數(shù)字集成電路的測試儀器畢業(yè)論文

1、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　隨著數(shù)字集成電路日益廣泛的應用，其相關的測試技術也顯得愈發(fā)重要。為了保證數(shù)字集成電路的功能和性能參數(shù)符合技術要求，在集成電路的設計驗證、產(chǎn)品檢驗以及現(xiàn)場維護等方面都需要對集成電路進行測試。而測試設備是必不可少的工具，因此研究它們的測試技術和開發(fā)測試設備具有重要的意義。</p><p>　　本文所設

2、計的集成電路測試儀采用MCS-51單片機為核心，構建數(shù)字集成電路的測試儀器，該儀器能夠通過單片機程序?qū)?shù)字集成芯片插座進行控制和測試，可以完成對TTL74/54、CMOS4000/4500系列芯片的測試。測試儀使用了串口通信方式的LCD漢字液晶顯示器，以便節(jié)省出更多的單片機接口供測試更多管腳的集成電路。針對不同型號的集成電路Vcc和GND位置不同，在電路中使用了P溝道CMOS管來作為Vcc切換開關。測試儀設計了總線標準接口RS-232，

3、能夠?qū)崿F(xiàn)與PC機的聯(lián)機。通過對大量的TTL、CMOS集成電路的分析，建立了測試數(shù)據(jù)庫。通過編寫測試程序，最終以速度快、準確率高的測試結果實現(xiàn)了測試TTL74/54、CMOS4000/4500系列芯片的任務。 </p><p>　　論文第一章闡述此次設計的背景及意義、國內(nèi)外數(shù)字電路測試系統(tǒng)現(xiàn)狀、本文要解決的主要問題。第二章對系統(tǒng)總體方案進行描述。第三章詳細說明整個硬件系統(tǒng)的構成。第四章主要說明軟件測試的實現(xiàn)。第五章

4、敘述測試結果。</p><p>　　通過對實驗電路和程序進行測試和試運行，結果證明達到了設計要求。以MCS-51單片機為核心的數(shù)字集成電路測試儀，硬件電路簡單可靠，軟件測試精確快速。并且具有體積小、重量輕、成本低等優(yōu)點。</p><p>　　關鍵詞：數(shù)字集成電路；功能測試；MCS-51單片機；LCD</p><p><b>　　Abstract</b

5、></p><p>　　With the increasingly widespread application of digital integrated circuits, the related testing technology becomes increasingly important. To ensure the functions of digital integrated circuit

6、s and performance parameters meet the technical requirements, in integrated circuit design verification, product testing and on-site maintenance and other aspects need to test integrated circuits. The test equipment is e

7、ssential to tools, test technology research and development of their test equipment is </p><p>　　This integrated circuit tester designed by MCS-51 microcontroller core, build digital integrated circuit testi

8、ng equipment, the equipment is able to process the digital single chip control IC sockets and test, to be completed on TTL74/54, CMOS4000/4500 series of chip testing. Tester uses serial communication method character liq

9、uid crystal display LCD to save more of the MCU interface pins of the integrated circuit for testing more. Different types of IC GND and VCC different positions, the circ</p><p>　　The first chapter described

10、 the background and significance of this design, digital circuit test system at home and abroad, this paper to solve the main problem. The second chapter describes the overall programs of the system. The third chapter de

11、tails the composition of the entire hardware system. Fourth chapter explains the implementation of software testing. Chapter V describes the test results.。</p><p>　　Through the experimental circuit and proce

12、dures for testing and trial operation, the results prove to the design requirements. With MCS-51 microcontroller as the core digital IC tester, the hardware circuit is simple and reliable, precise and rapid software test

13、ing. And small size, light weight and low cost. </p><p>　　KEY WORDS: Digital IC； Functional test；MCS-51； single-chip microcomputer；LCD</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><

14、;b>　　摘 要1</b></p><p>　　Abstract2</p><p><b>　　目 錄3</b></p><p>　　第 1 章緒論5</p><p>　　1.1 課題的研究背景及意義5</p><p>　　1.2 國內(nèi)外數(shù)字電路測試系統(tǒng)現(xiàn)

15、狀6</p><p>　　1.3 本設計所要解決的主要問題7</p><p>　　第 2 章 測試儀的總體方案8</p><p>　　2.1 測試儀的方案選擇8</p><p>　　2.1.1 電壓測量法8</p><p>　　2.1.2 在線直流電阻普測法8</p><p>　　2

16、.1.3 電流流向跟蹤電壓測量法8</p><p>　　2.1.4 在線直流電阻測量對比法8</p><p>　　2.1.5 非在線數(shù)據(jù)與在線數(shù)據(jù)對比法8</p><p>　　2.2 硬件組成9</p><p>　　2.3 軟件任務9</p><p>　　2.4 總體方案構成9</p><

17、;p>　　第 3 章 硬件系統(tǒng)設計11</p><p>　　3.1 單片機外圍電路設計11</p><p>　　3.1.1 單片機MCS-5111</p><p>　　3.1.2 時鐘電路的設計12</p><p>　　3.1.3 復位電路的設計14</p><p>　　3.1.4 手動按鈕復位15&

18、lt;/p><p>　　3.2 鍵盤電路的設計15</p><p>　　3.3 PC機與單片機串行通信通道的設計18</p><p>　　3.3.1 單片機與PC串行通信的實現(xiàn)18</p><p>　　3.3.2 TTL/RS-232電平轉(zhuǎn)換及其接口電路19</p><p>　　3.4 20管腳測試芯片插座電路2

19、0</p><p>　　第 4 章 軟件系統(tǒng)設計21</p><p>　　4.1 方案選擇21</p><p>　　4.2 軟件主程序流程圖21</p><p>　　4.3 LCD1602液晶顯示電路和鍵盤電路的軟件設計23</p><p>　　4.4 測試模塊的軟件設計25</p><p

20、>　　第5 章系統(tǒng)調(diào)試與結果26</p><p><b>　　結 論27</b></p><p><b>　　參考文獻28</b></p><p><b>　　附錄130</b></p><p>　　附錄2實物軟件設計34</p><

21、p><b>　　致 謝41</b></p><p><b>　　緒論</b></p><p>　　課題的研究背景及意義</p><p>　　集成電路是二十世紀發(fā)展起來的新型高技術產(chǎn)業(yè)之一，也是二十一世紀全面進入信息化社會的必要前提和基礎。自1958年德克薩斯儀器公司制造出第一款集成電路以來，集成電路產(chǎn)業(yè)一直保

22、持著驚人的發(fā)展速度，在數(shù)字化，信息化時代的今天，數(shù)字集成電路的發(fā)展以及應用顯得尤為引人注目。從電子管、晶體管、中小規(guī)模集成電路、超大規(guī)模集成電路，發(fā)展到當今市場主流的專用集成電路，乃至現(xiàn)處于飛速發(fā)展階段的系統(tǒng)及芯片，數(shù)字集成電路始終沿著速度更快、集成度更高、規(guī)模更大的方向不斷發(fā)展。到目前為止，集成電路仍然基本上遵循著摩爾定律發(fā)展，即集成度幾乎每18個月增長一倍。</p><p>　　隨著集成規(guī)模的進一步擴大，集成

23、電路的應用領域日益擴大，無論是在軍事方面的高科技應用，還是在人們?nèi)粘Ｉ罘矫娴钠胀☉?，?shù)字集成電路都發(fā)揮著舉足輕重的作用，因此，數(shù)字集成電路的可靠性顯得越來越重要。為了保證數(shù)字集成電路的功能和性能參數(shù)符合技術要求，發(fā)揮其在整個電路系統(tǒng)中的重要作用，在集成電路的設計驗證、產(chǎn)品檢驗以及現(xiàn)場維護等方面都需要對集成電路進行測試，測試技術已經(jīng)成為謀求集成電路生存與發(fā)展的一門支撐技術。</p><p>　　集成電路是換代節(jié)

24、奏快、技術含量高的產(chǎn)品。從當今國際市場格局來看，集成電路企業(yè)之間在知識產(chǎn)權主導權上斗爭激烈，重要集成電路產(chǎn)品全球產(chǎn)業(yè)組織呈現(xiàn)出跨國公司(準)寡頭壟斷的特征，集成電路跨國公司銷售、制造、研發(fā)布局朝全球化方向發(fā)展。</p><p>　　無論是元件還是電路和系統(tǒng)，由于制造工藝的限制、使用壽命以及工作條件等影響，故障的產(chǎn)生是不可避免的，所以數(shù)字集成電路的測試便成為亟需解決的問題。尤其是在教學過程中，學生要熟悉并掌握某些型

25、號集成電路芯片的邏輯功能及使用方法，就必須要反復進行實驗，在經(jīng)過大量的實驗以后，芯片肯定會由于各種原因而產(chǎn)生故障，若是更換新的芯片，會過于浪費，因此這勢必會成為教學過程中的障礙。本論文將設計一種簡易測試集成電路芯片的儀器，根據(jù)其邏輯功能的真值表，測試其功能，判斷其是否能正常工作，據(jù)此還可進行對已損壞芯片進行維修。這不僅能解決集成電路芯片教學過程中的有關問題，節(jié)約成本，更能在測試過程中使學生更加深刻了解集成電路相關知識。</p>

26、;<p>　　國內(nèi)外數(shù)字電路測試系統(tǒng)現(xiàn)狀</p><p>　　目前有兩種集成電路測試系統(tǒng)，一種是整板測試，稱板級測試系統(tǒng)；另一種是對單個芯片測試稱芯片級測試系統(tǒng)。</p><p>　　電路板的測試可分為帶微處理器的電路板的測試和不帶微處理器的電路板的測試，即CPU板和普通電路板的測試。芯片級測試又分在線測試和離線測試。所謂在線測試是指對焊接在電路板上的各種芯片做邏輯測試和故障

27、診斷；而離線測試是對脫離電路板的芯片進行測試和故障判斷。</p><p>　　在單個芯片測試系統(tǒng)中，有專門用來測試芯片的儀器，此類儀器設計較為復雜，技術含量高，操作也要求比較專業(yè)。另一種測試系統(tǒng)是在使用過程中將測試芯片作為輔助功能的。目前國內(nèi)有一款儀器就屬于這種類型，它是南京西爾特公司生產(chǎn)的型號為SUPERPRO/3000U的通用編程器，如圖1.1所示。編程器是一個把可編程的集成電路寫上數(shù)據(jù)的工具,編程器主要用于

28、單片機（含嵌入式）/存儲器(含BIOS)之類的芯片的編程（或稱刷寫）。</p><p>　　圖1.1 SUPERPRO/3000U的通用編程器</p><p>　　基本配置48腳萬能驅(qū)動電路。所選購的適配器都是通用的（插在DIP48鎖緊座上）,即支持同封裝所有類型器件,48腳及以下DIP器件無需適配器直接支持。在主機上以PEP3000驅(qū)動擴展器替換標準DIP48驅(qū)動模塊后萬能驅(qū)動電路路數(shù)達

29、到100,則直至100腳的器件均可使用通用適配器（有些器件也可選用專用適配器,直接插在DIP48插座上,則無需換裝PEP3000）。通用適配器保證快速新器件支持。I/O電平由DAC控制,直接支持低達1.5V的低壓器件。</p><p>　　更先進的波形驅(qū)動電路極大抑制工作噪聲,配合IC廠家認證的算法,無論是低電壓器件、二手器件還是低品質(zhì)器件均能保證極高的編程良品率。編程結果可選擇高低雙電壓校驗,保證結果持久穩(wěn)固。

30、</p><p>　　在其編寫程序的主要功能的基礎上，還可測試SRAM、標準TTL/COMS電路,并能自動判斷型號。通過向被測芯片發(fā)送信號檢驗其輸出電平，再根據(jù)事先存入資源庫的芯片邏輯功能真值表來判斷其型號。</p><p>　　在圖形顯示器件接觸不良的時候，可以形象的看到器件每一個管腳的接觸狀況。特別是器件有一些管腳處于接觸良好與接觸不良之間的狀態(tài)，如果不用連續(xù)的圖形顯示，例如僅僅一次的

31、數(shù)字顯示，是不能很好地發(fā)現(xiàn)問題的，UP-48遇到這種情況，與管腳相應的圖形會不斷閃爍，并提示“接觸不良”字樣。同時通用編程器特有的管腳接觸不良檢測功能，有效防止了因為器件放反、部分管腳短路、接觸不良等原因所造成的損失。</p><p>　　本設計所要解決的主要問題</p><p>　　本測試儀屬于芯片級數(shù)字集成電路邏輯功能測試系統(tǒng)，主要采用功能驗證測試法產(chǎn)生測試矢量，離線完成20腳以下TT

32、L74/54，COMS4000/4500等系列芯片的測試。為此，在本文中要解決的問題主要有：</p><p>　　(1) 測試自動化，20腳測試插座固定，測試范圍不受被測器件的輸入、輸出、電源和地的位置的限制；</p><p>　　(2) 能測試TTL74系列的門電路，譯碼器等器件； </p><p>　　(3) 整機電源電壓為+5V，供電方式為直流穩(wěn)壓電源；<

33、;/p><p>　　(4) 可脫機工作，攜帶方便，輕巧美觀。</p><p>　　集成電路(IC)被生產(chǎn)出來以后要進行測試。IC測試貫穿在IC設計、制造、封裝及應用的全過程,被認為是IC產(chǎn)業(yè)的4個分支(設計、制造、封裝與測試)中一個極為重要的組成部分,它已經(jīng)成為IC產(chǎn)業(yè)發(fā)展中的一個瓶頸。有人預計,到2012年,可能會有多達48%的好芯片不能通過測試,IC測試所需的費用將在IC設計、制造、封裝和

34、測試的總費用中占80%～90%的比例。 工業(yè)界常采用電壓測試和穩(wěn)態(tài)電流(I_(DDQ))測試來測試數(shù)字CMOS IC。</p><p>　　綜上所述，我們將從測試系統(tǒng)工作原理出發(fā)，借鑒一些成熟的經(jīng)驗，查閱了大量的資料，經(jīng)過分析比較，確立了總體方案和構建硬件系統(tǒng)；通過對TTL、集成電路的統(tǒng)計和分析，利用功能驗證測試算法建立了測試數(shù)據(jù)庫，編制了測試程序，最終完成整個儀器的設計。</p><p>

35、;<b>　　測試儀的總體方案</b></p><p><b>　　測試儀的方案選擇</b></p><p>　　目前所用的測試集成電路芯片的方法有很多，常用的簡易測試方法有以下幾種：</p><p><b>　　電壓測量法</b></p><p>　　主要是測出各引腳對地的直

36、流工作電壓值；然后與標稱值相比較，依此來判斷集成電路的好壞。用電壓測量法來判斷集成電路的好壞是檢修中最常采用的方法之一，但要注意區(qū)別非故障性的電壓誤差。</p><p><b>　　在線直流電阻普測法</b></p><p>　　這一方法是在發(fā)現(xiàn)引腳電壓異常后，通過測試集成電路的外圍元器件好壞來判定集成電路是否損壞.。由于是斷電情況下測定阻值，所以比較安全，并可以在沒

37、有資料和數(shù)據(jù)而且不必要了解其工作原理的情況下，對集成電路的外圍電路進行在線檢查，在相關的外圍電路中，以快速的方法對外圍元器件進行一次測量，以確定是否存在較明顯的故障。</p><p>　　電流流向跟蹤電壓測量法</p><p>　　此方法是根據(jù)集成電路內(nèi)部的外圍元件所構成的電路，并參考供電電壓，即主要測試點的已知電壓進行各點電位的計算或估算，然后對照所測電壓電否符合，來判斷集成塊的好壞，本

38、方法必須具備完整的集成塊內(nèi)部電路圖和外圍電路原理圖。</p><p>　　在線直流電阻測量對比法</p><p>　　此方法是利用萬用表測量待查集成電路各引腳對地正反向直流電阻值與正常數(shù)據(jù)進行對照來判斷好壞。這一方法需要積累同一機型同型號集成電路的正?？煽繑?shù)據(jù)，以便和待查數(shù)據(jù)相對比。</p><p>　　非在線數(shù)據(jù)與在線數(shù)據(jù)對比法</p><p&

39、gt;　　所謂非在線數(shù)據(jù)是指集成電路未與外圍電路連接時，所測得的各引腳對應于地腳的正反向電阻值。非有線數(shù)據(jù)通用性強，可以對不同機型、不同電路、集成電路型號相同的電路作對比。</p><p>　　本設計方案要實現(xiàn)對已知型號20腳以內(nèi)的TTL系列、CMOS系列雙列直插封裝數(shù)字集成電路邏輯功能的自動測試。然而，上述幾種方法都不能較好達到要求。因此，本設計采用了以單片機為核心的自動測試方案，能較好地完成測試任務。<

40、/p><p>　　隨著數(shù)字集成電路的應用日益廣泛,數(shù)字電路產(chǎn)品的種類愈來愈多，其分類方法若按用途來分，可分成通用型的集成電路（中小規(guī)模集成電路）產(chǎn)品，微處理（MPU）產(chǎn)品和特定用途的集成電路產(chǎn)品三大類。其中可編程邏輯器件就是特定用途產(chǎn)品的一個重要分支。按邏輯功能來分，可以分成組合邏輯電路（也稱組合電路)，如門電路，編譯碼器等；時序邏輯電路，如觸發(fā)器、計數(shù)器、寄存器等。按電路結構來分，可分成TTL型和CMOS型兩大類。

41、</p><p>　　根據(jù)數(shù)字集成電路的種類、功能、適用范圍的不同，我們應該選擇相適應的測試方案。</p><p><b>　　硬件組成</b></p><p>　　系統(tǒng)的硬件組成主要有三部分：</p><p>　　第一部分是以單片機為核心的測試平臺。該測試平臺主要由中心控制單元單片機、鍵盤控制電路、IC電源自動控制電路

42、、接口電路、LCD顯示電路組成。</p><p>　　第二部分是PC機與單片機串行通信通道的建立。通道主要由串行總線接口、電平轉(zhuǎn)換電路組成。</p><p>　　第三部分是20管腳測試芯片插座。為了使測試范圍不受被測器件的輸入、輸出、電源和地的位置的限制，實現(xiàn)測試自動化。</p><p><b>　　軟件任務</b></p>&l

43、t;p>　　該系統(tǒng)軟件要完成的任務是：</p><p>　　1、測試數(shù)據(jù)庫。根據(jù)集成電路器件手冊上芯片的真值表建立被測芯片的測試碼數(shù)據(jù)集。</p><p>　　2、主要完成對已知型號芯片的測試。當有芯片需要測試時，通過測試電路對被測芯片的施加測試碼信號，每施加一組測試碼就測回一組芯片的輸出狀態(tài)，一直到該芯片的測試碼集施加完為止，然后根據(jù)電路響應值進行分析、判斷和處理，且把測試結果顯示

44、出來。</p><p><b>　　總體方案構成</b></p><p>　　根據(jù)測試系統(tǒng)要完成的任務和技術指標的要求，從測試系統(tǒng)的工作原理出發(fā)，構建該系統(tǒng)的總體方案如圖2-1所示。該自動測試儀的硬件主要是建立測試平臺和通信網(wǎng)絡，因此，應選擇單片機作為電路核心，通過可編程I/O接口與20管腳集成芯片插座相連。由于不同型號芯片的電源和地端的管腳位置不同，所以對20管腳集

45、成芯片插座要進行電源和地端的自動控制，可將地端固定，只改變電源端位置，為測試各種集成芯片提供硬件基礎。因為待測芯片的型號不同，調(diào)動的測試集不同，這就需要由鍵盤選擇芯片的型號和啟動確定鍵下達測試命令，同時要比較詳細的顯示芯片內(nèi)某個門或管腳的測試結果，為此就必須配置相應的鍵盤和LCD顯示器。</p><p>　　電壓測試包括邏輯測試和時延測試兩方面的測試內(nèi)容,前者驗證IC的功能是否正確,后者驗證IC的時間特性是否正確

46、。電壓測試方法可以檢測出大量的物理缺陷,而且比較簡單,速度較快。但是,由于電壓測試所使用的故障模型存在局限性,而且測試常常不能全速進行,因此一般來說,電壓測試只善于驗證電路的功能。與電壓測試相比,(I_(DDQ))測試更善于檢測由于生產(chǎn)過程中的細微偏差而導致的一些“小”缺陷,它的最大優(yōu)點是能大幅度地降低測試數(shù)字CMOS IC的費用,提高它們的可靠性。但是,(I_(DDQ))測試除不能檢測那些不導致(I_(DDQ))增加的缺陷或故障(如串

47、擾故障)之外,還受到深亞微米技術的挑戰(zhàn)。 瞬態(tài)電流(I_(DDT))測試是一種從供電回路,通過觀察被測電路所吸取的瞬間動態(tài)電流來檢測故障的一種方法,被認為可以檢測出一些經(jīng)電壓測試和(I_(DDQ))測試所不能檢測的故障。這種方法作為傳統(tǒng)的電壓測試和(I_(DDQ))測試方法的一個補充,正逐漸受到研究領域和工業(yè)界的關注。</p><p>　　圖2.1 系統(tǒng)總體方案框圖</p><p>&l

48、t;b>　　硬件系統(tǒng)設計</b></p><p><b>　　單片機外圍電路設計</b></p><p>　　單片機構成的應用系統(tǒng)有較大的可靠性，容易構成各種規(guī)模的應用系統(tǒng)，且應用系統(tǒng)有較高的軟、硬件利用系數(shù)。還具有可編程性，硬件的功能描述可完全在軟件上實現(xiàn)。在電路中采用多支可編程I/O接口與測試插座相連，由于所用插座為雙排20管腳，所測試的IC芯片

49、管腳不盡相同，而電路設計時的插座引腳一經(jīng)接好就不能變動，為了保證每一芯片都能在設計好的20管腳芯片插座上進行測試，并且芯片的地端位置都相同，因此，將地端引腳固定，改變電源引腳的位置來適應不同型號的芯片。為了保證單片機輸出的信息能更有效的傳送到被測IC芯片的輸入端，同時還要保證單片機能因被測IC芯片的型號不同而有效更改輸入輸出引腳的位置，因此只有使用可編程接口芯片才能完成這一功能。單片機的40個接口除了要與插座相連之外，還要控制鍵盤電路和

50、顯示器，若顯示器采用并行通信方式，單片機的接口顯然是不夠用的，為了解決這一問題，于是就采用了LCD的串行通信方式，只需用單片機的3個接口即可控制。</p><p><b>　　單片機MCS-51</b></p><p>　　MCS-51是指由美國INTEL公司生產(chǎn)的一系列單片機的總稱，這一系列單片機包括了好些品種，如8031，8051，8751，8032，8052，8

51、752等。MCS-51含有豐富的硬件資源，提供靈活、高效、多方面的控制應用。內(nèi)部集成有8位CPU，片內(nèi)振蕩電路，4K字節(jié)ROM、128字節(jié)RAM、21個特殊功能寄存器，32個I/O通道、可尋址各64K的外部數(shù)據(jù)、程序存儲器空間，兩個16位定時器／計數(shù)器，5個中斷源、兩個優(yōu)先級結構以及1個全雙工串行接口，有專用位處理機功能，適于布爾處理?，F(xiàn)在分別加以說明。</p><p><b>　　中央處理器：<

52、/b></p><p>　　中央處理器(CPU)是整個單片機的核心部件，是8位數(shù)據(jù)寬度的處理器，能處理8位二進制數(shù)據(jù)或代碼，CPU負責控制、指揮和調(diào)度整個單元系統(tǒng)協(xié)調(diào)的工作，完成運算和控制輸入輸出功能等操作。</p><p>　　數(shù)據(jù)存儲器(RAM)：</p><p>　　內(nèi)部有128個8位用戶數(shù)據(jù)存儲單元和128個專用寄存器單元，它們是統(tǒng)一編址的，專用寄存器

53、只能用于存放控制指令數(shù)據(jù)，用戶只能訪問，而不能用于存放用戶數(shù)據(jù)，所以，用戶能使用的RAM只有128個，可存放讀寫的數(shù)據(jù)，運算的中間結果或用戶定義的字型表。</p><p>　　程序存儲器(ROM)：</p><p>　　共有4096個8位ROM，用于存放用戶程序，原始數(shù)據(jù)或表格。</p><p>　　定時/計數(shù)器(ROM)：</p><p>

54、　　有兩個16位的可編程定時/計數(shù)器，以實現(xiàn)定時或計數(shù)產(chǎn)生中斷用于控制程序轉(zhuǎn)向。</p><p>　　并行輸入輸出(I/O)口：</p><p>　　共有4組8位I/O口(P0、 P1、P2或P3)，用于對外部數(shù)據(jù)的傳輸。</p><p><b>　　全雙工串行口：</b></p><p>　　內(nèi)置一個全雙工串行通信口，

55、用于與其它設備間的串行數(shù)據(jù)傳送，該串行口既可以用作異步通信收發(fā)器，也可以當同步移位器使用。</p><p><b>　　中斷系統(tǒng)：</b></p><p>　　具備較完善的中斷功能，有兩個外中斷、兩個定時/計數(shù)器中斷和一個串口中斷，可滿足不同的控制要求，并具有2級的優(yōu)先級別選擇。</p><p>　　MCS-51共有4個I/O口，在本測試系統(tǒng)中

56、分配如下：</p><p>　　1. P0.0~P0.3連接鍵盤，P0.4~P0.6連接LCD的控制端。其中，P0.4接CLK，P0.5接SID，P0.6接CS。</p><p>　　2. P1.0~P1.7和P2.0~P2.7這16個接口連接插座，用于測試時的信號傳送。</p><p>　　3. P3.4和P3.5通過兩個P溝道MOS管接到插座其余的兩個管腳

57、，而P3.6和P3.7則直接接到這兩個管腳。P3.4~P3.7這四個接口用于控制測試芯片時電源端的切換。</p><p>　　4. RXD和TXD用于連接MAX232，控制串口，與PC機進行通信。XTAL1 和XTAL2連接外部時鐘震蕩電路。</p><p><b>　　時鐘電路的設計</b></p><p>　　單片機雖然有內(nèi)部振蕩電路，但

58、要形成時鐘，必須外部附加電路。MCS-51的時鐘產(chǎn)生有兩種形式：內(nèi)部電路震蕩方式和外部時鐘輸入方式。在引腳XTAL1和XTAL2外接晶體振蕩器(簡稱晶振)或陶瓷諧振器，就構成了內(nèi)部振蕩方式。由于單片機內(nèi)部有一個高增益反相放大器，當外接晶振后，就構成了自激振蕩器并產(chǎn)生振蕩時鐘脈沖。圖中，電容器C1、C2起穩(wěn)定振蕩頻率、快速起振的作用，其電容值一般在5-30pF。晶振頻率的典型值為11.0592MHz，采用6MHz的情況也比較多。內(nèi)部振蕩方

59、式所得的時鐘情號比較穩(wěn)定，實用電路中使用較多。內(nèi)部振蕩方式的外部電路如圖3.1所示。</p><p>　　圖3.1 內(nèi)部振蕩方式</p><p>　　外部振蕩方式是把外部已有的時鐘信號引入單片機內(nèi)。這種方式適宜用來使單片機的時鐘與外部信號保持同步。由圖可見，外部振蕩信號由XTAL2引入，XTAL1接地。為了提高輸入電路的驅(qū)勸能力，通常使外部信號經(jīng)過一個帶有上拉電阻的TTL反相門后接入XT

60、AL2。外部振蕩方式的外部電路如圖3.2所示。</p><p>　　圖3.2 外部振蕩方式</p><p>　　該系統(tǒng)采用的是內(nèi)部震蕩方式。MCS-51中有一個用于構成內(nèi)部震蕩器的高增益反相放大器，引腳XTAL1和XTAL2分別是該放大器的輸入端和輸出端。外接石英晶體(或陶瓷諧振器)及電容C1、C2接在放大器的反饋回路中構成并聯(lián)振蕩電路。對外接電容C1、C2雖沒有嚴格的要求，但電容容量的

61、大小會輕微影響振蕩頻率的高低、振蕩器工作的穩(wěn)定性、起振的難易程度及溫度穩(wěn)定性，如果使用石英晶體，推薦電容30pF+10pF，而使用陶瓷諧振器推薦電容40pF+10pF。本文采用11.0592MHz晶振和30pF電容，在MCS-51引腳XTALl和XTAL2外接晶體和電容后，與其內(nèi)部高增益反相放大器一起構成了自激振蕩器，在MCS-51內(nèi)部產(chǎn)生了時鐘。</p><p><b>　　復位電路的設計</b

62、></p><p>　　無論用戶使用哪種類型的單片機,總要涉及到單片機復位電路的設計。而單片機復位電路設計的好壞,直接影響到整個系統(tǒng)工作的可靠性。許多用戶在設計完單片機系統(tǒng),并在實驗室調(diào)試成功后,在現(xiàn)場卻出現(xiàn)了“死機”、“程序走飛”等現(xiàn)象,這主要是單片機的復位電路設計不可靠引起的。</p><p>　　單片機在啟動時都需要復位，以使CPU及系統(tǒng)各部件處于確定的初始狀態(tài)，并從初態(tài)開始工

63、作。89系列單片機的復位信號是從RST引腳輸入到芯片內(nèi)的施密特觸發(fā)器中的。當系統(tǒng)處于正常工作狀態(tài)時，且振蕩器穩(wěn)定后，如果RST引腳上有一個高電平并維持2個機器周期(24個振蕩周期)以上，則CPU就可以響應并將系統(tǒng)復位。</p><p><b>　　上電復位</b></p><p>　　一般的MCS-51的上電復位電路如圖3-3所示，只要在RST復位輸入引腳上接一電容至

64、Vcc端，下接一個電阻到地即可。對于CMOS型單片機，由于在RST端內(nèi)部有一個下拉電阻，故可將外部電阻去掉，而將外接電容減至1µF。上電復位的工作過程是在加電時，復位電路通過電容加給RST端一個短暫的高電平信號，此高電平信號隨著Vcc對電容的充電過程而逐漸回落，即RST端的高電平持續(xù)時間取決于電容的充電時間。為了保證系統(tǒng)能夠可靠地復位，RST端的高電平信號必須維持足夠長的時間。上電時，Vcc的上升時間約為10ms，而振蕩器的起

65、振時間取決于振蕩頻率，如晶振頻率為10MHz，起振時間為1ms；晶振頻率為1MHz，起振時間則為10ms。在圖3-3的復位電路中，當Vcc掉電時，必然會使RST端電壓迅速下降到0V以下，</p><p>　　圖3.3 上電復位</p><p><b>　　手動按鈕復位</b></p><p>　　手動按鈕復位需要人為在RST端施加大于兩個機器

66、周期（24個振蕩周期）的高電平，使單片機完成內(nèi)部的復位工作。一般采用的方法是在RST端和電源Vcc之間接一個按鈕。</p><p>　　本設計采用的是手動復位，電路如圖3-4所示。當不按按鍵時，電容處于充電狀態(tài)，當人為地按下按鍵時，電容開始放電，與200歐姆的電阻組成一個RC回路，整個過程產(chǎn)生一個高電平脈沖，這個脈沖遠大于兩個機器周期，因此，人的動作再快也會使按鍵保持接通達數(shù)十毫秒，完全能夠滿足復位的時間要求。R

67、6是為了保證按鍵按下后RST端為高電平。</p><p>　　圖3.4 手動按鈕復位</p><p><b>　　鍵盤電路的設計</b></p><p>　　鍵盤是計算機不可缺少的輸入設備，是實現(xiàn)人機對話的紐帶。鍵盤的結構形式通常有兩種，即矩陣式鍵盤和獨立式鍵盤。</p><p>　　矩陣式鍵盤（編碼式）常用于按鍵個數(shù)

68、較多的場合，它的按鍵位于行、列的交叉點上。案件的作用只是相應接點接通或斷開，被按按鍵在行列中所在的接點配合相應程序可產(chǎn)生鍵碼。矩陣式鍵盤的硬件電路簡單，較為常用。常用4×4矩陣式鍵盤電路如圖3-7所示。</p><p>　　鍵盤的工作方式一般有編程掃描方式和中斷掃描方式兩種。編程掃描工作方式是利用CPU在完成其它工作的空余掃描子程序，來響應鍵輸入要求。在執(zhí)行鍵功能程序時，CPU不再響應鍵輸入要求。中斷工

69、作方式。即只有在鍵盤有鍵按下時，發(fā)中斷申請，CPU相應中斷請求后，轉(zhuǎn)中斷服務程序，進行鍵盤掃描，識別鍵碼。</p><p>　　圖3.5 4×4矩陣式鍵盤電路</p><p>　　獨立式鍵盤（非編碼式）硬件電路如圖3-8所示。當按下鍵盤時產(chǎn)生一個電平變化（通常為低電平），向CPU申請中斷，或通過I/O口采用程序查詢方式，檢測按鍵是否按下；當CPU確認鍵盤按下時，程序轉(zhuǎn)向執(zhí)行按鍵

70、功能。這種鍵盤的各個按鍵相互獨立，狀態(tài)互不影響；該鍵盤使用方便，編程簡單，但在按鍵較多時硬件電路復雜，占用CPU的資源較多，因此常用于按鍵個數(shù)較少的場合。</p><p>　　按鍵屬于電平開關，在按按鍵時會有抖動。因此，在按鍵抖動期間CPU掃描鍵盤必然會得到錯誤信息，常用的解決辦法是：在硬件方面可在按鍵兩端加濾波電容（如圖3-7中的0.1uF電容）或選用邏輯開關；在軟件方面可設置一定的延時（通常20ms左右），使

71、按鍵按下延時穩(wěn)定后CPU再讀入鍵值。</p><p>　　數(shù)碼管不同位顯示的時間間隔可以通過調(diào)整延時程序的延時長短來完成。數(shù)碼管顯示的時間間隔也能夠確定數(shù)碼管顯示時的亮度，若顯示的時間間隔長，顯示時數(shù)碼管的亮度將亮些，若顯示的時間間隔短，顯示時數(shù)碼管的亮度將暗些。若顯示的時間間隔過長的話，數(shù)碼管顯示時將產(chǎn)生閃爍現(xiàn)象。所以，在調(diào)整顯示的時間間隔時，即要考慮到顯示時數(shù)碼管的亮度，又要數(shù)碼管顯示時不產(chǎn)生閃爍現(xiàn)象。<

72、;/p><p>　　矩陣鍵盤驅(qū)動的主要作用就是實時監(jiān)測外部按鍵中斷，一旦發(fā)現(xiàn)外部有鍵按下就向內(nèi)核發(fā)送鍵盤消息實現(xiàn)鍵盤輸入功能。鍵盤驅(qū)動創(chuàng)建了中斷服務線程和4個鍵盤中斷事件，每行按鍵對應一個鍵盤中斷事件。有鍵被按下時，中斷服務例程得到對應的中斷標識符并報告給系統(tǒng)任務調(diào)度進程，同時產(chǎn)生鍵盤中斷事件，鍵盤中斷服務線程響應鍵盤中斷事件，開始掃描矩陣鍵盤。根據(jù)產(chǎn)生的中斷事件類型不同，可以首先確定被按下鍵的行位置。由于鍵盤被按下

73、后，該鍵對應的行和列被連通，因此根據(jù)判斷各列對應的I/O口的電平，可以得到被按下鍵的列位置；得到按鍵的準確位置后，通過向操作系統(tǒng)發(fā)送鍵盤消息KEYBD_EVENT,實現(xiàn)一次鍵盤輸入。循環(huán)掃描鍵盤，直到按鍵被彈起則發(fā)送KEYEVENTF_KEYUP事件。</p><p>　　圖3.6 獨立式鍵盤電路</p><p>　　根據(jù)本測試儀的要求，待測或要查閱的芯片的型號需要由鍵盤選中，測試程序啟

74、動命令需要由鍵盤鍵入。由于本設計只是簡易測試數(shù)字集成電路，對鍵盤個數(shù)要求不多，因此采用獨立式鍵盤，共設置4個按鍵（S1，S2，S3，S4），分別由P0.0，P0.1，P0.2，P0.3控制。每個按鍵接4.7KΩ的上拉電阻，起限流保護作用。當有鍵按下時為低電平，無鍵按下時則為高電平。同時，為了防止按鍵時產(chǎn)生抖動，在四個按鍵兩端都加了0.1uF的濾波電容。電路如圖3-6所示。</p><p>　　PC機與單片機串行通

75、信通道的設計</p><p>　　串行通信因信號線少，成本低，有多種可供選擇的傳送速率，又有調(diào)制/解調(diào)功能而特別適合距離較遠，通信點較多的場合。采用PC機作為上位機是因為PC機軟硬件資源豐富，人機交互能力好，通用性強。此外，由于目前PC機使用的WindowsXP操作系統(tǒng)也提供了一個強大的軟件開發(fā)平臺。單片機與PC機通過串行口連接，操作簡便，易用性強。此外，通過主機提供的軟硬件資源，提供給用戶的是測試儀的交互界面，

76、使人機對話方便、直觀、智能化，改善了用戶的操作環(huán)境，加強了測試儀的工作必能。用戶可通過菜單控制測試儀的工作狀態(tài)：完成激勵文件、控制文件的裝載，響應結果的回傳以及對測試結果的最終處理。</p><p>　　單片機與PC串行通信的實現(xiàn)</p><p>　　單片機和PC機行的串行通信一般采用RS-232、RS-422或RS-485總線標準接口。但由于PC機有現(xiàn)成的RS-232標準串行口，所以本測

77、試系統(tǒng)選擇采用RS-232總線標準接口。單片機有一個全雙工串行口，但它不是標準的RS-232串行口，RS-232總線標準接口規(guī)定的電平和一般微處理器的邏輯電平不一致，必須進行電平轉(zhuǎn)換，因此在本測試系統(tǒng)中采用MAX232進行RS-232C電平與TTL電平的相互轉(zhuǎn)換。</p><p>　　為保證通信的可靠，在選擇接口時必須注意。1、通信的速率；2、通信距離；3、抗干擾能力；4、組網(wǎng)方式。根據(jù)本測試系統(tǒng)的要求，本文采用

78、RS-232C串行總線接口與單片機通信的方法。</p><p>　　表3-1 RS-232 9針接口各引腳的信號功能</p><p>　　RS-232C是美國電子工業(yè)協(xié)會EIA在40年前為公共電話網(wǎng)絡數(shù)據(jù)通信而制定的串行通信標準，由于RS-232C的發(fā)送和接收是“對地”而言的，采用非平衡模式傳輸，存在共地噪聲，所以其最大傳輸距離和速率在標準中被限定為15米和192500bit。從電氣特性

79、而言，RS-232C總線的邏輯電平與TTL電平完全不兼容，總線中的任何一條信號線的電平均為負邏輯關系，邏輯“0”規(guī)定為+5V～+15V之間，邏輯“1”規(guī)定為－5V～－15V之間，噪聲容限為2V。即要求接收器能識別低至-3V的信號作為邏輯“0” ，高到+3V的信號作為邏輯“l(fā)”。 </p><p>　　TTL/RS-232電平轉(zhuǎn)換及其接口電路</p><p>　　RS-232規(guī)定的電平和一般

80、微處理器的邏輯電平不一致，必須進行電平轉(zhuǎn)換。MCl488和MCl489芯片為早期的RS-232至TTL邏輯電平的轉(zhuǎn)換芯片，采用該芯片的主要缺點是電路需要+12V電壓，不適合用于低功耗的系統(tǒng)。MAX232是MAXIM公司生產(chǎn)的，包含兩路驅(qū)動器和接收器的RS-232轉(zhuǎn)換芯片，單一電源供電，電壓值從+3.0V～+5.5V均可正常工作。芯片內(nèi)部有一個電壓轉(zhuǎn)換器，可以把輸入的+5V電壓轉(zhuǎn)換為RS-232接口所需的+10V電壓，尤其適用于沒有+12

81、V的單電源系統(tǒng)。本設計采用MAX232單+5V電壓驅(qū)動的轉(zhuǎn)換芯片，MCS-51的TXD端接芯片的T1IN端，芯片的T1OUT端接PC的接插件的第3腳；RXD端接芯片的R1OUT端，芯片的R1IN接PC的接插件的第2腳；接插件的GND端（第5腳）接芯片的GND端。串行接口電平轉(zhuǎn)換電路如圖3.7所示，圖中芯片的五個0.1uF電容，屬于電磁兼容的輔助設計。其中，C9為0.1uF的去耦電容，可選用一般的瓷片電容，C10、C11、C12、C13可

82、選用耐壓值至少大于16V、容量為0.1uF的電解電容，注意電容的極性不能接反。</p><p>　　圖3.7 串行接口電平轉(zhuǎn)換電路</p><p>　　20管腳測試芯片插座電路</p><p>　　由于各IC塊的引腳數(shù)和寬度不一致，且電源和地的位置因片而異，所以待測芯片插座的引腳必須有選擇性地加以控制。根據(jù)對TTL74/54系列和CMOS4000/4500常見的2

83、00余種芯片的統(tǒng)計，20引腳以內(nèi)的芯片占90％以上。通過對有關文獻中的IC資料統(tǒng)計和歸類，列出20腳以內(nèi)規(guī)則芯片的引腳數(shù)、Vcc和GND的位置情況，見表3-4。本設計只是簡易測試數(shù)字集成電路，因此其測試數(shù)據(jù)庫主要收錄了常用的規(guī)則芯片，規(guī)則芯片的右上腳都為電源(Vcc)，左下腳都為地(GND)。所以，在設計插座時作出如下規(guī)定：將插座的的第10管腳固定為地端，第20管腳固定為Vcc，在插入被測芯片時，芯片的地端管腳插入插座的地端，其它管腳則

84、依次插入。</p><p>　　在本設計中，測試數(shù)據(jù)庫中的IC芯片為常見的規(guī)則芯片，引腳有14、16、18和20腳。在將插座的第20腳固定為Vcc后，就需要根據(jù)不同型號芯片的Vcc位置不同來自動控制Vcc的接口。因此，本設計采用增強型P溝道的MOS管來切換Vcc的位置，如圖3-10所示。圖中3個P溝道MOS管的漏極分別接插座的17、18、19管腳，柵極分別接單片機的P0.7、P3.5、P3.4口，源極同時接Vcc

85、。單片機的P2.7、P3.7、P3.6分別直接接到插座的第17、18、19管腳。根據(jù)增強型P溝道的MOS管的轉(zhuǎn)移的性，當單片機給柵極送高電平時，源極電壓高于柵極電壓，UGS>UGS(off)，因此漏極電流ID=0。以測試16管腳芯片為例，將芯片插入插座后，芯片的Vcc在插座的第18腳，單片機的P0.7口給MOS管Q3的柵極送高電平，此時Q3的漏極電流ID=0，第17管腳沒有與Vcc接通；然后P3.5送低電平，源極電壓低于柵極電壓，

86、UGS<UGS(off)，ID不為零，即插座第18管腳與Vcc接通，充當芯片電源。再利用P2.7口來控制第17管腳電平，即可完成16管腳芯片的測試。</p><p>　　圖3.8 插座電源自動控制電路</p><p><b>　　軟件系統(tǒng)設計</b></p><p><b>　　方案選擇</b></p>

87、<p>　　在數(shù)字電路系統(tǒng)中，集成電路的錯誤通常分為兩類：一類是邏輯錯，一類是參數(shù)錯。對于一個可靠的系統(tǒng)，必須檢測并維護所使用的集成電路芯片是否有這兩種錯誤。</p><p>　　在數(shù)字系統(tǒng)中檢測這些錯誤可用三種有效的方法。</p><p>　　(1)DC測試(靜態(tài)或功能測試)；</p><p>　　(2)AC測試(動態(tài)或參數(shù)測試)；</p>

88、;<p>　　(3)時鐘頻率測試。</p><p>　　DC檢測；從輸入端施加預先編好的激勵信號，觀察由此產(chǎn)生的輸出響應，并與已知的預期正確結果進行比較，一致則表示系統(tǒng)J下常，不一致則表示系統(tǒng)有故障。</p><p>　　AC檢測：用來檢測參數(shù)錯誤，該種檢測測試與時間有關的系統(tǒng)性能和系統(tǒng)各點的實際的電壓和電流。AC檢測通常是用手工來做的。</p><p&g

89、t;　　時鐘頻率測試與DC檢測相似。所不同的是測試的輸入數(shù)據(jù)是按一定的頻率加到系統(tǒng)上的，這一頻率近于被測系統(tǒng)運行時的頻率。</p><p>　　數(shù)字集成電路的DC測試，尤其是小規(guī)模集成電路和許多中規(guī)模集成電路芯片的測試非常重要，而且比其它的測試用的更多。在本設計中就采用了數(shù)字集成電路的DC測試。</p><p><b>　　軟件主程序流程圖</b></p>

90、<p>　　在本設計中，以MCS-51單片機為核心，控制整個測試過程。當單片機手動復位后，液晶顯示器開始初始化，然后進入開機界面。再由鍵盤選擇進入測試模式。進入查詢模式后，通過鍵盤選中所要查詢芯片型號，顯示器顯示其邏輯功能；進入測試模式后，先用鍵盤選中所要測試芯片型號，然后由單片機發(fā)送測試信號，通過和測試數(shù)據(jù)庫中的真值表對照，判斷芯片是否損壞并顯示測試結果。整個測試的主程序流程圖如圖4.1所示。</p>&l

91、t;p>　　具體程序及注釋如下：</p><p>　　ORG 0000H</p><p>　　AJMP main</p><p>　　ORG 0030H</p><p>　　main: MOV SP,#60H</p><p>　　CLR LCD_CS

92、 ;準備lcd引腳信號</p><p>　　CLR LCD_SID </p><p>　　CLR LCD_CLK</p><p>　　ACALLKEY;按鍵初始化</p><p>　　LCALL LCDreset;lcd初始化</p><p&g

93、t;　　MOV DPTR,#boot_char11 ;顯示開機界面</p><p>　　ACALL dischar1</p><p>　　MOV DPTR,#boot_char12 </p><p>　　ACALL dischar2</p><p>　　S1_l

94、oop:JNBS1,START1　　　　　　　; 循環(huán)等待S1鍵按下，默認進入菜單（光標指在器件檢測）</p><p>　　AJMPS1_loop</p><p>　　圖4.1 主程序流程圖</p><p>　　LCD1602液晶顯示電路和鍵盤電路的軟件設計</p><p>　　本設計的每個模塊都是圍繞單

95、片機來進行設計，再通過按鍵控制每一步的具體操作，并在液晶顯示屏上顯示出具體的操作流程。按鍵設計的流程如圖4.2所示。</p><p>　　圖4.2 按鍵程序流程圖</p><p>　　在整個測試過程中，為了更好地實現(xiàn)人機對話，在LCD1602上顯示每一步的執(zhí)行過程，并通過4個按鍵“確定、上、下、返回”靈活操作。具體操作流程如圖4.3所示。</p><p>　　接通

96、電源以后，LCD1602顯示開機界面，按下“確定”鍵進入模式選擇界面。通過“上”、“下”兩個鍵來選擇工作模式，選中后按“確定”鍵進入。選中查詢模式后，選擇芯片型號，按“確定”鍵，顯示器會自動顯示其邏輯功能；選擇測試模式后，由單片機控制進行測試，測試完成之后，顯示測試結果，再按“返回”鍵返回芯片選擇界面，準備下一次測試。</p><p>　　圖4.3 LCD1602與鍵盤電路的軟件流程圖</p>&l

97、t;p><b>　　具體程序見附錄。</b></p><p><b>　　測試模塊的軟件設計</b></p><p>　　本設計的測試部分采用邏輯功能驗證測試法來完成。插入待測芯片后，先根據(jù)型號加載Vcc和GND控制，確定好這兩個端口之后，再加載管腳的邏輯控制，單片機通過送高低電平并接受輸出端信號，與測試數(shù)據(jù)庫中的真值表比較是否一致，不一致

98、便置錯誤標志；一致則判定測試程序是否結束。若不結束便返回到程序剛開始是，再根據(jù)芯片型號重復測試過程；若結束再判斷是否有錯誤標志，有錯誤標志，則顯示“錯誤”；沒有則顯示“正確”。</p><p>　　以74LS00為例，測試程序如下：</p><p><b>　　74LS00:</b></p><p>　　CLRP1.0</p>

99、<p>　　CLRP1.1</p><p>　　MOVC,P1.2</p><p>　　JNCC,Error1</p><p>　　CLRP1.3</p><p>　　SETBP1.4</p><p>　　MOVC,P1.5</p><p>　　

100、JNCC,Error2</p><p>　　SETBP1.6</p><p>　　CLRP1.7</p><p>　　MOVC,P2.0</p><p>　　JNCC,Eroor3</p><p>　　SETBP2.1</p><p>　　SETBP2.

101、2</p><p>　　MOVC,P2.3</p><p>　　JCC,Error4</p><p>　　ACALLExactitude　　;循環(huán)等待S4鍵按下，返回上級菜單</p><p>　　S4_loop1:JNBS4,START1　　　　　　　　　　　　　　　　　　</p><p>

102、;　　AJMPS4_loop1</p><p><b>　　系統(tǒng)調(diào)試與結果</b></p><p>　　單片機開發(fā)中除必要的硬件外，同樣離不開軟件，匯編語言源程序要變?yōu)镃PU可以執(zhí)行的機器碼有兩種方法，一種是手工匯編，另一種是機器匯編，目前已極少使用手工匯編的方法了。機器匯編是通過匯編軟件將源程序變?yōu)闄C器碼，用于MCS-51單片機的匯編軟件有早期的A51，隨著單

103、片機開發(fā)技術的不斷發(fā)展，從普遍使用匯編語言到使用高級語言開發(fā)，單片機的開發(fā)軟件也在不斷發(fā)展，Keil軟件是目前最流行開發(fā)MCS-5系列單片機的軟件，這從近年來各仿真機廠商紛紛宣布全面支持Keil即可看出。</p><p><b>　　圖5.1整體電路</b></p><p><b>　　圖5.2 開機界面</b></p><p

104、><b>　　結 論</b></p><p>　　本課題研究的是以MCS-51單片機為核心的數(shù)字集成電路測試儀。本文通過采用MCS-51單片機為核心的測試技術，構建數(shù)字集成電路的測試平臺，為完成20腳以下TTL74/54、 C0MS4000/4500系列芯片的測試提供了科學的硬件基礎，解決待測芯片的Vcc和GND引腳位置不同問題；采用總線標準接口RS-232技術建立了與PC機通信

105、通道，實現(xiàn)了與PC機的連機；通過對大量TTL、CMOS集成電路的統(tǒng)計和分析，建立了測試數(shù)據(jù)庫，通過編制測試程序，最終以速度快和準確率高的測試結果實現(xiàn)了測試20腳以下TTL74/54、 COMS4000/4500系列芯片的任務。</p><p>　　在課題在課題進行的過程中，對數(shù)字集成電路以及數(shù)字集成電路測試方法有了較深入的了解，主要工作包括：深入的了解了數(shù)字集成電路組成、性能、型號規(guī)格以及技術要求，并通過查閱資料

106、了解了很多數(shù)字集成電路測試儀的工作原理，制作方法以及適用范圍。這些基礎工作為之后的硬件設計打下了較好的基礎：了解單片機工作原理、單片機外圍電路設計、時鐘電路的設計，復位電路的設計，鍵盤電路的設計等硬件部分設計，并對所用器件進行焊接：對軟件部分進行編程，仿真，完成程序下載，調(diào)試。</p><p>　　由于第一次接觸數(shù)字集成電路的測試，并因個人能力和時間等因素，在對該課題研究過程中出現(xiàn)了很多問題，使得設計和實現(xiàn)上有很

107、多不盡完善之處，在理論知識的基礎上，我所設計的測試儀，目前能夠?qū)崿F(xiàn)邏輯關系的測試，對此本測試儀進一步研究方向和改進如下：</p><p><b>　　操作簡單方便；</b></p><p>　　內(nèi)置元器件庫可擴充升級；</p><p><b>　　未知IC型號查找；</b></p><p>　　顯示

108、單個管腳故障；.</p><p><b>　　診斷信息；</b></p><p><b>　　元件代換查詢；</b></p><p>　　可選SOIC和PLCC適配座；</p><p>　　可選編程軟件與PC實時通訊測試；.</p><p><b>　　電池與直流供

109、電。</b></p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　申忠如．MCS-51單片機原理及系統(tǒng)設計[M]．西安交通大學出版社，　　　　　　　　　　　　　　　　　2008</p><p>　　薛鈞義．張彥斌.MCS-51/96系列單片微型計算機及其應用[M]．西安交通大學出版社．1997.8.</p>