基于多MCU的自动测试诊断系统的设计

文章摘要：主MCU的USB是通过USB的管脚D0～D7和主MCU的管脚P0.0～P0.7传递数据的。控制主要是通过USB的四个管脚：RXF、TXE、WR、/RD和主MCU的四个管脚：P1.4、P1.5、P1.6、P1.7进行的。当TXE为低且WR从0变为1时，数据写入USB；当RXF为低且/RD从1变为0时，数据从USB读到主MCU。主MCU通过P1.4和P1.5对USB的RXF和TXE进行判断，然后通过P1.6和P1.7对USB的WR和/RD进行控制传递数据。主MCU与从MCU之间利用MCU的RxD和RxD端以全双工UART串行模式进行通信，串行通讯通过中断实现，使用了帧错误检测和自动地址识别功能。本

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主MCU的USB是通过USB的管脚D0～D7和主MCU的管脚P0.0～P0.7传递数据的。控制主要是通过USB的四个管脚：RXF、TXE、WR、/RD和主MCU的四个管脚：P1.4、P1.5、P1.6、P1.7进行的。当TXE为低且WR从0变为1时，数据写入USB；当RXF为低且/RD从1变为0时，数据从USB读到主MCU。主MCU通过P1.4和P1.5对USB的RXF和TXE进行判断，然后通过P1.6和P1.7对USB的WR和/RD进行控制传递数据。

主MCU与从MCU之间利用MCU的RxD和RxD端以全双工UART串行模式进行通信，串行通讯通过中断实现，使用了帧错误检测和自动地址识别功能。本系统的主MCU采用广播通讯方式，由特殊寄存器SADEN和SADDR逻辑或产生从机的广播地址，利用地址自动识别功能，通过发送广播地址，同时发命令与四个从MCU进行通讯。当主MCU只和单个从MCU通讯时，采用点点通讯方式，由SADEN和SADDR相与产生的特定地址来确认哪些从机被选中与主机进行通讯，不需要再进行软件查询。

从MCU对被检测电路板的扫描程序采用的是功能测试技术。为了检测某一组合逻辑电路板是否存在故障，首先把电路板插到诊断插槽上，由于每个输出端口只是与该电路板所有端口中的几个有逻辑关系，所以扫描程序只需对某个输出端口有逻辑关系的电路板的输入端口进行从全0到全1的电平激励（比如有五个输入端口，一共有2 5=32组激励）。对于有逻辑关系的输入超过七个以上时，由于工作量很大，不实行从全0到全1的激励，而是从中选择128组激励进行类似抽查的检测，然后读取输出端口，把输出结果传输到计算机内，和标准数据库的仿真结果进行分析与比较，判断是否一致，如果出现不一致的情况，则说明电路板存在故障。

2．2 应用系统软件设计

安装在计算机上的自动测试诊断系统软件采用Visual 6.0语言编程，其主要作用是使计算机向USB接口通信卡发送测试激励数据、接收响应数据、进行数据计算与分析等。

2．3 标准诊断数据库的软件产生方法

建立标准诊断数据库的目的是为了进行自动故障定位。本系统可用两种方法建立标准诊断数据库：第一种方法是根据被测数字电路板的原理图，在一些EDA软件环境如Protel、Foudation、Maxplus II中通过仿真功能生成标准诊断数据库。第二种是测试功能正常的数字电路板，在特定的激励下记录该电路板的响应数据，由软件自动追加到相应的数据库中，作为今后测试该电路板的标准诊断数据库。

由于本系统所要测试诊断的电路板端口数较多，采用第二种方法不但工作量非常大，而且还要确保所测数字电路板在测试过程中功能正常，因此本系统采用第一种方法。考虑到所测的电路板为组合逻辑数字电路板，所以本系统采用Xilinx公司的Foundation F3.1i软件环境，在原理图编辑器（Schematic Editor）中输入被测数字电路板的原理图，然后在功能仿真器（Functional Simulation）r Script Editor中利用软件自带的仿真命令自动生成标准诊断数据文件，再由应用系统软件将数据导入相应的数据库。

目前一般的自动测试诊断系统通常是在标准的测控总线或仪器总线（CAMAC、GPIB、VXI、PXI、CAN等）的基础上组建而成的，其成本较高、体积庞大、操作复杂，基础上组建而成的，其成本较高、体积庞大、操作复杂，在测试过程中显得非常不方便，难以满足现代科技工作者的需要。本文介绍的自动测试诊断系统是以五片P89C668单片机为核心组成故障诊断平台，采用基于FT245BM USB芯片的通信卡实现计算机与测试诊断平台的通信。该系统的便携式结构特别适合于现场测试，具有成本低、体积小、重量轻、结构紧凑、自动化程度高等优点；系统的操作比较简单，只要掌握计算机的一般操作，具有一定的数字电路技术基础，能够看懂一般的数字电路原理的，经过简单的技术培训，详细阅读并理解本系统的使用说明后就可以进行操作；系统硬件模块的标准化和软件模块的可复用性使系统具有很强的扩展能力。目前该测试诊断系统已经投入使用，效果良好，完全达到了预期的设计目的。

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