基于STM32的批量自动测试系统的设计与实现

作     者：薛永安 

作者单位：天津科技大学 

学位级别：硕士

导师姓名：周卫斌;谢新武

授予年度：2022年

学科分类：080904[工学-电磁场与微波技术] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 0826[工学-兵器科学与技术] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 081202[工学-计算机软件与理论] 

主      题：批量测试 STM32 实时操作系统 上位机 

摘      要：由于国防科工类电子装备产品的特殊性,在产品综合筛选试验过程中,以往采用手动测试或单台设备测试的方式,测试时配电与断电过程繁琐,并且需要在规定时限内完成各项性能指标的测试,测试时间短并且测试项目多,需要耗费大量的时间与人力。为提高测试的并行度、降低人力成本、减少测试过程中人为因素造成的误差,现提出一套批量自动测试系统设计方案,实现产品的批量自动化测试功能。主要工作内容如下:(1)完成测试板卡的硬件设计。以STM32作为控制核心,以批量自动测试系统需求为目标,对测试板卡的电源电路、采样电路、存储电路、配电逻辑电路、通信电路等电路的元器件进行选型。在选型基础上,对原理图进行设计,最后由原理图,完成PCB的设计。(2)完成测试板卡的软件设计。围绕系统需求,依据硬件设计,完成各个模块的驱动程序的开发并移植Lw IP协议栈和Free RTOS到STM32平台。随后,按照项目需求设计了不同的任务,用于实现批量测试系统的各种业务逻辑。针对系统中同优先级任务较多且使用时间片轮转调度算法频繁切换造成的额外开销的问题,实现了一种改进的STCF调度算法,降低了任务平均周转时间以及任务切换开销。(3)完成批量测试系统的上位机设计。以C Sharp语言为核心,以系统需求为导向,以软硬件设计为基础,形成了分层架构以及扁平化界面的设计方案。首先,实现了Server端的TCP与UDP通信,实现对上位机接收到数据包进行处理和解析。在此基础上,实现了测试控制功能、校准功能、信息显示功能、软件配置和测试表格导出功能等功能。随后,通过实现Log4Net实体类,实现多线程日志机制。最后,对于生成的发布文件,使用ILMerge工具,处理成单个可分发、可执行文件。最后对系统进行了软件和硬件的联合测试。测试结果表明,批量测试系统能在确保稳定运行的基础上,满足项目验收需求。系统采用嵌入式技术,对批量自动化测试系统进行设计与实现,开发过程立足实际工程项目,并已在工程中得到应用,相关技术和方法可以推广到相关领域,具有一定的工程应用价值。