未知电路板原理图测绘系统的设计与实现

其中，ADDR1和ADDR2为针床地址总线，控制模块通过发送相应的地址码实现针床的寻址。由于在测试时需要在针床本身和两个针床之间进行测试，只设计一套地址总线不能同时寻址两个针床，故设计了ADDR1和ADDR2两套地址总线，可同时实现对两个测试针床的寻址。
　　RD、WR为读使能和写使能总线，RD有效时，允许测试针床向控制模块发送数据，WR有效时，允许控制模块发送指令到各个针床，实现控制功能。
　　AD1、AD2为针床探针地址总线。由于在测试时，各个探针都需要和其它探针进行遍历测试，所以设计两套地址总线用来同时寻址两个不同的探针。AD1所寻址探针信号经数据线D1引出，AD2所寻址探针信号经数据线D2引出，通过测量D1与D2之间的电阻，就可以得到所对应的电路板焊点之间的连接情况。
2.2.1 USB接口部分
　　在本设计中，PC机通过USB接口完成对测试机的控制，而测试数据又通过USB接口送回PC机进行分析，分析结果用于对UUT进行故障诊断。
　　本系统采用Cypress公司的AN2131QC作为控制器芯片。图3所示为AN2131QC的结构简化框图，USB总线收发器与USB总线引脚D+、D-相连，串行接口引擎用来对串行数据进行解码和译码、错误校验、位填充，并完成其它USB总线所需的信号，最终实现与USB总线接口的数据传输。通用微处理器采用增强型8051，与标准8051相比较，执行速度更快、功能更强大。在内部使用RAM作为程序代码和数据存储器，因此8051序列具有“软”特性，即：用户可以自动装载代码和数据来实现具体功能。

2.2.2 控制模块
　　控制模块用来完成各个针床的寻址、控制、测试以及数据的发送与接收功能。通过USB接口由主机下达控制命令及接收数据。控制模块结构如图4所示。

系统控制芯片采用ALTERA公司的MAX7000系列可编程逻辑器件(CPLD)，用来接收主机发送的控制信号，对测试电路进行控制；接收测试数据并上传到主机。当WR有效时，接收控制指令；当RD有效时，接收测试数据。在测试电路自定义总线上共有五种测试信号，所以采用三根控制信号线A、B、C，经译码即可输出不同的控制信号。电阻测试电路也位于控制模块中，负责对经D1和D2引出的电路板两个焊点(或管脚)进行测试，测试结果经A/D变换后由CPLD送到主机中。
2.2.3 测试针床
　　测试针床用来使用探针连接电路板各个焊点或管脚，并使用开关矩阵进行各个探针之间连接的自动顺序切换，从而实现各个焊点之间的互连测试。针床电路如图5所示。

开关矩阵采用MAX7000系列可编程逻辑器件实现，用来连接针床上所有探针，接收控制信号并将所寻址探针信号输出。