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专利名称：定位定向导航系统计算机组件专用检测设备的制作方法
技术领域：
本实用新塑涉及一神用检毈备，撤·及一种定縦向导_苏懷臟件专用检毈备。
背景技术：
本实用新型涉及一种定位定向导航系统计算机组件专用检测设备，该专用检测设备能自动检测定位定向导航系统计算机组件的功能和性能是否正常，可应用于定位定向导航系统计算机组件的批量生产及返修。定位定向导航系统是一种车载测量系统，可实时给出车体的位置和姿态信息。定位定向导航系统计算机组件是定位定向导航系统的重要组成部分。(一)计算机组件的组成计算机组件I的组成示意图见图I。其中11 :旋变板，12 PC104主板，13 PC104串口板，14 :温控板，15 PC104总线连接器，16 :串口连接器，17 96针连接器，18 :定位定向导航系统母板。计算机组件由四块电路板组成，分别是旋变板11(旋转变压器简称旋变)、PC104主板12、PC104串口板13和温控板14，四块板之间通过PC104总线连接器15和串口连接器16堆栈连接。旋变板11和温控板14分别具有一个96针连接器17 (也即96针插头)，计算机组件通过这两个96针连接器17 (也即两个96针插头)安装到定位定向导航系统母板18(也即定位定向导航系统内的母板18)上。其中，旋变板11主要实现与旋转变压器和里程计的接口功能，具体包括将旋转变压器输出的正余弦调制信号转换为数字信号；及对里程计输出的脉冲信号进行计数。温控板14主要实现与温控电路、加速度计和故障检测电路的接口功能，具体包括将温度信号转换电路输出的电压信号转换为数字信号，运行温度控制算法，输出脉宽调制信号控制加热电路；将加速度计输出的电流信号转换为数字信号；读取故障检测电路输出的数字电平信号；将温度数据、加速度计数据和故障码通过串口发送给PC104主板12。PC104主板12通过PC104总线与旋变板11交换数据。PC104主板12控制旋变板11上的旋转变压器数据转换电路和里程计脉冲计数电路按指定时序和模式工作，并读取旋转变压器数据转换结果和里程计脉冲计数值。PC104主板12通过串口从温控板14读取温度数据、加速度计数据和故障码。PC104主板12上包含4个RS232串口。PC104主板12通过自带串口及PC104串口板13上的串口与外部设备进行通信。RXM串口!反13通过RXM总线与RXM由反12^*。K 串口!反13上包含4个RS2串口^口2个CM
逦諧口。(二)计算机组件的外部接口 i備廳髓雜通迅備廳·賺_(棚話口滕■葡》i備廳·賺扣赚L
序I接口名称I接口功能
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源接口 _+5V、±12V直流电源供电
2 串行通信接口 6个RS232通信接口和2个CAN通信接口，实现与外部设备的通信(共8个RS232通信接口，但由于其中有2个未使用，因此只需对其中6个进行检测)
7 转变压器接口^接收旋转变压器输出的正余弦调制信号~ IT程计接口 ￥收里程计输出的数字脉冲信号
信号接口 I接收温度信号转换电路输出的模拟电压信号[0014](三)计算机组件检测设备的作用计算机组件检测设备是计算机组件的生产过程中必不可少的作业设备。计算机组件在完成元器件组装和软件安装之后，必须检测其功能是否正常、各项性能指标是否符合要求。为了确保计算机组件质量可靠，能适应各种可能的使用环境，需要使用高低温试验箱等设备模拟高温、低温等环境条件，并将计算机组件放置在模拟环境中进行存储试验或工作试验，试验过程中使用检测设备对计算机组件的功能和性能进行检测。计算机组件检测设备在计算机组件的返修过程也具有重要作用。首先，要使用检测设备对故障进行复现和定位。其次，采取修复措施之后，要使用检测设备检测计算机组件是否恢复正常。(四)现有的计算机组件检测设备计算机组件的现有检测设备示意图见图2。现有检测设备2由一台定位定向导航系统21、六台外部设备(包括外部设备一 24,外部设备二 25,夕卜部设备三26,夕卜部设备四27,外部设备五28，外部设备六29)、一台检测界面计算机22和一台直流电源23组成。定位定向导航系统21用于安装待检测的计算机组件I。六台外部设备24-29是用户使用环境中需要与定位定向导航系统21进行通信或信号交换的设备，这些设备24-29通过电缆与定位定向导航系统21连接。检测界面计算机22上运行检测软件，向计算机组件I发送检测命令、读取检测数据和给出检测结果。直流电源23用于给定位定向导航系统21供电。定位定向导航系统21内部其它组件向计算机组件I输出(这里“定位定向导航系统21内部其它组件”指的是，定位定向导航系统21内部除计算机组件I外，还包含旋转变压器、温度信号转换电路、加速度计、陀螺伺服板等组件，这些组件分别向计算机组件I输出旋转变压器信号、温度信号、加速度计信号、故障检测信号；定位定向导航系统21内部还包含加热驱动电路，从计算机组件I接收加热控制信号)旋转变压器信号、温度信号、加速度计信号、故障检测信号等，从计算机组件I接收加热控制信号等。五台外部设备与计算机组件I进行串行通信，另外一台外部设备向计算机组件I输出里程计脉冲信号(这里“另外一台外部设备”为里程计，输出脉冲信号，不是串行通信)。现有技术存在以下缺点I.成本高。一套定位定向导航系统和六个外部设备总价格高达几十万元。2.检测效率低。一套检测设备每次只能检测一套计算机组件，需要将检测设备整体断电和拔插电路板(也即计算机组件)才能检测另外一套计算机组件。以高低温工作试验为例。将计算机组件放置在温度箱内，按照降温、低温保温、低温工作、升温、高温保温、高温工作的工作流程进行检测。为防止冷热空气对流时电路板上产生凝露，在以上工作流程中不能开关温度箱的箱门，因此也无法更换计算机组件。一个完整的工作流程最少需要四个小时，则检测十套计算机组件至少需要四十个小时。3.使用不方便。以温度信号采集精度的检测为例。将定位定向导航系统放置在温度箱内，将温度箱内温度控制到已知温度，待温度稳定后读取计算机组件输出的温度数据，将读取的温度与已知温度进行比较可以得出温度信号采集精度。为了保证检测精度，需要在多个温度点下分别进行以上实验，此过程需要较多的人工操作、耗费较长的时间。4.可靠性低。定位定向导航系统和外部设备的电子线路和机械结构都比较复杂，而且定位定向导航系统需要在高低温试验箱内反复承受高低温环境，因此现有技术的可靠性较低。针对现有技术的缺点，本实用新型致力于解决以下问题I.降低成本。避免使用价值昂贵的定位定向导航系统及其外部设备。2.提高检测效率。一套检测设备可连续检测多套计算机组件，中间不需要整体断电和拔插电路板。3.简化人员操作。检测过程自动完成，减少人员操作。4.提高检测设备可靠性。简化设备组成，优化结构形式。
发明内容本实用新型的主要目的是提供一种检测效率更高的定位定向导航系统计算机组件专用检测设备。本实用新型的另一目的是提供一种成本较低的定位定向导航系统计算机组件专用检测设备。本实用新型的又一目的是提供一种可靠性更高、减少人员操作的定位定向导航系统计算机组件专用检测设备。为了达到上述目的，本实用新型提出了一种定位定向导航系统计算机组件专用检测设备，其特征在于，包括检测箱、控制箱和电源，所述检测箱包括检测箱母板和安装在所述检测箱母板上的一个或多个检测箱子板，所述检测箱子板用于安装所述计算机组件，所述检测箱根据所述控制箱发送的信号来选择所述检测箱子板的任一个以便对安装在其上的计算机组件进行检测，并将获得的检测信号送入所述控制箱输出。优选的是，所述检测箱根据所述控制箱发送的信号逐个选择所述检测箱子板以便对安装在其上的计算机组件进行检测，并将获得的每个计算机组件所对应的检测信号送入所述控制箱输出，直到所有的计算机组件完成检测。在上述任一方案中优选的是，所述检测箱母板包括电缆连接器、子板插座和译码电路，所述电缆连接器通过所述检测箱内部的电缆连接到所述检测箱的机箱外壳上的外部电缆插座，所述子板插座用于安装所述检测箱子板，所述译码电路用于将所述控制箱发来的子板地址信号转换成所述检测箱子板的子板选择信号。在上述任一方案中优选的是，所述检测箱子板包括电源开关阵列和信号开关阵列，在所述子板选择信号的控制下，被选中的检测箱子板上的所述电源开关阵列和信号开关阵列导通从而使所述检测箱子板上的电源和接口信号与所述控制箱接通，其它未被选中的所述检测箱子板与所述控制箱断开，依次选择所述检测箱子板，能够实现对所有计算机组件的连续检测。其中，在所述子板选择信号的控制下，被选中的检测箱子板上的所述电源开关阵列和信号开关阵列先后导通从而使所述检测箱子板上的电源和接口信号与所述控制箱接通。其中，接通被选中的检测箱子板时，所述译码电路应该先将P0WER_0N置为低电平，再将SIGNAL_0N置为低电平，断开被选中的检测箱子板时，所述译码电路应该先将SIGNAL_ON置为高电平，再将POWER_ON置为高电平。在上述任一方案中优选的是，所述检测箱子板还包括到母板连接器和到计算机组件连接器，所述检测箱子板通过到母板连接器安装到所述检测箱母板上；所述到计算机组件连接器用于将所述计算机组件安装到所述检测箱子板上；在上述任一方案中优选的是，所述控制箱包括PC104主板、PC104串口板和控制箱母板，所述PC104主板用于存储和运行检测软件，所述PC104串口板包含CAN总线通信接口，所述控制箱母板用于固定所述PC104主板和所述PC104串口板，并通过PC104总线扩展外围电路。其中，所述PC104串口板包含2个CAN总线通信接口。在上述任一方案中优选的是，所述扩展外围电路包括FPGA、电平转换电路、电源电 流检测电路、旋转变压器信号模拟生成电路、温度信号模拟生成电路、加速度计信号模拟生成电路、里程计信号模拟生成电路和并行I/O接口电路。在上述任一方案中优选的是，所述控制箱外接键盘、鼠标和显示器作为输入输出设备，使用外接直流电源供电。在上述任一方案中优选的是，所述控制箱母板上的逻辑功能基本上都在FPGA内实现，FPGA主要实现以下功能PC104总线地址译码；电源电流检测电路中ADC的转换控制和数据读�。恍�转变压器信号模拟生成电路中多路开关的通道选择；温度信号模拟生成电路中DAC的转换控制和数据写入；加速度计信号模拟生成电路中DAC的转换控制和数据写入；里程计信号模拟生成电路中的计数器分频；以及，并行I/O接口电路的数据读写。其中，FPGA选用一片 EP2C5T144I8。在上述任一方案中优选的是，所述电平转换电路实现PC104总线上5V电平与FPGA外部接口上3. 3V电平之间的相互转换；所述电源电流检测电路将+5V、±12V直流电源的工作电流转换成数字量；所述旋转变压器信号模拟生成电路用于模拟旋转变压器输出的信号，其包含载波{目号广生电路、比例放大电路、多路开关电路和驱动电路；其中，所述多路开关电路包含两片CMOS开关ADG1408，分别用于旋转变压器正弦信号和余弦信号的选择。所述温度信号模拟生成电路用于模拟温度信号转换电路输出的信号。其中，所述温度信号模拟生成电路主要由一片四通道12位数字-模拟转换器AD5024和参考电压源、驱动电路组成，输出三路O到+5V的电压信号；所述加速度计信号模拟生成电路用于模拟加速度计输出的信号。其中，所述加速度计信号模拟生成电路主要由一片二通道12位数字-模拟转换器AD5722和参考电压源、驱动电路组成，输出两路O到±0. ImA的电流信号；所述里程计信号模拟生成电路用于模拟里程计输出的信号。其中，所述里程计信号模拟生成电路主要由计数器分频电路和驱动电路组成。所述并行I/O接口电路用于读取加热控制信号和模拟故障检测电路输出的信号。其中，所述并行I/O接口电路主要由读写逻辑电路和驱动电路组成，其中读写逻辑电路由FPGA实现。所述PC104主板包含主频800M的Vortex86DX处理器、256M字节内存和IG字节FLASH存储器，通过CF卡接口扩展256M字节FLASH存储器，外部接口包括6个串行接口、2个USB接口、VGA接口和键盘鼠标接口。在上述任一方案中优选的是，所述计算机组件的外部接口包括电源接口，所述控制箱母板的扩展外围电路包括电源电流检测电路，所述电源电流检测电路输出+5V、±12V电源输出，所述计算机组件经所述电源接口在所述+5V、±12V电源输出的控制下进行检测。其中，所述计算机组件的电源电流在正常范围以内为正常，否则为异常。在上述任一方案中优选的是，所述计算机组件的外部接口包括串行通信接口，所述计算机组件经所述串行通信接口与所述控制箱中的PC104主板和PC104串口板相互通信以进行检测。其中，所述计算机组件经所述串行通信接口与所述PC104主板上的串行接口和PC104串口板上的CAN总线通信接口相互通信以进行通信功能检测；如果能正确发送和接 收数据为正常，否则为异常。在上述任一方案中优选的是，所述计算机组件的外部接口包括旋转变压器接口，所述控制箱母板的扩展外围电路包括旋转变压器信号模拟生成电路，所述旋转变压器信号模拟生成电路输出模拟旋转变压器信号，所述计算机组件经所述旋转变压器接口在所述模拟旋转变压器信号的控制下进行检测。其中，所述旋转变压器信号模拟生成电路分别向所述计算机组件施加与8个标准角度值对应的旋变信号，并读取所述计算机组件转换得到的角度值，将转换得到的角度值与标准值比较，如果误差在正常范围之内为正常，否则为异常。在上述任一方案中优选的是，所述计算机组件的外部接口包括里程计接口，所述控制箱母板的扩展外围电路包括里程计信号模拟生成电路，所述里程计信号模拟生成电路输出模拟里程计信号，所述计算机组件经所述里程计接口在所述模拟里程计信号的控制下进行检测。其中，所述里程计信号模拟生成电路向所述计算机组件施加5种标准频率的脉冲信号，并读取所述计算机组件转换得到的频率值，将转换的频率值与标准值比较，如果误差在正常范围之内为正常，否则为异常。在上述任一方案中优选的是，所述计算机组件的外部接口包括温度信号接口，所述控制箱母板的扩展外围电路包括温度信号模拟生成电路，所述温度信号模拟生成电路输出模拟温度信号，所述计算机组件经所述温度信号接口在所述模拟温度信号的控制下进行检测。其中，所述温度信号模拟生成电路分别向所述计算机组件施加与8个标准温度点对应的电压信号，并读取所述计算机组件转换得到的温度值，将转换的温度值与标准值比较，如果误差在正常范围之内为正常，否则为异常。在上述任一方案中优选的是，所述计算机组件的外部接口包括加速度计信号接口，所述控制箱母板的扩展外围电路包括加速度计信号模拟生成电路，所述加速度计信号模拟生成电路输出模拟加速度计信号，所述计算机组件经所述加速度计信号接口在所述模拟加速度计信号的控制下进行检测。其中，所述加速度计信号模拟生成电路向所述计算机组件施加与8个标准加速度值对应的电流信号，并读取所述计算机组件转换得到的电流值，将转换的电流值与标准值比较，如果误差在正常范围之内为正常，否则为异常在上述任一方案中优选的是，所述计算机组件的外部接口包括加热控制信号接口，所述计算机组件经所述加热控制信号接口在所述控制箱的控制下进行检测。其中，所述控制箱向所述计算机组件施加与8个标准温度点对应的电压信号，并读取所述计算机组件输出的加热控制信号状态，将加热控制信号状态与正常状态比较，如果二者相同为正常，否则为异常在上述任一方案中优选的是，所述计算机组件的外部接口包括故障信号接口，所述计算机组件经所述故障信号接口在所述控制箱的控制下进行检测。其中，所述控制箱向计算机组件施加6种状态的故障信号，并读取所述计算机组件输出的故障码，将故障码与故障信号状态比较，如果二者状态一致为正常，否则为异常。 在上述任一方案中优选的是，所述检测箱子板能够集成在所述检测箱母板中(也即整体形成一块电路板，方便电路制作)。在上述任一方案中优选的是，所述控制箱中的所述PC104主板和PC104串口板能够集成为一块电路板，也即整体成型，方便电路制作。本实用新型还提供了一种采用专用检测设备检测定位定向导航系统计算机组件的方法，其特征在于，包括以下步骤步骤I :连接所述专用检测设备的整体结构，所述专用检测设备包括检测箱、控制箱和电源，所述检测箱包括检测箱母板和安装在所述检测箱母板上的一个或多个检测箱子板，所述检测箱子板用于安装所述计算机组件，所述检测箱母板包括电缆连接器、子板插座和译码电路，所述检测箱子板包括电源开关阵列、信号开关阵列、到母板连接器和到计算机组件连接器，所述控制箱包括PC104主板、PC104串口板和控制箱母板，所述控制箱外接键盘、鼠标和显示器作为输入输出设备并使用外接直流电源供电；所述控制箱母板用于固定所述PC104主板和所述PC104串口板，并通过PC104总线扩展外围电路，所述扩展外围电路包括FPGA、电平转换电路、电源电流检测电路、旋转变压器信号模拟生成电路、温度信号模拟生成电路、加速度计信号模拟生成电路、里程计信号模拟生成电路和并行I/O接口电路；步骤2 :将待检测的计算机组件插入所述检测箱中的子板插座上，根据需要同时插入I套以上计算机组件，然后将所述检测箱放置到需要的环境条件下，并完成其他准备工作；步骤3 :打开直流电源，选择要检测的计算机组件，然后执行对所选择的计算机组件的各项功能的巡检过程，所述巡检过程包括检测电源电流、检测串行通信接口、检测旋转变压器接口、检测里程计接口、检测温度信号接口、检测加速度计信号接口、检测加热控制信号接口和检测故障信号接口，依次选择检测箱中的其他计算机组件并重复执行上述巡检过程，直到检测箱中的所有计算机组件检测完成；步骤4 :更换检测箱中的计算机组件，重复步骤2和步骤3，直到本批次所有计算机组件检测完成。其中，步骤2中，根据需要同时插入1-10套计算机组件。步骤2中，所述环境条件包括高低温试验箱所形成的高低温模拟环境，所述其他准备工作包括将所述高低温试验箱的温度设定到指定温度。与现有技术相比，本实用新型具有以下优点本实用新型的检测设备没有采用定位定向导航系统等复杂设备，可大幅度节省成本；此外，可连续检测多套计算机组件，大幅度提高检测效率；而且由于采用检测箱和控制箱分离的分体式结构，进行高低温试验时只需要将检测箱放置在高低温试验箱内，由于检测箱中的电子线路比较简单，因此检测设备可靠性较高；另外，由于本实用新型的检测过程基本实现自动化，可以通过软件和计算机实现自动控制检测，因此使用更方便。

为了更清楚的说明本实用新型的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见的，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图I为现有的计算机组件的组成示意图。图2为现有的计算机组件的现有检测设备示意图。 图3为本实用新型的定位定向导航系统计算机组件专用检测设备的组成示意图。图4为本实用新型检测箱母板译码电路的结构示意图。图5为本实用新型检测箱子板电源开关阵列的结构示意图。图6为本实用新型检测箱子板信号开关阵列的结构示意图。图7为本实用新型实施例的控制箱母板电路框图结构示意图。图8为本实用新型实施例的电源电流检测电路结构示意图。图9为本实用新型实施例的旋转变压器载波信号产生电路和比例放大电路图。图10为本实用新型实施例的定位定向导航系统计算机组件专用检测设备的检测流程图。
具体实施方式
为了更好地理解本实用新型，下面将结合附图描述本实用新型的实施例，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然所描述的实施例仅是本实用新型的一部分实施例，不是全部的实施例，基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。本实用新型的定位定向导航系统计算机组件专用检测设备的组成见图3，该专用检测设备3由检测箱4、控制箱5、直流电源6、显示器7、键盘8和鼠标9等部分组成。其中，检测箱和控制箱为自主研制，其他部分选用市场已有的通用产品。(一)检测箱检测箱4用于安装计算机组件、在计算机组件之间进行切换及引出计算机组件的外部接口信号。检测箱由一块检测箱母板41 (简称母板)、十块检测箱子板42 (简称子板，包括子板一到子板十)、检测箱机箱、检测箱连接器和检测箱内部连接线等组成。检测箱母板41上包括电缆连接器、子板插座和译码电路等。电缆连接器通过机箱内部电缆连接到检测箱机箱外壳上的外部电缆插座。子板插座用于安装检测箱子板。译码电路将控制箱发来的地址信号转换成检测箱子板的选择信号。译码电路的电路图见图4，图4中A[0…3]是子板地址信号，地址O —地址9 (这里，A[0…3]为二进制编码，二进制编码的值从O到15，本译码电路只使用0-9的编码，对应地址O —地址9)依次对应子板一到子板十。SIGNAL_ON是信号开关控制端，POWER_ON是电源开关控制端。当SIGNAL_ON为低电平时，SIGNAL_CS1 — SIGNAL_CS10中的一个信号有效，将对应子板上的信号开关阵列导通。当POWER_ON信号为低电平时，P0WER_CS1 — POWER_CSlO中的一个信号有效，将选中子板上的电源开关阵列导通。由于计算机组件要求在电源上电之前不能向接口信号施加电平，因此接通子板时应该先将POWER_ON置为低电平，再将SIGNAL_ON置为低电平，断开子板时应该先将SIGNAL_ON置为高电平，再将POWER_ON置为高电平。检测箱子板42上包括电源开关阵列、信号开关阵列、到母板连接器(这里，检测箱母板41上有子板插座，检测箱子板42上有到母板连接器，两者通过插座和插头的关系，相互配合使用)和到计算机组件连接器。电源开关阵列使用MOSFET光电继电器，型号为PVN012A，共三片，分别用于+5V、+12V和-12V直流电源的开关控制。信号开关阵列使用CMOS 开关，型号为ADG1411，共七片，用于接口信号的开关控制。检测箱子板42通过到母板连接器安装到检测箱母板上。到计算机组件连接器用于将计算机组件安装到检测箱子板42。电源开关阵列、信号开关阵列的具体电路结构如图5和图6所示。检测时，检测箱母板上的译码电路将控制箱5发来的子板地址信号转换成子板选择信号，被选中的检测箱子板上的开关阵列导通从而使检测箱子板上的电源和接口信号与控制箱接通，其它未被选中的检测箱子板与控制箱断开。依次选择不同的检测箱子板，可实现对多套计算机组件的连续检测。(二)控制箱控制箱5用于存储和运行检测软件、产生检测所需的激励信号、读写计算机组件的外部接口，以及产生检测箱子板选择信号。控制箱5由PC104主板51、PC104串口板52、控制箱母板53、控制箱机箱、控制箱连接器和控制箱内部连线等组成，外接键盘8 (例如标准键盘)、鼠标9和显示器7 (例如通用显示器)作为输入输出设备，使用外接直流电源6(+5V和±12V直流电源)供电。PC104主板51用于存储和运行检测软件。PC104主板51包含主频800M的Vortex86DX处理器、256M字节内存和IG字节FLASH存储器，通过CF卡接口扩展256M字节FLASH存储器，外部接口包括6个串行接口、2个USB接口、VGA接口和键盘鼠标接口等。PC104串口板52包含2个CAN总线通信接口。控制箱母板53用于固定PC104主板51和PC104串口板52，并通过PC104总线扩展外围电路。扩展的外围电路包括FPGA、电平转换电路、电源电流检测电路、旋转变压器信号模拟生成电路、温度信号模拟生成电路、加速度计信号模拟生成电路、里程计信号模拟生成电路、并行I/O接口电路等。控制箱母板电路框图见图7。控制箱母板上的逻辑功能基本上都在FPGA内实现。FPGA选用一片EP2C5T144I8。FPGA实现以下功能PC104总线地址译码；电源电流检测电路中ADC的转换控制和数据读�。恍�转变压器信号模拟生成电路中多路开关的通道选择；温度信号模拟生成电路中DAC的转换控制和数据写入；加速度计信号模拟生成电路中DAC的转换控制和数据写入；里程计信号模拟生成电路中的计数器分频；并行I/O接口电路的数据读写等。电平转换电路实现PC104总线上5V电平与FPGA外部接口上3. 3V电平之间的相互转换。[0108]电源电流检测电路将+5V、+12V直流电源的工作电流转换成数字量，电路图见图
8。图8中，待检测的电源电流从P0WER_IN端输入，流经采样电阻R4，然后从P0WER_0UT端输出。电阻R4两端的电压与电源电流成正比，该电压经电阻电容低通滤波后输入到运算放大器INA149。INA149是一种适用于电流检测的运算放大器，允许输入电压超出供电电源范围。INA149输出的电压连接到仪表放大器AD8228，AD8228内部具有100倍增益。AD8228输出电压连接到运算放大器AD8671和电阻电容组成的驱动电路，驱动后的电压连接到ADC转换成数字信号。ADC使用一片四通道12位AD转换器AD7366-5。旋转变压器信号模拟生成电路用于模拟旋转变压器输出的信号。旋转变压器信号模拟生成电路包含载波信号产生电路、比例放大电路、多路开关电路和驱动电路等。旋转变压器载波信号产生电路和比例放大电路图见图9。图9中，左上方为载波信号产生电路，由运算放大器AD8671和电阻、电容、二级管等组成；其余部分为比例放大电路，对正弦波电压作比例调整、反相等处理。图9输出四种信号，分别是REF_V、REF_-V、REF_-l/2 V和REF_1/2V。若REF_V 幅值为 1，则 REF_-V、REF_-l/2 V 和 VREF_1/2V 的幅值分别为-I、-O. 7 和 O. 7。图9输出的四种信号送到多路开关电路和驱动电路。多路开关电路包含两片CMOS开关ADG1408，分别用于旋转变压器正弦信号和余弦信号的选择。正弦信号、余弦信号与角度值之间的对应关系见表2。表2为正弦信号、余弦信号与角度值的对应关系。
权利要求1.一种定位定向导航系统计算机组件专用检测设备，包括检测箱、控制箱和电源，其特征在于，所述检测箱包括检测箱母板和安装在所述检测箱母板上的一个或多个检测箱子板，所述检测箱子板用于安装所述计算机组件，所述检测箱根据所述控制箱发送的信号来选择所述检测箱子板的任一个以便对安装在其上的计算机组件进行检测，并将获得的检测信号送入所述控制箱输出。
2.如权利要求I所述的专用检测设备，其特征在于，所述检测箱根据所述控制箱发送的信号逐个选择所述检测箱子板以便对安装在其上的计算机组件进行检测，并将获得的每个计算机组件所对应的检测信号送入所述控制箱输出，直到所有的计算机组件完成检测。
3.如权利要求I或2所述的专用检测设备，其特征在于，所述检测箱母板包括电缆连接器、子板插座和译码电路，所述电缆连接器通过所述检测箱内部的电缆连接到所述检测箱的机箱外壳上的外部电缆插座，所述子板插座用于安装所述检测箱子板，所述译码电路用于将所述控制箱发来的子板地址信号转换成所述检测箱子板的子板选择信号。
4.如权利要求3所述的专用检测设备，其特征在于，所述检测箱子板包括电源开关阵列和信号开关阵列，在所述子板选择信号的控制下，被选中的检测箱子板上的所述电源开关阵列和信号开关阵列导通从而使所述检测箱子板上的电源和接口信号与所述控制箱接通，其它未被选中的所述检测箱子板与所述控制箱断开，依次选择所述检测箱子板，能够实现对所有计算机组件的连续检测。
5.如权利要求4所述的专用检测设备，其特征在于，在所述子板选择信号的控制下，被选中的检测箱子板上的所述电源开关阵列和信号开关阵列先后导通从而使所述检测箱子板上的电源和接口信号与所述控制箱接通。
6.如权利要求5所述的专用检测设备，其特征在于，接通被选中的检测箱子板时，所述译码电路应该先将POWER_ON置为低电平，再将SIGNAL_ON置为低电平，断开被选中的检测箱子板时，所述译码电路应该先将SIGNAL_ON置为高电平，再将POWER_ON置为高电平。
7.如权利要求4所述的专用检测设备，其特征在于，所述检测箱子板还包括到母板连接器和到计算机组件连接器，所述检测箱子板通过到母板连接器安装到所述检测箱母板上；所述到计算机组件连接器用于将所述计算机组件安装到所述检测箱子板上。
8.如权利要求I或2所述的专用检测设备，其特征在于，所述控制箱包括PC104主板、PC104串口板和控制箱母板，所述PC104主板用于存储和运行检测软件，所述PC104串口板包含CAN总线通信接口，所述控制箱母板用于固定所述PC104主板和所述PC104串口板，并通过PC104总线扩展外围电路。
9.如权利要求8所述的专用检测设备，其特征在于，所述扩展外围电路包括FPGA、电平转换电路、电源电流检测电路、旋转变压器信号模拟生成电路、温度信号模拟生成电路、力口速度计信号模拟生成电路、里程计信号模拟生成电路和并行I/O接口电路。
10.如权利要求9所述的专用检测设备，其特征在于，所述PC104串口板包含2个CAN总线通信接口，所述控制箱外接键盘、鼠标和显示器作为输入输出设备，使用外接直流电源供电，FPGA 选用一片 EP2C5T144I8。
11.如权利要求9所述的专用检测设备，其特征在于，所述控制箱母板上的逻辑功能基本上都在FPGA内实现，FPGA主要实现以下功能PC104总线地址译码；电源电流检测电路中ADC的转换控制和数据读�。恍�转变压器信号模拟生成电路中多路开关的通道选择；温度信号模拟生成电路中DAC的转换控制和数据写入；加速度计信号模拟生成电路中DAC的转换控制和数据写入；里程计信号模拟生成电路中的计数器分频；以及，并行I/O接口电路的数据读写。
12.如权利要求9所述的专用检测设备，其特征在于， 所述电平转换电路实现PC104总线上5V电平与FPGA外部接口上3. 3V电平之间的相互转换； 所述电源电流检测电路将+5V、±12V直流电源的工作电流转换成数字量； 所述旋转变压器信号模拟生成电路用于模拟旋转变压器输出的信号，其包含载波信号广生电路、比例放大电路、多路开关电路和驱动电路； 所述温度信号模拟生成电路用于模拟温度信号转换电路输出的信号； 所述加速度计信号模拟生成电路用于模拟加速度计输出的信号； 所述里程计信号模拟生成电路用于模拟里程计输出的信号； 所述并行I/o接口电路用于读取加热控制信号和模拟故障检测电路输出的信号。
13.如权利要求12所述的专用检测设备，其特征在于，所述多路开关电路包含两片CMOS开关ADG1408，分别用于旋转变压器正弦信号和余弦信号的选择。
14.如权利要求12所述的专用检测设备，其特征在于，所述温度信号模拟生成电路主要由一片四通道12位数字-模拟转换器AD5024和参考电压源、驱动电路组成，输出三路O到+5V的电压信号。
15.如权利要求12所述的专用检测设备，其特征在于，所述加速度计信号模拟生成电路主要由一片二通道12位数字-模拟转换器AD5722和参考电压源、驱动电路组成，输出两路O到±0. ImA的电流信号。
16.如权利要求12所述的专用检测设备，其特征在于，所述里程计信号模拟生成电路主要由计数器分频电路和驱动电路组成。
17.如权利要求12所述的专用检测设备，其特征在于，所述并行I/O接口电路主要由读写逻辑电路和驱动电路组成，其中读写逻辑电路由FPGA实现。
18.如权利要求12所述的专用检测设备，其特征在于，所述PC104主板包含主频800M的Vortex86DX处理器、256M字节内存和IG字节FLASH存储器，通过CF卡接口扩展256M字节FLASH存储器，外部接口包括6个串行接口、2个USB接口、VGA接口和键盘鼠标接口。
19.如权利要求12所述的专用检测设备，其特征在于，所述计算机组件的外部接口包括电源接口，所述控制箱母板的扩展外围电路包括电源电流检测电路，所述电源电流检测电路输出+5V、±12V电源输出，所述计算机组件经所述电源接口在所述+5V、±12V电源输出的控制下进行检测；所述计算机组件的电源电流在正常范围以内为正常，否则为异常。
20.如权利要求12所述的专用检测设备，其特征在于，所述计算机组件的外部接口包括串行通信接口，所述计算机组件经所述串行通信接口与所述控制箱中的PC104主板和PC104串口板相互通信以进行检测，所述计算机组件经所述串行通信接口与所述PC104主板上的串行接口和PC104串口板上的CAN总线通信接口相互通信以进行通信功能检测；如果能正确发送和接收数据为正常，否则为异常。
21.如权利要求12所述的专用检测设备，其特征在于，所述计算机组件的外部接口包括旋转变压器接口，所述控制箱母板的扩展外围电路包括旋转变压器信号模拟生成电路，所述旋转变压器信号模拟生成电路输出模拟旋转变压器信号，所述计算机组件经所述旋转变压器接口在所述模拟旋转变压器信号的控制下进行检测，所述旋转变压器信号模拟生成电路分别向所述计算机组件施加与8个标准角度值对应的旋变信号，并读取所述计算机组件转换得到的角度值，将转换得到的角度值与标准值比较，如果误差在正常范围之内为正常，否则为异常。
22.如权利要求12所述的专用检测设备，其特征在于，所述计算机组件的外部接口包括里程计接口，所述控制箱母板的扩展外围电路包括里程计信号模拟生成电路，所述里程计信号模拟生成电路输出模拟里程计信号，所述计算机组件经所述里程计接口在所述模拟里程计信号的控制下进行检测，所述里程计信号模拟生成电路向所述计算机组件施加5种标准频率的脉冲信号，并读取所述计算机组件转换得到的频率值，将转换的频率值与标准值比较,如果误差在正常范围之内为正常,否则为异常。
23.如权利要求7所述的专用检测设备，其特征在于，所述计算机组件的外部接口包括温度信号接口，所述控制箱母板的扩展外围电路包括温度信号模拟生成电路，所述温度信号模拟生成电路输出模拟温度信号，所述计算机组件经所述温度信号接口在所述模拟温度信号的控制下进行检测，所述温度信号模拟生成电路分别向所述计算机组件施加与8个标准温度点对应的电压信号，并读取所述计算机组件转换得到的温度值，将转换的温度值与标准值比较，如果误差在正常范围之内为正常，否则为异常。
24.如权利要求12所述的专用检测设备，其特征在于，所述计算机组件的外部接口包括加速度计信号接口，所述控制箱母板的扩展外围电路包括加速度计信号模拟生成电路，所述加速度计信号模拟生成电路输出模拟加速度计信号，所述计算机组件经所述加速度计信号接口在所述模拟加速度计信号的控制下进行检测，所述加速度计信号模拟生成电路向所述计算机组件施加与8个标准加速度值对应的电流信号，并读取所述计算机组件转换得到的电流值，将转换的电流值与标准值比较，如果误差在正常范围之内为正常，否则为异常。
25.如权利要求12所述的专用检测设备，其特征在于，所述计算机组件的外部接口包括加热控制信号接口，所述计算机组件经所述加热控制信号接口在所述控制箱的控制下进行检测，所述控制箱向所述计算机组件施加与8个标准温度点对应的电压信号，并读取所述计算机组件输出的加热控制信号状态，将加热控制信号状态与正常状态比较，如果二者相同为正常，否则为异常。
26.如权利要求12所述的专用检测设备，其特征在于，所述计算机组件的外部接口包括故障信号接口，所述计算机组件经所述故障信号接口在所述控制箱的控制下进行检测，所述控制箱向计算机组件施加6种状态的故障信号，并读取所述计算机组件输出的故障码，将故障码与故障信号状态比较，如果二者状态一致为正常，否则为异常。
27.如权利要求I所述的专用检测设备，其特征在于，所述检测箱子板能够集成在所述检测箱母板中。
28.如权利要求8所述的专用检测设备，其特征在于，所述控制箱中的所述PC104主板和PC104串口板能够集成为一块电路板，也即整体成型，方便电路制作。
专利摘要本实用新型公开了一种定位定向导航系统计算机组件专用检测设备，包括检测箱(4)、控制箱(5)和电源(6)，所述检测箱(4)包括检测箱母板(41)和安装在所述检测箱母板(41)上的一个或多个检测箱子板(42)，所述检测箱子板(42)用于安装所述计算机组件(1)，所述检测箱(4)根据所述控制箱(5)发送的信号来选择所述检测箱子板(42)的任一个以便对安装在其上的计算机组件(1)进行检测，并将获得的检测信号送入所述控制箱(5)输出，通过这种方式，可以提高检测效率，降低成本、可靠性更高并能减少人员操作。
文档编号G01C25/00GK202734836SQ20122043479
公开日2013年2月13日 申请日期2012年8月30日 优先权日2012年8月30日
发明者刘星桥, 王越 申请人:晓星中融科技(北京)有限公司