由于PDA產(chǎn)品外觀小巧,、操作方便,、便于攜帶，使其深受消費(fèi)者的青睞,。有些PDA產(chǎn)品在使用過程中經(jīng)常出現(xiàn)屏幕損壞,、按鍵失效等現(xiàn)象，導(dǎo)致產(chǎn)品的壽命達(dá)不到規(guī)定要求,。所以作為PDA產(chǎn)品關(guān)鍵部件的屏幕，其壽命往往決定PDA產(chǎn)品的使用壽命,，而作為易損件的按鍵也是限制PDA產(chǎn)品壽命的一個(gè)瓶頸,。本文研制的檢測系統(tǒng)可用來檢測PDA產(chǎn)品在規(guī)定的極限溫度和濕度環(huán)境中按鍵的疲勞壽命。
1 檢測原理
　　通常,，PDA產(chǎn)品都具有節(jié)能工作模式或者自動(dòng)關(guān)機(jī)功能,，若長時(shí)間不對(duì)其進(jìn)行操作，屏幕就處于非工作狀態(tài)" title="工作狀態(tài)">工作狀態(tài),。屏幕檢測就是不斷地觸發(fā)PDA產(chǎn)品的按鍵,，保證屏幕在檢測過程中處于工作狀態(tài)。檢測時(shí),，PDA產(chǎn)品被放在一個(gè)溫度和濕度可調(diào)的密閉環(huán)境中,。
　　按鍵壽命檢測是記錄按鍵在正常狀態(tài)下被按下的次數(shù)。方法是在按鍵每次被按下時(shí),，檢測按鍵觸發(fā)探頭和按鍵間的接觸力,，如果接觸力在正常范圍內(nèi)，則認(rèn)為按鍵處于正常工作狀態(tài),，按鍵觸發(fā)次數(shù)加1,；如果接觸力超出正常范圍，則認(rèn)為按鍵被卡死,；如果接觸力低于正常范圍,，則認(rèn)為按鍵沒有及時(shí)彈起。后兩種情況都認(rèn)為按鍵出現(xiàn)故障,。
2 系統(tǒng)組成及功能介紹
　　檢測控制系統(tǒng)由主控電路,、觸發(fā)檢測裝置,、人機(jī)交互裝置、電源自動(dòng)關(guān)閉定時(shí)裝置和電壓變換及過流保護(hù)裝置組成,，如圖1所示,。

　　CPU為控制系統(tǒng)的核心，采用89C55WD單片機(jī),，該芯片自帶看門狗電路,，片內(nèi)存儲(chǔ)器容量大，完全兼容其它51系列單片機(jī)的特點(diǎn),，使得外圍電路簡單^[1],。由于要同時(shí)檢測多個(gè)PDA產(chǎn)品，選用8255A對(duì)89C55WD的I/O口進(jìn)行擴(kuò)展,。觸發(fā)記錄采用×25045完成,，該芯片具有電壓保護(hù)功能并具有4K串行輸入輸出的E²PROM，可用來記錄按鍵被按下的次數(shù),。當(dāng)檢測系統(tǒng)停止工作時(shí),，E²PROM記錄的數(shù)據(jù)不會(huì)丟失；當(dāng)系統(tǒng)再次工作時(shí),，可以在上次記錄的基礎(chǔ)上進(jìn)行記錄,。觸發(fā)檢測裝置包括按鍵觸發(fā)探頭(這里采用繼電器)、壓力傳感器,、放置PDA產(chǎn)品的伸縮滑道及溫度濕度可調(diào)的密封容器,。
　　檢測時(shí)，被測PDA產(chǎn)品按照一定順序放置在伸縮滑道的規(guī)定位置上,，CPU通過調(diào)整繼電器的通電時(shí)間及通電頻率控制觸發(fā)探頭接觸PDA產(chǎn)品按鍵的時(shí)間及觸發(fā)頻率,。
　　壓力傳感器檢測按鍵與觸發(fā)探頭接觸時(shí)的壓力，檢測結(jié)果經(jīng)過A/D" title="A/D">A/D轉(zhuǎn)換接口被送到CPU進(jìn)行處理,。
　　繼電器和CPU之間設(shè)有光電隔離及功率放大電路,，前者阻止繼電器電流的變化對(duì)主控制電路的干擾，后者用于放大繼電器的驅(qū)動(dòng)電流,。
　　人機(jī)交互裝置包括鍵盤和LCD顯示兩部分,。通過操作鍵盤，操作者可以選擇被測對(duì)象,、輸入檢測時(shí)間和觸發(fā)頻率等檢測參數(shù),，還可隨時(shí)停止對(duì)某個(gè)PDA的檢測。LCD為操作者提供了上述參數(shù)的設(shè)置界面,，并實(shí)時(shí)地顯示設(shè)置的檢測參數(shù),、檢測的時(shí)間進(jìn)程和按鍵的觸發(fā)次數(shù)。
　　利用電源自動(dòng)關(guān)閉定時(shí)裝置可以設(shè)定檢測系統(tǒng)的工作時(shí)間,，當(dāng)操作人員忘記關(guān)閉檢測系統(tǒng)的電源時(shí),，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)斷電,，防止事故發(fā)生。該定時(shí)裝置的定時(shí)時(shí)間可調(diào),。
　　電壓變換及過流保護(hù)裝置將220V交流電轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定的5V及12V直流電,。由于有時(shí)需要同時(shí)對(duì)多個(gè)PDA產(chǎn)品檢測，系統(tǒng)的輸出電流較大,，因此為保護(hù)直流電源,，這里采取了過流保護(hù)措施。
3 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)
　　硬件設(shè)計(jì)主要包括繼電器輸出控制設(shè)計(jì),、LCD顯示和鍵盤電路設(shè)計(jì)等部分,。
3.1 繼電器輸出控制電路
　　繼電器輸出控制電路如圖2所示。功放電路采用ULN2803,。ULN2803是八組NPN型達(dá)林頓功放三極管集成芯片,，典型的輸入電壓是5V，集電極輸出功率可達(dá)50V×600mA,。續(xù)流二極管D用來保護(hù)ULN2803^[2],，L、RL分別為繼電器的電感和內(nèi)阻,，Bi,、Ci為八路輸入輸出中的一路。光電隔離電路采用TLP521,。控制信號(hào)由89C55WD產(chǎn)生,，通過8255A的輸出口加在TLP521的輸入端,。

3.2 LCD顯示電路設(shè)計(jì)
　　LCD采用內(nèi)藏T6963C控制器的圖形液晶模塊。點(diǎn)陣為160×128,，工作頻率為5.5MHz,可滿足實(shí)時(shí)監(jiān)控的要求,，并帶有背光。圖3為89C55WD與該液晶控制模塊的電路連接圖,。

3.3 鍵盤電路設(shè)計(jì)

　　這里采用4×4鍵盤,，十個(gè)數(shù)字鍵、四個(gè)方向鍵,、一個(gè)“確認(rèn)”鍵和一個(gè)“清除”鍵,。鍵盤電路和A/D轉(zhuǎn)換電路都比較簡單，不再贅述,。
4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
4.1集中調(diào)用,、參數(shù)返回的程序調(diào)用方法
　　集中調(diào)用是指只有主程序" title="主程序">主程序具有調(diào)用某些子程序" title="子程序">子程序的權(quán)限，而子程序之間沒有相互調(diào)用的權(quán)力,；參數(shù)返回就是指當(dāng)需要從某個(gè)子程序轉(zhuǎn)換到另一個(gè)子程序時(shí),，程序并不直接進(jìn)入后者的入口地址,，而是將后者的入口地址作為參數(shù)返回，主程序根據(jù)該參數(shù)調(diào)用相應(yīng)的子程序,。該方法有效地避開了多個(gè)子程序相互嵌套,、遞歸調(diào)用的層次太深的缺陷^[3～4]，使程序運(yùn)行可靠,、可讀性強(qiáng),。
　　本軟件系統(tǒng)包括定時(shí)中斷、時(shí)間處理,、觸發(fā)控制,、觸發(fā)壓力檢測、鍵盤處理及各界面顯示等子程序,。這里通過介紹主程序及檢測狀態(tài)界面子程序來說明集中調(diào)用,、參數(shù)返回的程序設(shè)計(jì)方法在子程序相互轉(zhuǎn)換中的實(shí)現(xiàn)。限于篇幅,，其它子程序不作詳細(xì)介紹,。
4.2 主程序設(shè)計(jì)
　　根據(jù)液晶屏幕的大小，將顯示的內(nèi)容分為四類,，分別用四種界面顯示,，即開機(jī)界面、檢測狀態(tài)界面,、參數(shù)設(shè)置界面和停止檢測選擇界面,，每一界面對(duì)應(yīng)一個(gè)子程序。
　　檢測狀態(tài)界面如圖4所示,，它將操作者設(shè)置的每個(gè)PDA產(chǎn)品的檢測參數(shù),、監(jiān)控進(jìn)程(已完成的檢測時(shí)間)和按鍵被按下的次數(shù)實(shí)時(shí)地顯示出來。由于要同時(shí)檢測多個(gè)PDA產(chǎn)品,，該界面由若干幀組成,，每一幀顯示四個(gè)PDA產(chǎn)品的檢測情況，具有設(shè)置,、停止,、繼續(xù)和返回四個(gè)命令按鈕。

　　參數(shù)設(shè)置界面為操作者提供了對(duì)檢測參數(shù)進(jìn)行設(shè)置的環(huán)境,，包括選擇要測試的PDA產(chǎn)品以及設(shè)置檢測時(shí)間,、繼電器觸發(fā)頻率等。
　　停止檢測選擇界面可以讓操作者有選擇地終止某個(gè)正在檢測的PDA產(chǎn)品,，而不影響其它產(chǎn)品的正常檢測,。
　　以上四類界面子程序間的相互轉(zhuǎn)換采用了集中調(diào)用、參數(shù)返回的程序調(diào)用方法，圖5為主程序流程圖,。

4.3 檢測狀態(tài)界面子程序
　　參見圖4,，操作者可通過鍵盤上的方向鍵將屏幕光標(biāo)移動(dòng)到屏幕上的四個(gè)命令按鈕處，按下鍵盤上的“確認(rèn)”鍵,，表示該命令按鈕被選中,。程序進(jìn)入到該子程序時(shí)，首先判斷設(shè)置按鈕是否被選中,，如果選中則將參數(shù)設(shè)置子程序的入口地址作為返回值返回主程序,，主程序根據(jù)該返回值調(diào)用參數(shù)設(shè)置子程序。若該按鈕沒有被選中,，則繼續(xù)判斷其它按鈕是否被選中,。如果所有按鈕都沒有被選中，則依次調(diào)用時(shí)間處理子程序,、觸發(fā)控制子程序,、觸發(fā)力檢測子程序，讀取壓力傳感器的輸入值并進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換及其它處理,。最后調(diào)用鍵盤處理子程序判斷是否有功能鍵被按下,，進(jìn)入到檢測狀態(tài)界面子程序的入口處，完成一個(gè)循環(huán),。檢測狀態(tài)界面子程序框圖如圖6所示,。其它界面子程序的設(shè)計(jì)方法與此類似，這里不再說明,。