繼電器電路是一種電子控制器件，它實(shí)際上是用較小的電流去控制較大電流的一種“自動(dòng)開關(guān)”，故在電路中起著起著自動(dòng)調(diào)節(jié)、安全保護(hù)、轉(zhuǎn)換電路等作用。測試重點(diǎn)考察以下幾點(diǎn)：1）線圈驅(qū)動(dòng)電流能力；2）線圈的電源電壓、吸合電壓、釋放電壓；3）觸點(diǎn)的容量（輸出電壓、電流、功率）、觸點(diǎn)最小工作電流、觸點(diǎn)沖擊電流；注意不同性質(zhì)負(fù)載其降額要求不同；mA級(jí)電流應(yīng)用場合宜選用小信號(hào)繼電器；4）繼電器周圍環(huán)境溫度（或繼電器的工作溫度）；5）繼電器保護(hù)：繼電器線圈中建議加續(xù)流二極管；對(duì)于大功率應(yīng)用場合，為了保護(hù)繼電器觸點(diǎn)，建議加裝滅弧電路。測試方法：繼電器線圈驅(qū)動(dòng)電流如果是使用功率驅(qū)動(dòng)芯片的話，審查功率驅(qū)動(dòng)芯片輸出電流大于繼電器額定電流。如果是使用三極管驅(qū)動(dòng)，必須保證驅(qū)動(dòng)管處于開關(guān)狀態(tài)：1）查看資料晶體管輸出電流大于繼電器的額定工作電流；2）開狀態(tài)下，三極管的基極電流Ibmin>3*（Imax/βmin）（Ibmin：三極管開狀下計(jì)算的基極電流；Imax：因器件參數(shù)的離散性導(dǎo)致的最大的集電極電流，例如繼電器線圈等效電阻為最小值、線圈工作電壓為最大值的情況）；3）開狀態(tài)下，測試三極管Vce的電壓小于三極管的飽和壓降Vce（sat）；4）關(guān)狀態(tài)下，測試三極管VBE電壓，應(yīng)VBE<VON(VON：開啟電壓)。繼電器吸合電壓和釋放電壓動(dòng)作電壓要滿足90％～110%額定工作電壓，對(duì)于開機(jī)啟動(dòng)是短時(shí)間的，允許開機(jī)啟動(dòng)線圈電壓為135％倍的額定線圈電壓。繼電器的釋放電壓小于規(guī)定的釋放電壓。觸點(diǎn)的容量查看繼電器的容量（輸出電壓、電流、功率）、觸點(diǎn)最小工作電流、觸點(diǎn)的沖擊電流（器件資料為準(zhǔn)，若器件資料沒有規(guī)定，建議以4*額定電流）均需滿足實(shí)際要求。電源監(jiān)控中大部分繼電器是用作干結(jié)點(diǎn)輸出，供用戶使用，只須滿足規(guī)格書的要求即可。對(duì)于單板中繼電器觸點(diǎn)接有電路的情況，其不同性質(zhì)負(fù)載，其觸點(diǎn)切換電流降額不同（如果廠家手冊注明了感性或容性負(fù)載電流值，則以廠家數(shù)據(jù)為準(zhǔn)）；觸點(diǎn)連續(xù)工作電流不考慮降額。1)純阻性負(fù)載：Ii<90%*Imax（Ii:觸點(diǎn)切換電流，Imax：最大切換電流）；2)感性負(fù)載/容性負(fù)載：Ii<50%*Imax；c）不能將觸點(diǎn)并聯(lián)以增加電流容量,不宜將多個(gè)繼電器線圈直接并聯(lián)。d）實(shí)際的負(fù)載必須大于繼電器允許的最小負(fù)載；mA級(jí)電流應(yīng)用場合宜選用小信號(hào)繼電器。4）繼電器周圍環(huán)境溫度（或繼電器的工作溫度）a）室溫下使用紅外測溫儀，繼電器動(dòng)作時(shí)其值滿足降額要求，滿足TAM減5度（TAM：繼電器允許的最高工作溫度（或允許的最高環(huán)境溫度），電源監(jiān)控中大部分繼電器是用作干結(jié)點(diǎn)輸出，供用戶使用，只須滿足規(guī)格書的最高工作溫度，預(yù)留5度以上即可。5）繼電器保護(hù)a) 繼電器線圈兩端需加續(xù)流二極管，其續(xù)流二極管的應(yīng)力滿足降額要求（90%額定擊穿電壓VRRM，85%相應(yīng)殼溫下的最大平均電流IFAV(TAU)）。b） 對(duì)于大功率應(yīng)用場合，需要考慮繼電器觸點(diǎn)保護(hù)，建議加裝滅弧電路1）對(duì)于容性負(fù)載，建議在觸點(diǎn)與負(fù)載之間串聯(lián)一個(gè)瞬態(tài)抑制電阻，可減少通過觸點(diǎn)的瞬態(tài)電流。2）對(duì)于感性負(fù)載，建議是在負(fù)載兩端并聯(lián)一個(gè)反向保護(hù)二極管。 判定標(biāo)準(zhǔn)：符合測試說明為合格，否則不合格。 參考案例：案例1變頻器中繼電