【文章內(nèi)容簡介】 改進(jìn)測試手段，使其向自動化和智能化方向發(fā)展，已經(jīng)成為 生產(chǎn)部門引以重視的一個問題。 2021 年邏輯測試儀有一個發(fā)展高潮，以下詳細(xì)介紹其行業(yè) 技術(shù)發(fā)展趨勢： 1） 從對中小規(guī)模數(shù)字 IC 的邏輯檢測到對大規(guī)模數(shù)字 IC 檢測。 Simi100 數(shù)字 IC 多值邏輯測試儀，利用獨(dú)創(chuàng)的多值參數(shù)比較法，可以對數(shù)字 IC 進(jìn)行功能測試同時完成各直流參數(shù)測試，測試過程無需人工干擾，適用大規(guī)模數(shù)字 IC。使其大規(guī) 模推廣成為可能。 2）向測試器件方向發(fā)展： 北京聚星電子技術(shù)研究所 正研發(fā) 一種新型的數(shù)字集成電路測試儀 — Simileo 數(shù)字集成電路多值邏輯測試儀 。測試時，電源自動拉偏，除可測試集成電路邏輯功能外，還可測試器件。 3）向體積小、功能強(qiáng)、價格低的方向發(fā)展。美國最新研發(fā)的一種小型邏輯在線測試儀具有此特點(diǎn)，最多具有 4 個獨(dú)立輸入端口，每個端口可檢測 80 通道，可對 DIP、PLCC、 SO 和 SOJ 封裝形式的器件進(jìn)行檢測，并具有報警功能。 4）向組合儀器方向發(fā)展。 組合儀器是將多種電子測量儀器集成于一體的多功能測量儀器 。其不僅具 有邏輯測試功能還具有邏輯分析功能等其它高性能電子測量功能，具有 USB 接口，可與臺式電腦和筆記本電腦連用，提供完善的操作功能與數(shù)據(jù)存儲與綜合分析功能。 目前市場上邏輯測試儀 的產(chǎn)品有邏輯筆 、 數(shù)字 IC 多值邏輯測試儀 、 數(shù)字集成電路多值邏輯測試儀等不同邏輯測試儀器 。 其中 SIMI100 數(shù)字 IC 多值邏輯測試儀是天津博馳科技發(fā)展有限公司開發(fā)的數(shù)字集成電路多值邏輯測試儀 ，它代表了國內(nèi)邏輯測試儀發(fā)展的前沿。 它具以下主要特點(diǎn) : 、輸出電壓直流參數(shù)進(jìn)行測試的同時，完成真值表功能測試 。 測試的同時，完成 “ 三態(tài) ” （高阻狀態(tài)）漏電流測試 。 。 74系列中的 CMOS 器件。 安徽工程大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 3 圖 11 SIMI100 圖 12 IST5700D 電路板邏輯掃描測試儀 IST5700D 是由美國 IST 公司開發(fā)研制的一種小型在線看邏輯測試儀 。 其性能特點(diǎn)如下 : 1. 最多具有 4 個獨(dú)立輸入端口，每 個科檢測 80 通道，可對 DIP、 PLCC、 SO 和 SOJ封裝形式的器件進(jìn)行檢測； 2. 內(nèi)置通用邏輯狀態(tài)指示器，外接通用邏輯脈沖發(fā)生器探頭，均可對測管腳的邏輯狀態(tài)進(jìn)行指示； 3. 借助脈沖存儲器捕捉連續(xù)的時鐘沖行結(jié)果，幫助維修人員快速分析故障點(diǎn)； 4. 備有后備電池的 CMOS RAM，可以存儲測試，也能單純傳輸信號，進(jìn)行非實(shí)的管腳處自動停下或報警，比傳統(tǒng)的邏輯測試儀更加快捷可靠。 目前市場上也出現(xiàn)了 以邏輯筆形式的邏輯測試儀器，如上海佳之測 試 電子設(shè)備有限公司，它的優(yōu)點(diǎn)在于攜帶方便，為廣大從業(yè)者提供了很大的方便。 本文所設(shè)計的邏輯測試儀，主要實(shí)現(xiàn)測量芯片的好壞、判別芯片和顯示的類型、檢測不同數(shù)字電路的邏輯關(guān)系的功能。目前它廣泛應(yīng)用于包括數(shù)字采集卡、示波器、 集成電路故障測試在內(nèi)的數(shù)字集成電路以及邏輯控制等領(lǐng)域。 研究內(nèi)容與意義 本文 設(shè)計的 是基于單片機(jī)的邏輯測試儀，可 實(shí)現(xiàn)測量芯片的好壞、判別芯片和顯示類型、檢測不同數(shù)字電路的邏輯關(guān)系的功能。需要完成的 任務(wù) ： 1） 完成相應(yīng)的總體方案設(shè)計 。設(shè)計出包括單片機(jī)最小系統(tǒng)及 LED 顯示電路， LCD 液晶顯示電路，外圍擴(kuò)展電路，信息源電路 ， 開關(guān)控制電路 等在內(nèi)的硬件系統(tǒng)，并用 Protel 繪圖軟件做出硬件原理圖；2） 設(shè)計出邏輯測試儀主程序，初始化程序， LED 驅(qū)動子程序， LCD 液晶顯示封裝 子程序， LCD 液晶顯示邏輯關(guān)系子程序， 信息源子程序， 并加以調(diào)試。 3） 最后將硬件系統(tǒng)與軟件系 統(tǒng)接合起來實(shí)現(xiàn)完整的邏輯測試的功能，并進(jìn)行調(diào)試，完成其設(shè)計過程 。 4） 翻譯一篇與課題相關(guān)的英文文獻(xiàn)， 按照相關(guān)要求撰寫畢業(yè)論文一篇 ,并通過答辯 。 通過這一設(shè)計工 作 了解更多 的芯片電子類的知識，更重要的是可以了解市場上此類產(chǎn)品的最新消息。 了解并熟練掌握 Protel 繪圖軟件 的應(yīng)用，以及對單片機(jī)也掌握了一些開發(fā)技巧，熟悉了利 用匯編語言 對 LED 驅(qū)動等程序 的設(shè)計 。此次課題綜合了單片機(jī)以及電路方面的總體知識，綜合了大一到大四所學(xué)的有關(guān)知識，提高了自己綜合知識以及運(yùn)用知識的能力。 在各位老師的悉心指導(dǎo)下，完成畢業(yè)設(shè)計，掌握了 按計劃分步驟的去完成一個工程的開發(fā)，相信這在將來的工作中必將有很大的幫助。 季飛 :基于 單片 機(jī)的邏輯測試儀設(shè)計 4 第二章 方案分析 邏輯測試儀原理概述 邏輯測試儀主要有以下幾種：基于單片機(jī)的邏輯測試儀， 數(shù)字 IC 多值邏輯測試儀，數(shù)字集成電路多值邏輯測試儀，邏輯筆等。本文主要介紹急于單片機(jī)的邏輯測試儀的設(shè)計。其基本檢測原理是給被測芯片 輸入值，由于其內(nèi)部不同的邏輯門，不同的芯片會輸出不同的結(jié)果，從而判斷出 其 內(nèi)部的邏輯關(guān)系，得知芯片類型。 信息源電路設(shè)計分析 本文設(shè)計的邏輯測試儀，在信號輸入電路中采用 AT89C51 的 P0 口擴(kuò)展一片 8255，采用 8255 的 PA 口與 PB口 ，與一個 DIP 封裝的雙列直插式的十六引腳芯片座相連。 8255的三個狀態(tài)斷口和一個控制端口的地址分別為： PA 口 為 7FFCH， PB 口為 7FFDH， PC口為 7FFEH，控制字為 7FFFH。 芯片座也可直接和單片機(jī)的 I/O 口相連，但考慮到液晶顯示與 LED 數(shù)碼管動態(tài)驅(qū)動電路 都需 用 I/O 口，故擴(kuò)展 8255 用來驅(qū)動芯片座，獲取被測芯片信號 。 LED 數(shù)碼管動態(tài)電路設(shè)計分析 LED 數(shù)碼管是一種半導(dǎo)體發(fā)光器件，其基本單元是發(fā)光二極管。 數(shù)碼管要正常顯示，就要用驅(qū)動電路來驅(qū)動數(shù)碼管的各個段碼，從而顯示出我們要的數(shù)字，因此根據(jù)數(shù)碼管的驅(qū)動方式的不同，可以分為靜態(tài)式和動態(tài)式兩類 ： 1） 靜態(tài)顯示驅(qū)動：靜態(tài)驅(qū)動也稱直流驅(qū)動。靜態(tài)驅(qū)動是指每個數(shù)碼管的每一個段碼都由一個單片機(jī)的 I/O 端口進(jìn)行驅(qū)動，或者使用如 BCD 碼二 十進(jìn)制譯碼器譯碼進(jìn)行驅(qū)動。靜態(tài)驅(qū)動的優(yōu)點(diǎn)是編程簡單，顯示亮度高，缺 點(diǎn)是占用 I/O 端口多 ，實(shí)際應(yīng)用時必須增加譯碼驅(qū)動器進(jìn)行驅(qū)動，增加了硬件電路的復(fù)雜性。 2） 動態(tài)顯示驅(qū)動：數(shù)碼管動態(tài)顯示接口是單片機(jī)中應(yīng)用最為廣泛的一種顯示方式之一，動態(tài)驅(qū)動是將所有數(shù)碼管的 8 個顯示筆劃 a,b,c,d,e,f,g,h的同名端連在一起，另外為每個數(shù)碼管的公共極 COM 增加位選通控制電路，位選通由各自獨(dú)立的 I/O 線控制，當(dāng)單片機(jī)輸出字形碼時，所有數(shù)碼管都接收到相同的字形碼，但究竟是那個數(shù)碼管會顯示出字形，取決于單片機(jī)對位選通 COM 端電路的控制，所以我們只要將需要顯示的數(shù)碼管的選通控制打開，該位就顯 示出字形，沒有選通的數(shù)碼管就不會亮。通過分時輪流控制各個數(shù)碼管的的 COM 端，就使各個數(shù)碼管輪流受控顯示，這就是動態(tài)驅(qū)動。 在輪流顯示過程中，每位數(shù)碼管的點(diǎn)亮?xí)r間為 1～ 2ms，由于人的視覺暫留現(xiàn)象及發(fā)光二極管的余輝效應(yīng)，盡管實(shí)際上各位數(shù)碼管并非同時點(diǎn)亮，但只要掃描的速度足夠快，給人的印象就是一組穩(wěn)定的顯示數(shù)據(jù)，不會有閃爍感，動態(tài)顯示的效果和靜態(tài)顯示是一樣的，能夠節(jié)省大量的 I/O 端口，而且功耗更低。 {[22]} 鑒于本次設(shè)計系統(tǒng)需用單片機(jī) I/O 口較多，故采用 LED 的動態(tài)顯示電路。并用AT89C51 的 P2 口外擴(kuò)一 片 8255，用 8255 的 PC 口和 PA口分別 連接 74LS07 和 9013放大器 驅(qū)動 LED 的段選和位選。 安徽工程大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 5 圖 21 LED 動態(tài)驅(qū)動 原理 液晶顯示驅(qū)動電路的設(shè)計分析 本設(shè)計采用 1602 點(diǎn)陣液晶顯示模塊。 用 AT89C51 的 P1 口和 、 口驅(qū)動其顯示。 1602 是一款急于芯片 HD44780 芯片的液晶顯示模塊。 HS12864 系列為中文圖形液晶模塊特性由控制器 ST7920 決定。 ST7920 同時做控制器和驅(qū)動器，它可提供 32 路COM 輸出和 64 路 SEG 輸出。 在市面上 1602 得到廣泛的使用，故本次設(shè)計優(yōu)先考慮采用次液晶顯示模塊。 其引腳定義 如下： 第 1 腳 ： VSS 為地電源 ； 第 2 腳 ： VDD 接 +5V電源 ； 第 3 腳 ： V0 為 液晶顯示器對比度調(diào)整端，接 電源時對比度最弱，接地時對比度最高 ,對比度過高時會產(chǎn)生 “ 鬼影 ” ，使用時可以通過一個 10K 的電位器調(diào)整對比度 ； 第 4 腳 ： RS 為寄存器選擇，高電平時選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時選擇指令寄存器 ； 第 5 腳 ： RW 為讀寫信號線，高電平時進(jìn)行讀操作，低電平時進(jìn)行寫操作。當(dāng) RS和 RW ,共同為低電平時可以寫入指令或者顯示地址，當(dāng) RS 為低電平 RW為高電平時可以讀 寫 信號，當(dāng) RS 為高電平 RW 為低電平時可以寫入數(shù)據(jù) ； 第 6 腳 ： E 端為使能端，當(dāng) E 端由高電平跳變成低電平時，液晶模塊執(zhí)行命令 ； 第 7～ 14 腳 ： D0～ D7 為 8 位雙向數(shù)據(jù)線 ； 第 15 腳 ： 背光電源地 ； 第 16 腳 ： 背光電源 +5V電壓 。 LCD 液晶顯示器根據(jù)其顯示方式的不同，可分為 3 種 類型，即文字型 LCD、圖形型 LCD、混合型 LCD。文字型 LCD 是其內(nèi)部本身就由文字庫，與其接口的計算機(jī)直接使用 。圖形型 LCD 是根據(jù)外部接口電路要求 ,控制顯示器上的點(diǎn)矩陣的顯示點(diǎn)是否被驅(qū)動來顯示各種不同的圖形 ,當(dāng)然 ,同時也包 括顯示中英文字等 ； 混合型 LCD 液晶顯示器既可設(shè)定文字型 ,又可設(shè)定為圖形型。本文鑒于系統(tǒng)需要只需用其文字顯示和圖形顯示，分別用來顯示邏輯關(guān)系和芯片封裝。 {[22]} 季飛 :基于 單片 機(jī)的邏輯測試儀設(shè)計 6 系統(tǒng)指示燈電路設(shè)計和報警設(shè)計分析 系統(tǒng) 采用 AT89C51 的 和 分別驅(qū)動一個發(fā)光二極管和一個蜂鳴器作為系統(tǒng)指示燈和報警裝置 。二極管采用一個Φ 5 紅光 發(fā)光二極管，其 具有 發(fā)光亮度高，靈敏度高， 發(fā)光效率高，功耗低等優(yōu)點(diǎn)。 蜂鳴器采用一個壓電蜂鳴器 JHR1700，允許工作電壓324V，電流 2MA，適合系統(tǒng)的要求，故采用此蜂鳴器作為報警裝置 。 系統(tǒng)程序設(shè)計分析 系統(tǒng)程序主要包括 ： 初始化程序，主程序，信息源子程序， LCD 液晶顯示封裝子程序， LCD 液晶顯示邏輯關(guān)系子程序， LED 驅(qū)動子程序，報警子程序。主程序采用散轉(zhuǎn)程序的方式來實(shí)現(xiàn)對每一個功能子程序的調(diào)用，信息源子程序則用來實(shí)現(xiàn)對芯片的邏輯檢測，這是系統(tǒng)程序的核心部分。每一個功能子程序都用按鍵來實(shí)現(xiàn)功能控制。 在綜合了諸多方案優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上提出此方案進(jìn)行本文的設(shè)計，隨著設(shè)計的深入，其中還有一些地方的設(shè)計可以得到優(yōu)化。 安徽工程大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 7 第三章 芯片檢測原理 本章節(jié) 主要介紹本次設(shè)計的邏輯測試儀所采用的設(shè)計原理?？傮w概括為對被測芯片輸入值，判別其輸出，由此得到芯片內(nèi)部的邏輯門關(guān)系，判斷芯片類型。針對 74 系列的邏輯門芯片，下面逐一介紹檢測原理。 74LS138 與 74LS139 圖 31 74LS138 圖 32 74LS139 表 31 74LS138 真值表 表 32 74LS139 真值表 以上 分別是 74LS138 和 74LS139 的邏輯圖和真值表。 檢測步驟 :1) 假設(shè) 被測芯片 為其中的一種； 2） 給芯片 1， 2， 3， 4， 5 引腳輸入 L， 6 引腳輸入 H ； 3） 檢測輸出信號，若全為 H，則由 74LS138 的真值表可判斷為 74LS138； 4） 無輸出，