基于SST89E58RD2的智能測試系統設計

隨著(zhù)電子、電器類(lèi)產(chǎn)品在社會(huì )生活中的普及，國內眾多中小企業(yè)也紛紛開(kāi)始自行研制，生產(chǎn)此類(lèi)產(chǎn)品以滿(mǎn)足市場(chǎng)的需求，但由于中小企業(yè)人力、物力的局限，往往將主要經(jīng)歷放在了產(chǎn)品的生產(chǎn)上，而對于產(chǎn)品的出廠(chǎng)檢測卻不夠完善，造成產(chǎn)品返修率較高的局面，從實(shí)際情況來(lái)看，造成產(chǎn)生返修的故障中很大一部分是能夠在出廠(chǎng)檢測時(shí)被發(fā)現的，但是由于目前國內的中小企業(yè)大部分依靠人工借助部分儀器，儀表來(lái)檢測，使得檢測效率低、測試面不廣,存在錯檢，誤檢等情況。

智能測試系統的引入可以很好地解決此類(lèi)矛盾，幫助企業(yè)提高產(chǎn)品檢測的效率，下面將以一款麻將機主機板的智能測試系統為例，全國闡述設計原理。

2 sst89e58rd2特性介紹

sst87e58rd2是一款80c51微控制器，包含32kb+8kb flash和256+768b的數據ram。sst89e58rd2的典型特性是他的×2方式選項，利用該特性，設計者可使應用程序以傳統的80c51時(shí)鐘頻率（每個(gè)機器周期包含12個(gè)時(shí)鐘）或×2方式（每個(gè)機器周期包含6個(gè)時(shí)鐘）的時(shí)鐘頻率運行。

flash程序存儲器支持傳統的并行編程，也支持串行在系統編程（isp）。isp允許在軟件控制下對成品中的器件進(jìn)行重復編程，sst89e58rd2也可采用在應用中編程（iap），允許隨時(shí)對兩片flash程序存儲器重新配置，即使應用程序正在運行時(shí)也不例外。

sst89e58cd2特性如下：

80c51核心處理單元；

5v的工作電壓，操作頻率為0-40mhz；

64kb的片內f(wàn)lash程序存儲器，具有isp（在系統編程）和iap（在應用中編程）功能；

通過(guò)軟件或isp選擇支持12時(shí)鐘（默認）或6時(shí)鐘模式；

spi（串行外圍接口）和增強型uart；

pca（可編程計數器陣列），具有pwm和捕獲/比較功能；

4個(gè)8位i/o口（p0-p3），1個(gè)4位i/o口（p4）；

3個(gè)16位定時(shí)器/計數器；

可編程看門(mén)狗定時(shí)器（wdt）；

10個(gè)中斷源，4個(gè)中斷優(yōu)先級；

2個(gè)dptr寄存器；

低emi方式（ale禁能）；

兼容ttl和cmos邏輯電平；

掉電檢測；

低功耗模式（掉電模式，外部中斷喚醒，空閑模式）。

3 智能測試系統原理

本智能測試系統以sst89e58rd2為核心，其原理框圖如圖1所示，包括：

spi口線(xiàn) 主要用于向被測主板進(jìn)行程序下載和通訊；

i2c總線(xiàn) 向被測主板中的外部e2prom讀取數據；

rs232電路 用于與上位計算機的通信；

外部flash 主要存放被測主板的程序目標代碼，選用at29c010a；

指示燈電路，每個(gè)故障點(diǎn)用一個(gè)指示燈指示，總數有32個(gè)，用4片74hc595做輸出驅動(dòng)電路；

2個(gè)步進(jìn)按鈕 用于測試過(guò)程中的步進(jìn)控制，其控制線(xiàn)直接連到sst89e58rd2的p1.1，p1.2口線(xiàn)上；

led顯示 用于測試步進(jìn)的顯示，用1片74hc595控制；

di輸入電路 選用74hc165邏輯芯片，并入串出；

do輸出電路 選用74hc595邏輯芯片，串入并出；

由于單片機外圍接口芯片較多，故采用gal16v8d作為控制譯碼電路。

4 智能測試系統功能

本文中的智能測試系統的測試對象是自動(dòng)麻將機的主機板，以下對該系統的設計進(jìn)行闡述。

自動(dòng)麻將機的主要測試項包括：

主板供電：內部3個(gè)分塊電源；12個(gè)9v交流do信號，16個(gè)di信號；4個(gè)電源信號；1個(gè)主電源和3個(gè)分支電源，1個(gè)蜂鳴器，1個(gè)帶i2c的e2prom；1個(gè)spi口用于與智能測試系統通信和程序下載。

麻將機主機板選用at89s52，該單片機具有通過(guò)spi口系統編程（isp）功能。

針對麻將機主機板的這些硬件功能，智能測試系統具有以下幾個(gè)功能接口；

24個(gè)do輸出 用于檢測被測主板的di信號；

16個(gè)交流/直流di輸入 用于檢測被測主板的do信號；

一個(gè)spi總線(xiàn)接口 用于被測主板的程序下載和通訊；

一個(gè)i2c接口 用于讀寫(xiě)被測主板的i2c的e2prom。

測試步驟如下：

（1）被測主板的電源測試

該電源的標稱(chēng)值為5v，判定條件為是否在4.75-5.25v之間，可通過(guò)由一個(gè)n555搭建的shmilt比較器進(jìn)行判斷，通過(guò)指示燈顯示結果是否正常。如果電源檢測不能通過(guò)，后續的檢測步驟不再進(jìn)行，并由蜂鳴器提示。

（2）被測主板的 spi連接測試和測試程序下載

通過(guò)spi口串行下載命令讀取被測主板cpu的特征碼，通過(guò)識別判斷為at89s52芯片（麻將機主機板選用的單片機型號），即認為被測主板已連接上。因對于sst89e58單片機而言，他的spi口是一個(gè)完全的spi口，但at89e52單片機的spi口是用于flash的isp功能，當特征碼讀對后，表明spi口連線(xiàn)正常，此時(shí)測試系統將向被測主板下載測試程序，該測試程序的代碼放在sst89e58rd2的flash地址為0x7000-0x7ff的空間內，下載完成后將使被板測主可以配合智能測試系統進(jìn)行檢測。

(3)被測主板的di功能測試

將被測主板的16點(diǎn)di分成兩組，8點(diǎn)一組，與測試系統的do口線(xiàn)相連，通過(guò)測試系統輸出do信號經(jīng)被測主板采樣后，再通過(guò)spi口通訊讀回采樣數據，比較輸出信號與采樣信號的異同、判斷是否有通道異常，若存在異常則通過(guò)故障指示燈顯示。

(4)被測主板的do功能測試

將被測主板的12個(gè)do分成2組，8點(diǎn)一組和4點(diǎn)一組，與測試系統的di口連接，通過(guò)spi口通訊命令，讓被測主板進(jìn)行特定狀態(tài)輸出，測試系統通過(guò)di采樣，比較采樣數據和輸出特征數據的異同、判斷是否有通道異常，若存在異常則通過(guò)故障指示燈顯示。

(5)被測主板的斷電數據保存測試

因被測主板另有一個(gè)非常重要的斷電數據保存功能，該功能可使被測主板內部的電源檢測電路一旦檢測到失去電源后，cpu會(huì )在有限的時(shí)間內將一些特征數據存放到外部e2prom(at24c64)中。針對此功能，測試系統將通過(guò)i2c總線(xiàn)直接讀取e2prom內部的數據判斷斷電數據保存是否有效，通過(guò)指示燈指示。

(6)查看故障指示燈，完成測試

以上5個(gè)步驟完成后如果沒(méi)頭有指示燈顯示故障，則可按下下載按鍵，將麻將機主機板的程序下載到at89s52中，完成整個(gè)測試。如果發(fā)現還有故障，則按后退鍵再次進(jìn)行測試，以便確認故障。

5 智能測試系統關(guān)鍵的程序代碼

6 結 語(yǔ)

本設計實(shí)現的智能測試系統已應用于某自動(dòng)麻將機的生產(chǎn)廠(chǎng)家，并取得了良好的應用效果。以往該廠(chǎng)產(chǎn)品的出廠(chǎng)檢測均采用人工檢測模式，完成檢測需要花費20 min，且檢測的范圍局限于最主要的幾項指標；引入本智能檢測系統后，只需2min即可完成對產(chǎn)品的檢測，且檢測的范圍覆蓋了絕大部分功能，遇到檢測不能通過(guò)的產(chǎn)品還可以根據智能檢測系統的提示快速、準確地找到故障源，大大提高了生產(chǎn)效率。

該智能測試系統還可以進(jìn)行更深入的開(kāi)發(fā)：

(1)目前很多電子產(chǎn)品出廠(chǎng)前需要進(jìn)行帶電老化測試，但僅僅是帶電空載，如果將智能測試系統引入老化測試，模擬產(chǎn)品的工作負載，使產(chǎn)品在老化測試的過(guò)程中滿(mǎn)負荷工作，則能通過(guò)該老化測試的產(chǎn)品將在實(shí)際應用中體現出更穩定、可靠的性能。

(2)電子產(chǎn)品出廠(chǎng)前都需要標注序列號，以及產(chǎn)品的版本號，如何將產(chǎn)品的實(shí)體與序列號、版本號有效地控制起來(lái)，一直是眾多廠(chǎng)家的棘手問(wèn)題，如果將智能測試系統引入出廠(chǎng)產(chǎn)品的序列號、版本號管理也將是非常有效的，利用智能測試系統的上位機擴展功能，通過(guò)rs232與計算機相連，智能測試系統在向測試產(chǎn)品下載程序之前已經(jīng)獲取了該產(chǎn)品的版本號，再根據當天日期和出廠(chǎng)順序等一系列屬性計算出出廠(chǎng)序列號，當該產(chǎn)品檢測通過(guò)后，智能測試系統將序列號和版本號上送給上位計算機，計算機中的專(zhuān)用軟件將序列號和版本號存入數據庫，并將序列號標注在產(chǎn)品上。

目前，本設計實(shí)現的智能測試系統正在進(jìn)行二期開(kāi)發(fā)，擬將智能測試系統引入老化測試和出廠(chǎng)序列號管理，開(kāi)發(fā)成功后，將可大大完善系統的性能、提高系統的適用范圍。