【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 電容的充電時(shí)間。為了保證系統(tǒng)能夠可靠地復(fù)位，RST端的高電平信號(hào)必須維持足夠長(zhǎng)的時(shí)間。上電時(shí)，Vcc的上升時(shí)間約為10ms，而振蕩器的起振時(shí)間取決于振蕩頻率，如晶振頻率為10MHz，起振時(shí)間為1ms；晶振頻率為1MHz，起振時(shí)間則為10ms。在圖33的復(fù)位電路中，當(dāng)Vcc掉電時(shí)，必然會(huì)使RST端電壓迅速下降到0V以下， 上電復(fù)位 手動(dòng)按鈕復(fù)位手動(dòng)按鈕復(fù)位需要人為在RST端施加大于兩個(gè)機(jī)器周期（24個(gè)振蕩周期）的高電平，使單片機(jī)完成內(nèi)部的復(fù)位工作。一般采用的方法是在RST端和電源Vcc之間接一個(gè)按鈕。本設(shè)計(jì)采用的是手動(dòng)復(fù)位，電路如圖34所示。當(dāng)不按按鍵時(shí)，電容處于充電狀態(tài)，當(dāng)人為地按下按鍵時(shí)，電容開(kāi)始放電，與200歐姆的電阻組成一個(gè)RC回路，整個(gè)過(guò)程產(chǎn)生一個(gè)高電平脈沖，這個(gè)脈沖遠(yuǎn)大于兩個(gè)機(jī)器周期，因此，人的動(dòng)作再快也會(huì)使按鍵保持接通達(dá)數(shù)十毫秒，完全能夠滿足復(fù)位的時(shí)間要求。R6是為了保證按鍵按下后RST端為高電平。 手動(dòng)按鈕復(fù)位 鍵盤(pán)電路的設(shè)計(jì)鍵盤(pán)是計(jì)算機(jī)不可缺少的輸入設(shè)備，是實(shí)現(xiàn)人機(jī)對(duì)話的紐帶。鍵盤(pán)的結(jié)構(gòu)形式通常有兩種，即矩陣式鍵盤(pán)和獨(dú)立式鍵盤(pán)。矩陣式鍵盤(pán)（編碼式）常用于按鍵個(gè)數(shù)較多的場(chǎng)合，它的按鍵位于行、列的交叉點(diǎn)上。案件的作用只是相應(yīng)接點(diǎn)接通或斷開(kāi)，被按按鍵在行列中所在的接點(diǎn)配合相應(yīng)程序可產(chǎn)生鍵碼。矩陣式鍵盤(pán)的硬件電路簡(jiǎn)單，較為常用。常用44矩陣式鍵盤(pán)電路如圖37所示。鍵盤(pán)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(lái)響應(yīng)鍵輸入要求。在執(zhí)行鍵功能程序時(shí)，CPU不再響應(yīng)鍵輸入要求。中斷工作方式。即只有在鍵盤(pán)有鍵按下時(shí)，發(fā)中斷申請(qǐng)，CPU相應(yīng)中斷請(qǐng)求后，轉(zhuǎn)中斷服務(wù)程序，進(jìn)行鍵盤(pán)掃描，識(shí)別鍵碼。 44矩陣式鍵盤(pán)電路獨(dú)立式鍵盤(pán)（非編碼式）硬件電路如圖38所示。當(dāng)按下鍵盤(pán)時(shí)產(chǎn)生一個(gè)電平變化（通常為低電平），向CPU申請(qǐng)中斷，或通過(guò)I/O口采用程序查詢方式，檢測(cè)按鍵是否按下；當(dāng)CPU確認(rèn)鍵盤(pán)按下時(shí)，程序轉(zhuǎn)向執(zhí)行按鍵功能。這種鍵盤(pán)的各個(gè)按鍵相互獨(dú)立，狀態(tài)互不影響；該鍵盤(pán)使用方便，編程簡(jiǎn)單，但在按鍵較多時(shí)硬件電路復(fù)雜，占用CPU的資源較多，因此常用于按鍵個(gè)數(shù)較少的場(chǎng)合。按鍵屬于電平開(kāi)關(guān)，在按按鍵時(shí)會(huì)有抖動(dòng)。因此，在按鍵抖動(dòng)期間CPU掃描鍵盤(pán)必然會(huì)得到錯(cuò)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（）或選用邏輯開(kāi)關(guān)；在軟件方面可設(shè)置一定的延時(shí)（通常20ms左右），使按鍵按下延時(shí)穩(wěn)定后CPU再讀入鍵值。數(shù)碼管不同位顯示的時(shí)間間隔可以通過(guò)調(diào)整延時(shí)程序的延時(shí)長(zhǎng)短來(lái)完成。數(shù)碼管顯示的時(shí)間間隔也能夠確定數(shù)碼管顯示時(shí)的亮度，若顯示的時(shí)間間隔長(zhǎng)，顯示時(shí)數(shù)碼管的亮度將亮些，若顯示的時(shí)間間隔短，顯示時(shí)數(shù)碼管的亮度將暗些。若顯示的時(shí)間間隔過(guò)長(zhǎng)的話，數(shù)碼管顯示時(shí)將產(chǎn)生閃爍現(xiàn)象。所以，在調(diào)整顯示的時(shí)間間隔時(shí)，即要考慮到顯示時(shí)數(shù)碼管的亮度，又要數(shù)碼管顯示時(shí)不產(chǎn)生閃爍現(xiàn)象。矩陣鍵盤(pán)驅(qū)動(dòng)的主要作用就是實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)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(pán)消息實(shí)現(xiàn)鍵盤(pán)輸入功能。鍵盤(pán)驅(qū)動(dòng)創(chuàng)建了中斷服務(wù)線程和4個(gè)鍵盤(pán)中斷事件，每行按鍵對(duì)應(yīng)一個(gè)鍵盤(pán)中斷事件。有鍵被按下時(shí)，中斷服務(wù)例程得到對(duì)應(yīng)的中斷標(biāo)識(shí)符并報(bào)告給系統(tǒng)任務(wù)調(diào)度進(jìn)程，同時(shí)產(chǎn)生鍵盤(pán)中斷事件，鍵盤(pán)中斷服務(wù)線程響應(yīng)鍵盤(pán)中斷事件，開(kāi)始掃描矩陣鍵盤(pán)。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(pán)被按下后，該鍵對(duì)應(yīng)的行和列被連通，因此根據(jù)判斷各列對(duì)應(yīng)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(zhǔn)確位置后，通過(guò)向操作系統(tǒng)發(fā)送鍵盤(pán)消息KEYBD_EVENT,實(shí)現(xiàn)一次鍵盤(pán)輸入。循環(huán)掃描鍵盤(pán)，直到按鍵被彈起則發(fā)送KEYEVENTF_KEYUP事件。 獨(dú)立式鍵盤(pán)電路根據(jù)本測(cè)試儀的要求，待測(cè)或要查閱的芯片的型號(hào)需要由鍵盤(pán)選中，測(cè)試程序啟動(dòng)命令需要由鍵盤(pán)鍵入。由于本設(shè)計(jì)只是簡(jiǎn)易測(cè)試數(shù)字集成電路，對(duì)鍵盤(pán)個(gè)數(shù)要求不多，因此采用獨(dú)立式鍵盤(pán)，共設(shè)置4個(gè)按鍵（S1，S2，S3，S4），。，起限流保護(hù)作用。當(dāng)有鍵按下時(shí)為低電平，無(wú)鍵按下時(shí)則為高電平。同時(shí)，為了防止按鍵時(shí)產(chǎn)生抖動(dòng)。電路如圖36所示。 PC機(jī)與單片機(jī)串行通信通道的設(shè)計(jì)串行通信因信號(hào)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(yuǎn)，通信點(diǎn)較多的場(chǎng)合。采用PC機(jī)作為上位機(jī)是因?yàn)镻C機(jī)軟硬件資源豐富，人機(jī)交互能力好，通用性強(qiáng)。此外，由于目前PC機(jī)使用的WindowsXP操作系統(tǒng)也提供了一個(gè)強(qiáng)大的軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)。單片機(jī)與PC機(jī)通過(guò)串行口連接，操作簡(jiǎn)便，易用性強(qiáng)。此外，通過(guò)主機(jī)提供的軟硬件資源，提供給用戶的是測(cè)試儀的交互界面，使人機(jī)對(duì)話方便、直觀、智能化，改善了用戶的操作環(huán)境，加強(qiáng)了測(cè)試儀的工作必能。用戶可通過(guò)菜單控制測(cè)試儀的工作狀態(tài)：完成激勵(lì)文件、控制文件的裝載，響應(yīng)結(jié)果的回傳以及對(duì)測(cè)試結(jié)果的最終處理。 單片機(jī)與PC串行通信的實(shí)現(xiàn)單片機(jī)和PC機(jī)行的串行通信一般采用RS23RS422或RS485總線標(biāo)準(zhǔn)接口。但由于PC機(jī)有現(xiàn)成的RS232標(biāo)準(zhǔn)串行口，所以本測(cè)試系統(tǒng)選擇采用RS232總線標(biāo)準(zhǔn)接口。單片機(jī)有一個(gè)全雙工串行口，但它不是標(biāo)準(zhǔn)的RS232串行口，RS232總線標(biāo)準(zhǔn)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(jìn)行電平轉(zhuǎn)換，因此在本測(cè)試系統(tǒng)中采用MAX232進(jìn)行RS232C電平與TTL電平的相互轉(zhuǎn)換。為保證通信的可靠，在選擇接口時(shí)必須注意。通信的速率；通信距離；抗干擾能力；組網(wǎng)方式。根據(jù)本測(cè)試系統(tǒng)的要求，本文采用RS232C串行總線接口與單片機(jī)通信的方法。表31 RS232 9針接口各引腳的信號(hào)功能引腳名稱功能信號(hào)方向1DCD載波信號(hào)檢測(cè)DCEDTE2RXD接受DCEDTE3TXD發(fā)送DCEDTE4DTRDTE準(zhǔn)備就緒DCEDTE5GND信號(hào)地6DSRDCE準(zhǔn)備就緒DCEDTE7RTSDTE請(qǐng)求發(fā)送數(shù)據(jù)DCEDTE8CTSDCE清除發(fā)送DCEDTE9RI振鈴指示DCEDTERS232C是美國(guó)電子工業(yè)協(xié)會(huì)EIA在40年前為公共電話網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信而制定的串行通信標(biāo)準(zhǔn)，由于RS232C的發(fā)送和接收是“對(duì)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(biāo)準(zhǔn)中被限定為15米和192500bit。從電氣特性而言，RS232C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(hào)線的電平均為負(fù)邏輯關(guān)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(shí)別低至3V的信號(hào)作為邏輯“0” ，高到+3V的信號(hào)作為邏輯“l(fā)”。 TTL/RS232電平轉(zhuǎn)換及其接口電路RS232規(guī)定的電平和一般微處理器的邏輯電平不一致，必須進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換。MCl488和MCl489芯片為早期的RS232至TTL邏輯電平的轉(zhuǎn)換芯片，采用該芯片的主要缺點(diǎn)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(dòng)器和接收器的RS232轉(zhuǎn)換芯片，單一電源供電，電壓值從+～+。芯片內(nèi)部有一個(gè)電壓轉(zhuǎn)換器，可以把輸入的+5V電壓轉(zhuǎn)換為RS232接口所需的+10V電壓，尤其適用于沒(méi)有+12V的單電源系統(tǒng)。本設(shè)計(jì)采用MAX232單+5V電壓驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)換芯片，MCS51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。，屬于電磁兼容的輔助設(shè)計(jì)。其中，可選用一般的瓷片電容，CC1C1C13可選用耐壓值至少大于16V、注意電容的極性不能接反。 串行接口電平轉(zhuǎn)換電路 20管腳測(cè)試芯片插座電路由于各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(cè)芯片插座的引腳必須有選擇性地加以控制。根據(jù)對(duì)TTL74/54系列和CMOS4000/4500常見(jiàn)的200余種芯片的統(tǒng)計(jì)，20引腳以內(nèi)的芯片占90％以上。通過(guò)對(duì)有關(guān)文獻(xiàn)中的IC資料統(tǒng)計(jì)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(jiàn)表34。本設(shè)計(jì)只是簡(jiǎn)易測(cè)試數(shù)字集成電路，因此其測(cè)試數(shù)據(jù)庫(kù)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(shè)計(jì)插座時(shí)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(cè)芯片時(shí)，芯片的地端管腳插入插座的地端，其它管腳則依次插入。在本設(shè)計(jì)中，測(cè)試數(shù)據(jù)庫(kù)中的IC芯片為常見(jiàn)的規(guī)則芯片，引腳有1118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(hào)芯片的Vcc位置不同來(lái)自動(dòng)控制Vcc的接口。因此，本設(shè)計(jì)采用增強(qiáng)型P溝道的MOS管來(lái)切換Vcc的位置，如圖310所示。圖中3個(gè)P溝道MOS管的漏極分別接插座的1119管腳，、源極同時(shí)接Vcc。、119管腳。根據(jù)增強(qiáng)型P溝道的MOS管的轉(zhuǎn)移的性，當(dāng)單片機(jī)給柵極送高電平時(shí)，源極電壓高于柵極電壓，UGSUGS(off)，因此漏極電流ID=0。以測(cè)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，此時(shí)Q3的漏極電流ID=0，第17管腳沒(méi)有與Vcc接通；，源極電壓低于柵極電壓，UGSUGS(off)，ID不為零，即插座第18管腳與Vcc接通，充當(dāng)芯片電源。，即可完成16管腳芯片的測(cè)試。 插座電源自動(dòng)控制電路 第 4 章 軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì) 方案選擇在數(shù)字電路系統(tǒng)中，集成電路的錯(cuò)誤通常分為兩類：一類是邏輯錯(cuò)，一類是參數(shù)錯(cuò)。對(duì)于一個(gè)可靠的系統(tǒng)，必須檢測(cè)并維護(hù)所使用的集成電路芯片是否有這兩種錯(cuò)誤。在數(shù)字系統(tǒng)中檢測(cè)這些錯(cuò)誤可用三種有效的方法。(1)DC測(cè)試(靜態(tài)或功能測(cè)試)；(2)AC測(cè)試(動(dòng)態(tài)或參數(shù)測(cè)試)；(3)時(shí)鐘頻率測(cè)試。DC檢測(cè)；從輸入端施加預(yù)先編好的激勵(lì)信號(hào)，觀察由此產(chǎn)生的輸出響應(yīng)，并與已知的預(yù)期正確結(jié)果進(jìn)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。AC檢測(cè)：用來(lái)檢測(cè)參數(shù)錯(cuò)誤，該種檢測(cè)測(cè)試與時(shí)間有關(guān)的系統(tǒng)性能和系統(tǒng)各點(diǎn)的實(shí)際的電壓和電流。AC檢測(cè)通常是用手工來(lái)做的。時(shí)鐘頻率測(cè)試與DC檢測(cè)相似。所不同的是測(cè)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(cè)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)的頻率。數(shù)字集成電路的DC測(cè)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(cè)試非常重要，而且比其它的測(cè)試用的更多。在本設(shè)計(jì)中就采用了數(shù)字集成電路的DC測(cè)試。 軟件主程序流程圖在本設(shè)計(jì)中，以MCS51單片機(jī)為核心，控制整個(gè)測(cè)試過(guò)程。當(dāng)單片機(jī)手動(dòng)復(fù)位后，液晶顯示器開(kāi)始初始化，然后進(jìn)入開(kāi)機(jī)界面。再由鍵盤(pán)選擇進(jìn)入測(cè)試模式。進(jìn)入查詢模式后，通過(guò)鍵盤(pán)選中所要查詢芯片型號(hào)，顯示器顯示其邏輯功能；進(jìn)入測(cè)試模式后，先用鍵盤(pán)選中所要測(cè)試芯片型號(hào)，然后由單片機(jī)發(fā)送測(cè)試信號(hào)，通過(guò)和測(cè)試數(shù)據(jù)庫(kù)中的真值表對(duì)照，判斷芯片是否損壞并顯示測(cè)試結(jié)果。具體程序及注釋如下：ORG 0000H AJMP main ORG 0030Hmain: MOV SP,60H CLR LCD_CS 。準(zhǔn)備lcd引腳信號(hào) CLR LCD_SID CLR LCD_CLK ACALL KEY 。按鍵初始化 LCALL LCDreset 。lcd初始化 MOV DPTR,boot_char11 。顯示開(kāi)機(jī)界面 ACALL dischar1 MOV DPTR,boot_char12 ACALL dischar2S1_loop: JNB S1,START1　　　　　　 　。 循環(huán)等待S1鍵按下，默認(rèn)進(jìn)入菜單（光標(biāo)指在器件檢測(cè)） AJMP S1_loop 主程序流程圖 LCD1602液晶顯示電路和鍵盤(pán)電路的軟件設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)的每個(gè)模塊都是圍繞單片機(jī)來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)，再通過(guò)按鍵控制每一步的具體操作，并在液晶顯示屏上顯示