集成电路芯片测试仪.docVIP

集成电路芯片测试仪 设计报告 林明杰 信息sy0701 0120709320517 摘要 随着电子技术的迅速发展，数字集成电路的应用越来越广泛，二74系列逻辑芯片在数字电路中又有着非常广泛的应用，数字电路设计中要保证设计电路的准确性，必须要求所用的芯片逻辑功能完整，但若对所用芯片进行逐一测试，未免有些繁琐，另外，在数字电路的维修中经常要对芯片的型号和好坏进行判断，针对上述需要，我们针对常用的74系列逻辑芯片设计了74系列逻辑芯片测试仪，用来检测常用74系列芯片的型号和逻辑功能的好坏，从而使数字电路的设计，制作与维修过程得到简化，达到事半功倍的效果。 关键字 74逻辑芯片 ? ?单片机 ? ? 芯片测试 1设计方案与论证 1.1显示模块 显示模块主要实现对芯片检测结果的显示，包括芯片型号及芯片功能是否完好，同时也要给用户提供必要的提示信息，提高系统界面的友好性。 1.1.1 方案一：采用数码管显示 由于所有芯片均为74系列，因而只显示最后两位编号即可实现对芯片型号的显示，但由于数码管显示效果较差并且动态扫描时会占用很多CPU时间，因而舍弃该方案。 1.1.2方案二：采用点阵显示 采用有二极管构成的16×16点阵，通过主控单元的控制可以实现汉字及英文字符的显示，可以显示芯片型号以及芯片功能完整性，采用点阵显示的优点是显示内容可以随意控制，显示内容丰富。但点阵显示也存在占用I/O口较多并且会占用大量CPU时间的缺点，考虑到所用主控单元I/O口资源有限和对程序存储区容量的限制，舍弃该方案。 1.1.3方案三：采用1602液晶 1602液晶为字符型液晶，可以显示16×2共32个字符，不仅可以显示芯片型号及判断结果，并且还可以在程序运行过程中为用户提供必要的提示信息，提高了系统的交互性，并且1602液晶占用CPU时间较少，虽然显示能力较弱，仅能显示英文字符，但基本能满足设计的要求，因而本采用1602液晶作为显示输出设备。 1.2输入模块 输入模块主要采用键盘进行输入有如下两种方案： 1.2.1 方案一：采用独立按键 采用独立按键的优点是控制程序硬件电路都很简单，缺点是如果每个按键都要占用一个I/O口，当按键较多时占用I/O口较多，考虑到主控单元I/O口数目有限，舍弃本方案。 1.2.2方案二：采用矩阵式键盘 采用矩阵式键盘是通过对按键进行矩阵排列，通过主控单元分别对其行线和列线进行扫描，从而取得按键值，它的优点是相对于独立按键占用I/O口较少，缺点是控制程序和硬件电路稍显复杂，但通过综合分析，为节省I/O口，采用矩阵式键盘作为系统的输入设备。 芯片检测的基本原理 对于逻辑芯片的检测，我们主要是检测芯片逻辑功能好坏，由于主控单元采用AT89s52单片机，其I/O与TTL电平完全兼容，因而直接由单片机对芯片的引脚进行扫描，即通过单片机输出端口模拟芯片的各种输入状态，并通过单片机读回芯片的输出结果，通过与芯片真值表的比较即可判断芯片逻辑功能的好坏，由于单片机I/O口设置为输入方式必须首先将其输出置为1（此时单片机输出的高电平可有外部低电平拉低，但若输出为低电平外部的高电平不能将单片机的输出拉高），否则会发生输入逻辑错误，因而，在进行芯片扫描时必须将芯片的输出引脚置为高电平，即让相应的单片机I/O口输出1，然后对芯片的输入引脚进行各种状态的扫描，通过单片机读回芯片的输出，再依据芯片的真值表对其输出进相比较，不一致则说明芯片的逻辑功能发生错误，断定芯片为坏的，若芯片的输出与真值表完全相符，则说明芯片的逻辑功能正确，可以判断为好芯片。 由于涉及的74芯片种类多样，各种芯片的输入和输出引脚各不一样，因而必须首先得到芯片的具体型号才能进一步判断芯片逻辑功能的好坏，芯片的型号可以通过用户键盘输入或通过单片机程序进行检测得到，对于型号检测仍然要保证芯片的输出引脚所接的单片机I/O口输出高电平，因而在实际设计中在保证芯片输入脚所对应的I/O口置1的前提下，通过芯片的部分逻辑功能初步判断出芯片的型号，然后再依据所检测的结果，可以得到芯片的引脚排列，通过单片机对芯片的逻辑功能加以详细测试，并对结果加以显示。 3系统的整体设计 3.1系统流程图 系统主要主控单元（单片机），检测模块，输入模块，显示模块，电源模块几部分构成，系统的流程框图如下 图一 系统流程图 3.2系统说明 在自动检测部分主要是通过各74系列逻辑芯片逻辑功能的不同，在保证所有的输出引脚所接的单片机I/O口被配置为输入的前提下，设置逻辑芯片的输入，然后检测芯片的输出，从而判断芯片的型号，该检测必须建立在所检测的逻辑芯片功能完好，若检测结果为未知芯片