【文章內(nèi)容簡介】 行按鍵功能。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(fù)雜，占用CPU的資源較多，因此常用于按鍵個數(shù)較少的場合。按鍵屬于電平開關(guān)，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（）或選用邏輯開關(guān)；在軟件方面可設(shè)置一定的延時（通常20ms左右），使按鍵按下延時穩(wěn)定后CPU再讀入鍵值。圖38 獨立式鍵盤電路根據(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，測試程序啟動命令需要由鍵盤鍵入。由于本設(shè)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(shè)置4個按鍵（S1，S2，S3，S4），。，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。電路如圖38所示。 PC機與單片機串行通信通道的設(shè)計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，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(yīng)結(jié)果的回傳以及對測試結(jié)果的最終處理。 單片機與PC串行通信的實現(xiàn)單片機和PC機行的串行通信一般采用RS23RS422或RS485總線標準接口。但由于PC機有現(xiàn)成的RS232標準串行口，所以本測試系統(tǒng)選擇采用RS232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RS232串行口，RS232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，在選擇接口時必須注意。；；；。根據(jù)本測試系統(tǒng)的要求，本文采用RS232C串行總線接口與單片機通信的方法。RS232C是美國電子工業(yè)協(xié)會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準，由于RS232C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線的電平均為負邏輯關(guān)系，邏輯“0”規(guī)定為+5V～+15V之間，邏輯“1”規(guī)定為一5V～一15V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)” 。從機械特性而言，RS232包括標準的25針及其簡化的9針引腳排列。在實際應(yīng)用中，RS232C的25條引線中有許多是很少使用的，在計算機與終端通訊中一般只使用3～9條引線。表33為常用的9針接口各引腳的信號功能。表33 RS232 9針接口各引腳的信號功能引腳名稱功能信號方向1DCD載波信號檢測DCEDTE2RXD接受DCEDTE3TXD發(fā)送DCEDTE4DTRDTE準備就緒DCEDTE5GND信號地6DSRDCE準備就緒DCEDTE7RTSDTE請求發(fā)送數(shù)據(jù)DCEDTE8CTSDCE清除發(fā)送DCEDTE9RI振鈴指示DCEDTE注：DTE指數(shù)據(jù)終端設(shè)備如單片機和PC機。DCE指數(shù)據(jù)通信設(shè)備。 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RS232轉(zhuǎn)換芯片，單一電源供電，電壓值從+～+。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RS232接口所需的+10V電壓，尤其適用于沒有+12V的單電源系統(tǒng)。本設(shè)計采用MAX232單+5V電壓驅(qū)動的轉(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。串行接口電平轉(zhuǎn)換電路如圖39所示，屬于電磁兼容的輔助設(shè)計。其中，C ，可選用一般的瓷片電容，C C 1C1C13可選用耐壓值至少大于16V、注意電容的極性不能接反。圖39 串行接口電平轉(zhuǎn)換電路 20管腳測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200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(guān)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34。本設(shè)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(shè)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，其它管腳則依次插入。表34 規(guī)則芯片的引腳數(shù)、Vcc和GND的位置分布情況引腳數(shù)14/2016/2018/2020/20Vcc14/2016/2018/2020/20GND78910在本設(shè)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)不同型號芯片的Vcc位置不同來自動控制Vcc的接口。因此，本設(shè)計采用增強型P溝道的MOS管來切換Vcc的位置，如圖310所示。圖中3個P溝道MOS管的漏極分別接插座的1119管腳，、源極同時接Vcc。、119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，UGSUGS(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，此時Q3的漏極電流ID=0，第17管腳沒有與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，充當芯片電源。，即可完成16管腳芯片的測試。圖310 插座電源自動控制電路23軟件系統(tǒng)設(shè)計4 軟件系統(tǒng)設(shè)計 方案選擇在數(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。在數(shù)字系統(tǒng)中檢測這些錯誤可用三種有效的方法。(1)DC測試(靜態(tài)或功能測試)(2)AC測試(動態(tài)或參數(shù)測試)(3)時鐘頻率測試。DC檢測；從輸入端施加預(yù)先編好的激勵信號，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：用來檢測參數(shù)錯誤，該種檢測測試與時間有關(guān)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。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。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(shè)計中就采用了數(shù)字集成電路的DC測試。 軟件主程序流程圖在本設(shè)計中，以MCS51單片機為核心，控制整個測試過程。當單片機手動復(fù)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(jié)果。整個測試的主程序流程圖如圖41所示。圖41 主程序流程圖具體程序及注釋如下：ORG 0000H AJMP main ORG 0030Hmain: MOV SP,60H CLR LCD_CS 。準備lcd引腳信號 CLR LCD_SID CLR LCD_CLK ACALL KEY 。按鍵初始化 LCALL LCDreset 。lcd初始化 MOV DPTR,boot_char11 ` 。顯示開機界面 ACALL dischar1 MOV DPTR,boot_char12 ACALL dischar2S1_loop: JNB S1,START1 。循環(huán)等待S1鍵按下，默認 。進入菜單（光標指在器件檢測） AJMP S1_loop LCM12232液晶顯示電路和鍵盤電路的軟件設(shè)計本設(shè)計的每個模塊都是圍繞單片機來進行設(shè)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(shè)計的流程如圖42所示。圖42 按鍵程序流程圖在整個測試過程中，為了更好地實現(xiàn)人機對話，在LCM12232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43所示。接通電源以后，LCM12232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(jié)果，再按“返回”鍵返回芯片選擇界面，準備下一次測試。圖43 LCM12232與鍵盤電路的軟件流程圖具體程序及注釋如下：ORG 0000HAJMP mainORG 0030Hmain: MOV SP,60HCLR LCD_CS 。準備lcd引腳信號 CLR LCD_SID CLR LCD_CLKACALL KEY 。按鍵初始化LCALL LCDreset 。lcd初始化 MOV DPTR,boot_char11 。顯示開機界面 ACALL dischar1 MOV DPTR,boot_char12 ACALL dischar2S1_loop: JNB S1,START1 。循環(huán)等待S1鍵按下，默 。認進入菜單（光標指在 。器件檢測）AJMP S1_loop。*******************************************************。 按鍵初始化子程序。*******************************************************KEY: SETB S1 。按鍵初始化(置1)SETB S2SETB S3SETB S4RET。*******************************************************。 主菜單子程序。*******************************************************START1: ACALL KEYMOV DPTR,boot_char21 。顯示菜單（光標指在器 。件檢測） ACALL dischar1 MOV DPTR,boot_char22 ACALL dischar2loop1: MOV C,S1 。循環(huán)檢測S1和S3是否 。按下ANL C,S3 JNB C,loop11AJMP loop1 loop11: JNB S1,TEST 。S1按下表示確定，則進入測試 。子程序(TEST)JNB S3,START2 。S3按下表示光標下移， 。進入START2RETSTART2: ACALL KEYMOV DPTR,boot_char23 。顯示菜單（光標指在器 。件查詢） ACALL dischar1 MOV DPTR,boot_char24 ACALL dischar2