1、高低温试验箱概述

高低温试验箱是给工业产品提供低温环境或高温环境来进行可靠性测试的专用仪器，因为其能在短时间内迅速改变温度而被广泛应用于工业检测中，能够模拟观察产品在恶劣环境下的性能是否能维持正常水平。

采用瑞凯RiuKai快速高低温冲击试验箱来给芯片提供外部温度环境，实现利用高低温环境验证芯片的工作。

2、NRF24L01射频芯片工作模式

NRF24L01的工作频段范围在2.4GHz~2.5GHz之间，可通过SPI接口对其输出功率和频段以及工作模式进行编程设置。该芯片主要工作在四种模式下，分别为：发送模式、接受模式、关机模式和待机模式。

在关机模式下，芯片的电流消耗达到最小，电路几乎停止工作，所有SPI接口可用的寄存器配置的内容会在关机模式期间保持下来。

待机模式下只有部分晶体振荡器继续工作，能够使芯片启动的时间变短，同时配置字保留下来。

通过内置的关机模式和空闲模式的设计能够使芯片尽可能的节省电量，从而降低芯片的功耗。

3、系统整体设计方案

整个系统分两部分进行设计，分别为上位机部分和下位机部分。上位机部分主要是使用MFC进行设计的界面。下位机部分为高低温试验箱、频谱仪、测试平台等。本系统采用以STM32F103芯片为核心的测试平台，完成对NRF24L01射频芯片的控制。采用频谱仪作为监测芯片频率稳定性的仪器，运行计算机上的软件对测试平台进行控制，通过高低温试验箱给射频芯片模块提供一个温度范围，并把频谱仪输出的测试数据保存到数据库里，最后通过上位机显示出来，从而可以实现自动控制整个系统。同时将测试结果记录下来，并通过自动分析测量数据来判断芯片是否为残次品。其系统框图如图1-1。

3.1上位机设计方案

1.上位机开发平台的选择

上位机开发平台的选择要基于一个适合计算机和系统设备的软件开发环境为准，在这里采用的上位机开发环境是MFC。

2.自动测试平台的上位机系统

在上位机设计流程中，我们大致分了四个模块功能进行设计，分别是：初始化模块、测试平台控制模块、显示模块、数据库访问模块四种。在下文中会对这四个模块的设计进行一个详细的说明。测量平台的上位机系统如图1-2。

该界面的功能主要包括以下几个方面：

1. 测试系统初始化状态设定。

2. 输出测试结果并显示，包括温度信息、时间信息、测试数据等。通过数据库访问技术，可以把测试数据保存到数据库并进行有条件查询，同时以图形方式显示测试结果，方便测试人员的直接操作。

3. 生成测试报告并存储，方便查阅与记录。

4. 自动控制测试仪器频谱仪和测试板，通过GPIB-USB线连接频谱仪和计算机，通过软件初始化频谱仪，并通过显示出来的波形来检测芯片质量的好坏。将芯片放到测试平台上，基于异步串口通信方式，实现对测试平台的控制。

3.2下位机设计方案

下位机部分包括频谱仪、高低温试验箱、测试板等，这三个结合起来共同搭建了一个自动测试系统中的下位机系统。

1.下位机开发环境的选择

使用频谱仪对射频芯片的输出信号进行测量，同时也像大多数仪器设备一样，可以受VISA函数和SCPI指令进行控制，通常也支持常规的总线接口，可以实现上位机与仪器之间的交互与控制。这里采用HP8561E频谱仪，是基于其测量精度高、测量频率范围广的优点，可以实现想要监测的结果。

2.自动测试平台下位机系统

计算机和测试板之间通过串口进行数据交互，计算机将测试人员输入的控制指令发送给测试板，测试板进入工作状态后，会控制射频芯片输出信号，然后通过传输线送入频谱仪并显示出来，频谱仪将接收到的数据反馈给计算机，测试人员通过反馈回来的数据再判定被测芯片的工作状态是否正常，其下位机系统如图1-3。