用于帶cpu電路板的焊接檢測系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種用于帶CPU電路板的焊接檢測系統(tǒng)，本系統(tǒng)包括PC機、測試用電路板和電源，測試用電路板包括TTL-RS232轉(zhuǎn)換電路、復位電路、JTAG接口電路及電源轉(zhuǎn)換電路，復位電路與JTAG接口電路連接，測試用電路板分別通過TTL-RS232轉(zhuǎn)換電路和JTAG接口電路與PC機及被測電路板連接，電源通過電源轉(zhuǎn)換電路與被測電路板連接。本系統(tǒng)采取不同的數(shù)據(jù)處理方法，分別得出被測電路板虛焊或者芯片內(nèi)部懸空以及短接的地址線及數(shù)據(jù)線，同時在串口終端顯示短接或者虛焊的情況，并給出具體是哪一根出現(xiàn)問題。本系統(tǒng)有助于快速檢測并定位電路板問題，提高了生產(chǎn)效率，降低了操作難度，適用范圍廣，具有推廣價值。
【專利說明】用于帶CPU電路板的焊接檢測系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及電路板檢測技術(shù)，特別是涉及一種用于帶CPU電路板的焊接檢測系統(tǒng)，具體地說是一種用來檢測電路板有無焊接故障以及芯片有無問題的系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著技術(shù)的進步，現(xiàn)今的電子設(shè)備向體積小型化和功能多元化目標發(fā)展，體積小型化是因為BGA封裝技術(shù)日益成熟，引腳間距越來越小。功能多元化是指電路板上有一個或者多個處理器，有一個或者多個數(shù)據(jù)存儲設(shè)備(比如NAND FLASH, SDRAM,DDR RAM)以及一些外圍設(shè)備(比如網(wǎng)卡，XR16L788等)，如圖2所示。上述設(shè)備之間以CPU為核心，通過數(shù)據(jù)地址線進行數(shù)據(jù)交互。由于這類芯片有較多的地址線和數(shù)據(jù)線，電路板上會有若干焊盤，在焊接過程中，如果有一位或者多位發(fā)生虛焊或者短接，就會導致整塊電路板無法使用，由于弓丨腳數(shù)目多，而且芯片的封裝多為BGA封裝，引腳不可見，增加了排查故障的難度。因此，針對這種帶CPU的電路板，對其焊接問題如何實現(xiàn)快速定位檢測，就成為科技人員急需研發(fā)的課題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實用新型的目的是快速定位電路板焊接和芯片問題，降低在生產(chǎn)過程中操作難度，提高生產(chǎn)效率，而研發(fā)一種用于帶CPU電路板的焊接檢測系統(tǒng)。
[0004]本實用新型采取的技術(shù)方案是:一種用于帶CPU電路板的焊接檢測系統(tǒng)，其特征在于，包括PC機、測試用電路板和電源，測試用電路板包括TTL- RS 232轉(zhuǎn)換電路、復位電路、JTAG接口電路及電源轉(zhuǎn)換電路，其中，復位電路與JTAG接口電路連接，測試用電路板分別通過TTL-RS232轉(zhuǎn)換電路和JTAG接口電路與PC機及被測電路板連接，電源通過電源轉(zhuǎn)換電路與被測電路板連接。
[0005]本實用新型所產(chǎn)生的有益效果是:采用本系統(tǒng)，可以簡單有效地檢測電路板焊接問題和芯片是否有問題，精確定位到哪一根引腳出現(xiàn)問題，方便問題的修復。在電路板焊接完成后，只需檢查輸入CPU時鐘是否正常，然后使用JTAG將程序下載進CPU內(nèi)部并運行，檢測確定出電路板產(chǎn)生故障的地址線和數(shù)據(jù)線，在串口終端上顯示故障原因。本實用新型有助于快速檢測并定位電路板問題，提高了生產(chǎn)效率，降低了檢測操作難度，適用范圍廣，具有推廣價值。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0006]圖1是本實用新型的檢測系統(tǒng)連接原理框圖；
[0007]圖2是被測電路板典型的構(gòu)成示意圖；
[0008]圖3是測試用電路板TTL-RS232轉(zhuǎn)換電路和電源轉(zhuǎn)換電路原理圖；
[0009]圖4是測試用電路板復位電路和JTAG接口電路原理圖；
[0010]圖5是檢測整體流程框圖；[0011]圖6是圖5中地址線檢測流程圖；
[0012]圖7是圖5中數(shù)據(jù)線檢測流程圖；
[0013]圖8是圖5中地址線和數(shù)據(jù)線檢測流程圖。
【具體實施方式】
[0014]為了更清楚的理解本實用新型，以下結(jié)合附圖和實施例詳細描述:如圖1所示，用于帶CPU電路板的焊接檢測系統(tǒng)包括PC機、測試用電路板和電源，測試用電路板包括TTL- RS 232轉(zhuǎn)換電路、復位電路、JTAG接口電路及電源轉(zhuǎn)換電路，其中，復位電路與JTAG接口電路連接，測試用電路板分別通過TTL-RS232轉(zhuǎn)換電路和JTAG接口電路與PC機及被測電路板連接，電源通過電源轉(zhuǎn)換電路與被測電路板連接。
[0015]測試用電路板為本系統(tǒng)測試數(shù)據(jù)線和地址線短接或者虛焊的中間樞紐。通過測試用電路板實現(xiàn)接口的轉(zhuǎn)換、電平的轉(zhuǎn)換和復位被測電路板的功能。它主要由JTAG接口電路、TTL- RS 232轉(zhuǎn)換電路、復位電路和電源電路組成。JTAG接口完成PC端與被測試電路板的連接，并且數(shù)據(jù)信號上拉到高電平，保證在較長距離下的通信可靠性，TTL- RS 232轉(zhuǎn)換電路實現(xiàn)邏輯電平到標準232電平的轉(zhuǎn)換，復位電路實現(xiàn)對被測試電路板CPU的復位重啟功能。
[0016]如圖2所示，圖2是一種常見的帶CPU的電路構(gòu)成圖。這種電路以CPU為主控，夕卜圍包括隨機存儲器RAM，可讀可寫FLASH，其它帶數(shù)據(jù)地址線的外圍設(shè)備，比如以太網(wǎng)等。保證存儲設(shè)備(RAM、FLASH)工作正常，是整個電路板可以工作的前提。
[0017]CPU 一般都自帶一定容量的RAM或者可擦寫的R0M，本檢測方法運行在CPU上，通過諸如SP3232芯片轉(zhuǎn)換成RS232信號，內(nèi)容可以在PC機上顯示，使用這種方法可以簡單有效的定位焊接問題，也可以識別所用芯片是否完整好用，這里的完整是指芯片內(nèi)部引腳無短路無開路，并且可讀可寫。
[0018]將被測試電路板連接在測試用電路板上，測試用電路板通過RS232與PC機連接。測試開始時，運行PC端調(diào)試軟件，將本方法的調(diào)試程序通過JTAG下載進CPU處理器的RAM或者ROM中，然后運行，檢測結(jié)束后，會在串口終端顯示被測電路板芯片是否有地址線或者數(shù)據(jù)線短接或者虛焊的情況，并給出具體是哪一根出現(xiàn)問題。
[0019]如圖3所示，本系統(tǒng)測試用電路板的TTL- RS 232轉(zhuǎn)換電路采用SP3238EE芯片N1、接插件Pl和接插件XPl, SP3238EE芯片NI的2腳和4腳、5腳和6腳分別連接電容C2和電容C5，SP3238EE芯片NI的19腳和20腳連接后與電容Cl的一端連接，連接后接電源VDD端，SP3238EE芯片NI的3腳和7腳分別通過電容C3和電容C4與電容Cl的另一端連接后接地，SP3238EE芯片NI的16腳接接插件XPl的2腳，SP3238EE芯片NI的17腳通過電阻Rl接接插件XPl的3腳，SP3238EE芯片NI的I腳和18腳連接后接地，XPl的5腳接地，SP3238EE芯片NI的13腳和15腳分別接接插件XPl的I腳和3腳，接插件XPl的2腳接地，SP3238EE芯片NI的14腳接電源VDD端。
[0020]本系統(tǒng)測試用電路板的電源轉(zhuǎn)換電路采用MIC39100芯片N3，MIC39100芯片N3的I腳與電容C9的一端及電解電容C8的正極連接后接+6v電源，MIC39100芯片N3的3腳與電解電容ClO的正極、電容Cll的一端及電阻R6的一端連接后接電源VDD端，電阻R6的另一端與發(fā)光二極管的負極連接，發(fā)光二極管的正極、電容Cll的另一端、電解電容ClO的負極、MIC39100芯片N3的4腳和2腳、電容C9的另一端及電解電容C8的負極連接后接地。[0021 ] 如圖4所示，本系統(tǒng)測試用電路板的復位電路采用MAX706ASESA芯片N2，MAX706ASESA芯片N2的I腳分別連接按鍵開關(guān)SI的一端及電容C7的一端，MAX706ASESA芯片N2的2腳與電容C6的一端連接，按鍵開關(guān)SI的另一端、電容C6的另一端、電容C7的另一端以及MAX706ASESA芯片N2的3腳和4腳連接后分別接地。
[0022]本系統(tǒng)測試用電路板的JTAG接口電路采用兩個接插件，分別為接插件XP2和接插件XP3，接插件XP2的15腳與接插件XP3的15腳連接后接MAX706ASESA芯片N2的7腳，接插件XP2的13腳與接插件XP3的13腳連接，接插件XP2的11腳與接插件XP3的11腳連接，接插件XP2的9腳與接插件XP3的9腳連接，接插件XP2的I腳和接插件XP3的I腳分別接電源VDD端，接插件XP2和接插件XP3的4腳、6腳、8腳、10腳、12腳、14腳、16腳、18腳、20腳分別連接，連接后分別接地。
[0023]PC機與測試用電路板通過RS232和USB-JTAG連接，RS232接收檢測結(jié)果和發(fā)送命令。使用windows自帶的超級終端,設(shè)置模式為波特率115200bps,八位數(shù)據(jù)位,一位停止位，無奇偶校驗和流控。測試軟件通過USB-JTAG下載進被測電路板的CPU并運行，檢測完成后，結(jié)果會在超級終端上顯示。
[0024]如圖5所示，本實用新型在焊接檢測方法中將連續(xù)的檢測過程分為三個階段:地址線檢測階段、數(shù)據(jù)線檢測階段和地址數(shù)據(jù)線檢測階段。首先CPU時鐘、調(diào)試串口初始化。即初始化CPU時鐘、外部設(shè)備讀寫使能及串口屬性。然后按照地址線檢測階段、數(shù)據(jù)線檢測階段、地址數(shù)據(jù)線檢測階段的順序?qū)z測到的數(shù)據(jù)進行判斷，采取不同的數(shù)據(jù)處理方法，分別得出被測電路板虛焊或者芯片內(nèi)部懸空以及短接的地址線及數(shù)據(jù)線。地址線檢測階段檢測完畢后，記錄虛焊的地址線，然后進入數(shù)據(jù)線檢測階段，該階段不使用已檢測出虛焊或短接的地址線作為檢測的依據(jù)，數(shù)據(jù)線檢測階段檢測完畢后，記錄虛焊的數(shù)據(jù)線，再進行地址數(shù)據(jù)線階段的檢測，該階段不使用已檢測出虛焊或短接的地址線和數(shù)據(jù)線作為檢測的依據(jù)。
[0025]如圖6所示，本實用新型地址線檢測階段的檢測步驟是:
[0026]步驟一:首先檢測被測電路板虛焊或者芯片內(nèi)部懸空的地址線，在地址零處寫入任意非零數(shù)據(jù)。
[0027]步驟二:讀取地址I處數(shù)據(jù)；地址由I開始，每次左移一位，鎖存地址后，再讀取該地址的數(shù)據(jù)。
[0028]步驟三:判斷讀取地址I處數(shù)據(jù)是否與寫入地址零的非零數(shù)據(jù)相等，若相等，則說明有虛焊或者芯片內(nèi)部懸空的地址線，然后進行數(shù)據(jù)處理并記錄結(jié)果，數(shù)據(jù)處理方法是:所有地址中為I的位確定為虛焊或者芯片內(nèi)部懸空的地址線，并將數(shù)據(jù)處理結(jié)果送PC機顯示，同時在后續(xù)的檢測步驟中排除已檢測出虛焊或者芯片內(nèi)部懸空的地址線，為檢測地址線短接做準備。
[0029]步驟四:若判斷讀取地址I處數(shù)據(jù)與寫入地址零的非零數(shù)據(jù)不相等，則將該地址左移一位，然后判斷地址是否溢出。
[0030]步驟五:若地址沒有溢出，則讀取該處數(shù)據(jù)，并判斷讀取的該處數(shù)據(jù)是否與寫入地址零的非零數(shù)據(jù)相等；若相等，繼續(xù)執(zhí)行步驟三，若不相等，繼續(xù)執(zhí)行步驟四，如此循環(huán)，直到地址溢出。[0031]步驟六:如果判斷地址溢出，繼續(xù)檢測被測電路板短接的地址線，在地址I寫入非
零數(shù)據(jù)。
[0032]步驟七:把寫入地址左移，每次左移一位，讀取該地址數(shù)據(jù)，并判斷讀取的地址數(shù)據(jù)是否與寫入地址I的非零數(shù)據(jù)相等；
[0033]步驟八:若讀取的地址數(shù)據(jù)與寫入地址I的非零數(shù)據(jù)不相等，接著判斷地址是否溢出，若地址溢出，則返回步驟七進行下一輪循環(huán)檢測。
[0034]步驟九:若地址沒有溢出，地址繼續(xù)左移一位，再判斷地址是否溢出，若還沒有溢出，則在該地址寫入非零數(shù)據(jù)，然后返回步驟七，直到起始本輪地址溢出。
[0035]步驟十:如果判斷讀取的地址數(shù)據(jù)與寫入地址I的非零數(shù)據(jù)相等，則說明有短接的地址線，然后進行數(shù)據(jù)處理，數(shù)據(jù)處理方法是:將起始地址和讀取數(shù)據(jù)的地址中分別為I的位確定為短接的地址線，并將數(shù)據(jù)處理結(jié)果送PC機顯示，同時返回步驟八，繼續(xù)判斷地址是否溢出；以上起始地址是指寫入地址I的非零數(shù)據(jù)地址和地址左移一位后，在該地址寫入非零數(shù)據(jù)的地址。
[0036]步驟十一:若起始本輪地址溢出，說明已完成地址檢測階段中的循環(huán)檢測，并將已完成檢測信息送PC機顯示。
[0037]如圖7所示，本實用新型數(shù)據(jù)線檢測階段的檢測步驟是:
[0038]步驟一:在地址零寫入數(shù)據(jù)O。
[0039]步驟二:讀取地址零處數(shù)據(jù)，并判斷讀取的數(shù)據(jù)是否不等于0，若不等于0，則說明有虛焊或者芯片內(nèi)部懸空的數(shù)據(jù)線，然后進行數(shù)據(jù)處理并記錄結(jié)果，數(shù)據(jù)處理方法是:所有讀取的數(shù)據(jù)中為I的位，確定為虛焊或者芯片內(nèi)部懸空的數(shù)據(jù)線，并將數(shù)據(jù)處理結(jié)果送PC機顯示，同時在后續(xù)的檢測步驟中排除已檢測出虛焊或者芯片內(nèi)部懸空的數(shù)據(jù)線。
[0040]步驟三:若判斷讀取的數(shù)據(jù)等于0，則在非零地址寫入數(shù)據(jù)I ;向非零地址寫入數(shù)據(jù)1，然后數(shù)據(jù)左移一位，寫入該非零地址，直到數(shù)據(jù)溢出后停止寫入。每次寫入后，接著讀出數(shù)據(jù)。
[0041]步驟四:讀取非零地址數(shù)據(jù)，并判斷與在非零地址寫入的數(shù)據(jù)是否相等，若相等，則說明有短接的數(shù)據(jù)線，然后進行數(shù)據(jù)處理，數(shù)據(jù)處理方法是:將寫入的數(shù)據(jù)中為I的位變?yōu)?，將為O的位變?yōu)?，再將得到的新數(shù)據(jù)和讀取的數(shù)據(jù)中分別為I的位確定為短接的數(shù)據(jù)線，并將數(shù)據(jù)處理結(jié)果送PC機顯示。
[0042]步驟五:如果判斷讀取的非零地址數(shù)據(jù)與在非零地址寫入的數(shù)據(jù)不相等，則將讀取的非零地址數(shù)據(jù)左移一位，然后判斷移位后的數(shù)據(jù)是否溢出，若移位后的數(shù)據(jù)溢出，說明已完成數(shù)據(jù)檢測階段中的循環(huán)檢測，并將已完成檢測信息送PC機顯示，否則，在非零地址繼續(xù)寫入該數(shù)據(jù)，再返回步驟四，以此循環(huán)檢測，直到數(shù)據(jù)溢出為止。
[0043]如圖8所示，本實用新型地址數(shù)據(jù)線檢測階段的檢測步驟是:
[0044]步驟一:在地址I寫入數(shù)據(jù)O。地址I處寫入數(shù)據(jù)0，每次循環(huán)地址左移一位，然后寫入數(shù)據(jù)0，直到地址溢出。
[0045]步驟二:讀取地址I數(shù)據(jù)，判斷該數(shù)據(jù)是否不等于0，若不等于0，說明有短接的地址數(shù)據(jù)線，然后進行數(shù)據(jù)處理，數(shù)據(jù)處理方法是:在讀取的數(shù)據(jù)和寫入的地址數(shù)據(jù)中分別為I的位確定為短接的地址數(shù)據(jù)線，并將數(shù)據(jù)處理結(jié)果送PC機顯示。
[0046]步驟三:若判斷讀取地址I數(shù)據(jù)等于0，則寫入地址左移一位，并判斷寫入地址是否溢出，若溢出，說明已完成地址數(shù)據(jù)線檢測階段中的循環(huán)檢測，并將已完成檢測信息送PC機顯示，若沒有地址溢出，則在該地址寫入數(shù)據(jù)O，然后返回步驟二，以此循環(huán)檢測，直到數(shù)據(jù)溢出為止。
[0047]為了保持代碼的精簡，能放進CPU中有限的內(nèi)存中，本檢測程序不使用庫函數(shù)。
[0048]根據(jù)上述說明，結(jié)合本領(lǐng)域技術(shù)可實現(xiàn)本實用新型的方案。
【權(quán)利要求】
1.一種用于帶CPU電路板的焊接檢測系統(tǒng)，其特征在于，包括PC機、測試用電路板和電源，測試用電路板包括TTL- RS 232轉(zhuǎn)換電路、復位電路、JTAG接口電路及電源轉(zhuǎn)換電路，其中，復位電路與JTAG接口電路連接，測試用電路板分別通過TTL-RS232轉(zhuǎn)換電路和JTAG接口電路與PC機及被測電路板連接，電源通過電源轉(zhuǎn)換電路與被測電路板連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于帶CPU電路板的焊接檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述的TTL-RS 232轉(zhuǎn)換電路采用SP3238EE芯片N1、接插件Pl和接插件XP1，SP3238EE芯片NI的2腳和4腳、5腳和6腳分別連接電容C2和電容C5，SP3238EE芯片NI的19腳和20腳連接后與電容Cl的一端連接，連接后接電源VDD端，SP3238EE芯片NI的3腳和7腳分別通過電容C3和電容C4與電容Cl的另一端連接后接地，SP3238EE芯片NI的16腳接接插件XPl的2腳，SP3238EE芯片NI的17腳通過電阻Rl接接插件XPl的3腳，SP3238EE芯片NI的I腳和18腳連接后接地，XPl的5腳接地，SP3238EE芯片NI的13腳和15腳分別接接插件XPl的I腳和3腳，接插件XPl的2腳接地，SP3238EE芯片NI的14腳接電源VDD端。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于帶CPU電路板的焊接檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述的復位電路采用MAX706ASESA芯片N2，MAX706ASESA芯片N2的I腳分別連接按鍵開關(guān)SI的一端及電容C7的一端，MAX706ASESA芯片N2的2腳與電容C6的一端連接，按鍵開關(guān)SI的另一端、電容C6的另一端、電容C7的另一端以及MAX706ASESA芯片N2的3腳和4腳連接后分別接地。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求3所述的用于帶CPU電路板的焊接檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述的JTAG接口電路采用兩個接插件，分別為接插件XP2和接插件XP3，接插件XP2的15腳與接插件XP3的15腳連接后接復位電路MAX706ASESA芯片N2的7腳，接插件XP2的13腳與接插件XP3的13腳連接，接插件XP2的11腳與接插件XP3的11腳連接，接插件XP2的9腳與接插件XP3的9腳連接，接插件XP2的I腳和接插件XP3的I腳分別接電源VDD端，接插件XP2和接插件XP3的4腳、6腳、8腳、10腳、12腳、14腳、16腳、18腳、20腳分別連接，連接后分別接地。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于帶CPU電路板的焊接檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述的電源轉(zhuǎn)換電路采用MIC39100芯片N3，MIC39100芯片N3的I腳與電容C9的一端及電解電容C8的正極連接后接+6v電源，MIC39100芯片N3的3腳與電解電容ClO的正極、電容Cll的一端及電阻R6的一端連接后接電源VDD端，電阻R6的另一端與發(fā)光二極管的負極連接，發(fā)光二極管的正極、電容Cll的另一端、電解電容ClO的負極、MIC39100芯片N3的4腳和2腳、電容C9的另一端及電解電容C8的負極連接后接地。
【文檔編號】G06F13/20GK203414555SQ201320461914
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2013年7月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月30日
【發(fā)明者】韓己福, 尚怡翔, 周聰, 王松, 賈萬云 申請人:天津七一二通信廣播有限公司