IPC控制的微型顯示器參數測試儀的研制

摘 要：為了解決微型點陣顯示器生產測試要求，利用工控機可擴展的總線結構和通用的外擴板卡，研制了采用工控機控制的微型點陣顯示器參數測試儀。詳細介紹測試儀的軟硬件結構，包括工控機擴展板卡的選擇、功能顯示驅動板、參數測試板、信號調理電路等的設計以及采用C++語言實現的MFC構架下的應用程序編程，整臺測試儀成為智能化的多功能儀表。已應用在器件的生產中，實踐證明該裝置使用方便，測量精度高，控制性能好。

關鍵詞：工控機；參數測試；C++語言；實時控制

0引言：

PC_Based Control 技術是融合PC技術、信號測量與分析技術、控制技術于一體的高性能測量與控制技術，用于信號量測、工業過程數據采集和控制、運動控制等，在現代測試儀器儀表逐漸普及的今天，PC Based Control技術更是廣泛應用到工業生產、測量、控制、檢測等各個領域。工控機最大的特點是有標準的總線結構和可擴展的多種功能模塊板卡，利用標準板卡的二次開發，可以研制成符合要求的各種工業生產上的測試控制設備。

BZ1C501A微型點陣顯示器是蘇州半導體總產研制開發的，應用于各類電子設備儀器和終端字符及漢字顯示。為保證生產過程和產品質量，測試過程和相應測試儀器是必不可少的。因點陣顯示器共有256個微型光源，在給定的時間內完成測試，普通的儀器很難達到要求，因此采用工控機實現測試儀器的核心。

本文介紹采用研華工控機及相應數據采集卡，匹配自制的測試單元和顯示驅動電路，實現對BZ1C500A顯示器的功能測試，顯示器各項靜態參數的測試，測試儀具有精度高，功能全，實時性好，可靠性高等特點。軟件采用C++語言編制，是MFC構架下的Windows窗口程序，應用程序具有方便的使用界面，能實現數據存儲、分析、打印等功能。測試儀已經有效的應用于該產品的生產中。

1測試儀的硬件組成

該測試系統分為硬件系統和軟件系統。硬件系統以研華工控主機為核心，采用研華PCI-1710數據采集卡和PCI-1751 I/O接口卡實現對外圍部件的控制和測量。自己設計驅動板卡、開關矩陣、信號處理板等外圍電路，構成自動測試系統。軟件采用VC++編程，測試軟件為MFC構架下的Windows操作界面， 操作美觀、方便、并具有開放性。

1.1 工控機板卡的選擇

系統的核心采用研華工控主機外擴研華數據采集卡PCI-1710、I/O接口卡PCI-1751，實現對外部設備的數據采集和控制。兩板卡功能如下。

PCI-1710是用于PCI總線的多功能DAS卡設備。其包含16路單端或者8路雙端模擬量輸輸入端口，12-bit A/D轉換、16路數字量輸出和16路數字量輸入和計數器/定時器等。該設備采用A/D模擬通道0和通道1作為正向電壓和反向漏電流的模擬量測量入口。矩陣開關由16路數字量輸出口控制。A/D采用單端輸入，量程為0～5V電壓信號。

PCI-1751是48路數字量I/O和3路計數器PCI卡，其中I/O口可由軟件自己定義為輸入或輸出通道。該儀器采用32路作為輸出通道，選用Port0和Port3作為16路點陣顯示器陽極控制端、Port1和Port4作為16路陰極控制端，實現對點陣顯示器的驅動控制。

1.2功能顯示驅動板的設計

顯示驅動板共有16個陽極和16個陰極輸入輸出控制端，控制256個LED燈，軟件采用掃描方式，按規則一一點亮。共16組。其中A1和B1接PCI-1751輸出端口、OA1和OA2接點陣顯示器引腳的陽極和陰極。

1.3 參數測試板電路

測試系統可測量的靜態參數有2項，分別為Vf、Ir，關鍵是有256個發光二極管在規定時間內依次測量，并要求保證測試的一致性。每項參數測試時都需加不同的條件，

采用由高可靠繼電器組成的開關陣列來控制。根據測試要求，恒流源有16mA，條件電壓源有-5V。被測參數需測量的電壓值，量程為V；需測量的電流值，量程uA級。

測試一項參數的過程如下：

由程序控制I/O接口，使相應的繼電器線包通電，開關閉合，測試條件（電壓或電流）與被測器件構成饋路，被測參數由信號處理電路變為直流電壓量，經過儀表放大器處理后，由對應的A/D數據采集通道，進入A/D 實現模擬量到數字量的轉換，轉換后數值有計算機進行讀取并存儲。

例如測量一個LED正向電壓時，A1、A3、A4繼電器吸合，A5開關接在地上正向電壓值有A/D通道0讀入，當測量一個LED反向電流時，A2、A3、A4閉合，A5開關打在運放LM358的輸入端，反向電流通過運放轉為電壓信號，有A/D通道1被工控機讀取。一共256個LED，在矩陣開關的控制下依次測量后，匯總數據。

2 軟件設計

工控機的軟件要求簡潔，方便，能直接控制硬件。C++語言具有移植性好、代碼高效、功能強大、硬件控制能力強等特點。因此測試儀采用C++語言來編寫測試程序。

該系統軟件是采用Visual C++作為開發工具，在Windows7操作系統下的MFC構架程序。測試程序針對不同功能分為兩套，一個是點陣顯示程序，一個是參數測試程序。程序采用模塊化。點陣顯示程序界面模擬顯示器顯示的內容，可以實現對顯示功能的監控，參數測試程序，實現參數的存儲、顯示數值，并可以根據需求方的要求，形成曲線或圖表，便于數據處理。

3結論

該測試儀屬于工控機測控系統，具有實時功能。硬件上采用工控機結合數據采集卡和I/O接口卡，實現自動測試的方法，使系統軟硬件維護方便，并具有冗余量，可擴展。整個測試儀采用多種技術，是智能化的新型多功能儀表。該儀器自研制成功到使用至今，在微型點陣顯示器件生產中一直高可靠，高效率的運行。

作者簡介：

欒偉峰 女 出生于1973年11月 副教授/高級工程師

1994年～2003年 在蘇州半導體總廠有限公司工作 從事自動控制設備的改造和設計。

2003～今 在蘇州工業園區職業技術學院 電氣自動化技術專業主任 研究方向為自動化控制技術