[應用] STM32F373 控制板之自我測試程式

- 7月 20, 2016

這次為了某個控制器的案子，製作 120片STM32F373控制板，如圖一所示。從 PCB 製版到打件的過程，最終製作好的板子可能會出現不良，可能是元件不良，可能是打件不良，可能是 PCB 銅線斷了....等等。這些不良品如果要單靠手工一步一步挑出來，花費的時間將會很長，所以最好能靠板子本身的一些功能，設計一套自我測試的方法。

圖一：STM32F373控制板

STM32F373控制板上有 Flash 晶片、各有13組 DI / DO、兩組 AI 和一組 AO、包含 RS-232 和 RS485，如圖三右半圖所示。自我測試的概念，可參考圖三的方塊圖。要達到自我測試的功能，我先設計一塊測試電路板 (如圖二所示)，這塊板子上面將 13組 DI 和 DO 對應自環起來 (loopback)，再把 AI / AO 也自環。而 RS-232 和 RS-485 也可以對接，只要將 TX接對方的 RX，RX 接對方的 TX。剩下一個 AI，則設計一個可變電阻來測試它。

除了設計測試板之外，STM32上面也要寫一套自我測試的韌體。DI / DO 的跑馬燈，韌體先對第一個 DO 輸出，當第一個 DI 偵測到後，韌體再對第二個 DO 輸出。以此類推，DI / DO 就會如跑馬燈一樣一路往下走。假設有 DO 元件壞了，那麼 DI 就偵測不到變化，跑馬燈就跑不下去了，同理 DI 線路有問題的話，跑馬燈也會停止。

AI / AO 的自我測試，韌體會對 AO 輸出固定數值，每隔一段時間便增加數值，直到最大值。再從最大值往下遞減，直到最低值，以此反覆。因為 AO 的輸出，我們可以從 AI 偵測到數值的變化，藉這個方式驗證 AI / AO 元件與線路是否正常。如果 AO 元件有問題，AI 將偵測不到數值的變化，同理 AI 元件有問題，則數值將無法穩定遞增或遞減。

RS-232 / RS-485 的自我測試，韌體對 RS-232 送出一組字串，再檢查 RS-485 這邊有沒有收到。同樣地，RS-485 送出另一組字串，再觀察 RS-232 這邊有沒有收到。如果相關元件壞掉或者電路斷線的話，我們就能很快挑出有問題的板子。