1、高低溫試驗箱概述

高低溫試驗箱是給工業產品提供低溫環境或高溫環境來進行可靠性測試的專用儀器，因為其能在短時間內迅速改變溫度而被廣泛應用于工業檢測中，能夠模擬觀察產品在惡劣環境下的性能是否能維持正常水平。

采用瑞凱RiuKai快速高低溫沖擊試驗箱來給芯片提供外部溫度環境，實現利用高低溫環境驗證芯片的工作。

2、NRF24L01射頻芯片工作模式

NRF24L01的工作頻段范圍在2.4GHz~2.5GHz之間，可通過SPI接口對其輸出功率和頻段以及工作模式進行編程設置。該芯片主要工作在四種模式下，分別為：發送模式、接受模式、關機模式和待機模式。

在關機模式下，芯片的電流消耗達到最小，電路幾乎停止工作，所有SPI接口可用的寄存器配置的內容會在關機模式期間保持下來。

待機模式下只有部分晶體振蕩器繼續工作，能夠使芯片啟動的時間變短，同時配置字保留下來。

通過內置的關機模式和空閑模式的設計能夠使芯片盡可能的節省電量，從而降低芯片的功耗。

3、系統整體設計方案

整個系統分兩部分進行設計，分別為上位機部分和下位機部分。上位機部分主要是使用MFC進行設計的界面。下位機部分為高低溫試驗箱、頻譜儀、測試平臺等。本系統采用以STM32F103芯片為核心的測試平臺，完成對NRF24L01射頻芯片的控制。采用頻譜儀作為監測芯片頻率穩定性的儀器，運行計算機上的軟件對測試平臺進行控制，通過高低溫試驗箱給射頻芯片模塊提供一個溫度范圍，并把頻譜儀輸出的測試數據保存到數據庫里，最后通過上位機顯示出來，從而可以實現自動控制整個系統。同時將測試結果記錄下來，并通過自動分析測量數據來判斷芯片是否為殘次品。其系統框圖如圖1-1。

3.1上位機設計方案

1.上位機開發平臺的選擇

上位機開發平臺的選擇要基于一個適合計算機和系統設備的軟件開發環境為準，在這里采用的上位機開發環境是MFC。

2.自動測試平臺的上位機系統

在上位機設計流程中，我們大致分了四個模塊功能進行設計，分別是：初始化模塊、測試平臺控制模塊、顯示模塊、數據庫訪問模塊四種。在下文中會對這四個模塊的設計進行一個詳細的說明。測量平臺的上位機系統如圖1-2。

該界面的功能主要包括以下幾個方面：

1. 測試系統初始化狀態設定。

2. 輸出測試結果并顯示，包括溫度信息、時間信息、測試數據等。通過數據庫訪問技術，可以把測試數據保存到數據庫并進行有條件查詢，同時以圖形方式顯示測試結果，方便測試人員的直接操作。

3. 生成測試報告并存儲，方便查閱與記錄。

4. 自動控制測試儀器頻譜儀和測試板，通過GPIB-USB線連接頻譜儀和計算機，通過軟件初始化頻譜儀，并通過顯示出來的波形來檢測芯片質量的好壞。將芯片放到測試平臺上，基于異步串口通信方式，實現對測試平臺的控制。

3.2下位機設計方案

下位機部分包括頻譜儀、高低溫試驗箱、測試板等，這三個結合起來共同搭建了一個自動測試系統中的下位機系統。

1.下位機開發環境的選擇

使用頻譜儀對射頻芯片的輸出信號進行測量，同時也像大多數儀器設備一樣，可以受VISA函數和SCPI指令進行控制，通常也支持常規的總線接口，可以實現上位機與儀器之間的交互與控制。這里采用HP8561E頻譜儀，是基于其測量精度高、測量頻率范圍廣的優點，可以實現想要監測的結果。

2.自動測試平臺下位機系統

計算機和測試板之間通過串口進行數據交互，計算機將測試人員輸入的控制指令發送給測試板，測試板進入工作狀態后，會控制射頻芯片輸出信號，然后通過傳輸線送入頻譜儀并顯示出來，頻譜儀將接收到的數據反饋給計算機，測試人員通過反饋回來的數據再判定被測芯片的工作狀態是否正常，其下位機系統如圖1-3。