集成电路芯片测试仪的设计

摘要

集成电路（IC）测试是伴随着电子技术的发展而来的，数字集成芯片在使用过程中容易被损坏，用肉眼不易观察。早期的人工测试方法对一些集成度高，逻辑复杂的数字集成电路显得难于入手，因而逐渐被自动测试所取代，因此很需要设计一种能够方便测试常用芯片好坏的仪器。

本系统以单片机AT89C52为核心,由芯片测试插座、独立按键、74HC573驱动8位数码管显示、5V直流电源控制模块等组成。根据数字集成芯片的引脚特性以及集成芯片的真值表编写测试程序。该系统能完成14脚以内常用TTL74、54系列数字集成芯片的功能测试。

关键字：测试仪；数字集成电路；单片机

ABSTRACT

Integrated circuit (IC) test is accompanied with the development of electronic technology, Digital integrated chip is easily damaged during use, and difficult to observe with the naked eye. Early manual test methods for some high integration, the logic of complex digital integrated circuits become difficult，thus gradually replaced by automated testing, so it is necessary to design a testing instrument to distinguish the Common chips is good or bad conveniently.

The system is with AT89C52 microcontroller at the core, including the chip test socket，the independent button, 74HC573drives an 8-bit digital display, 5V DC power supply control module and other components, etc. According to the characteristics of digital IC pins and the truth table write integrated chip test program. The system can be completed within 14 feet common TTL74, 54 series digital integrated chip functional test.

Keywords: tester; digital integrated circuit; microprocessor control unit

目录

1系统总体方案 (1)

2 系统硬件电路设计 (2)

2.1硬件系统电路原理框图 (2)

2.2硬件系统电路各模块设计 (2)

2.2.1 MCS-52单片机最小系统 (2)

2.2.2 独立按键模块 (3)

2.2.3 芯片测试模块 (4)

2.2.4 显示模块 (5)

2.2.5 电源供电模块 (7)

3 系统软件设计 (8)

3.1 测试对象TTL74系列芯片简介 (8)

3.2 测试原理 (8)

3.3 程序流程图 (9)

3.4 模块程序关键代码 (11)

3.4.1 主程序 (11)

3.4.2 独立按键扫描程序 (11)

3.4.3 74HC573控制数码管显示程序 (15)

3.4.4 信号检测程序 (17)

4 系统仿真测试 (19)

总结 (21)

致谢 (22)

参考文献 (23)

附录 (24)

附录A 源程序 (24)

附录B 元件清单 (35)

附录C 整体电路图 (36)

1系统总体方案

在数字集成电路的设计、制造和应用阶段，不可避免地会出现故障，为了保证数字集成电路工作的可靠性，需要对其进行必要的测试。设计门电路自动测试仪目的在于能够方便检测数字集成芯片的好坏。

然而，由于常用的TTL系列芯片种类繁多，不同型号的数字集成芯片其逻辑功能不同、引脚排列不同、甚至哪些引脚作为输入，哪些引脚作为输出都不固定，也就是说，某个型号的集成芯片的其中一只引脚是输入脚，而另一个型号的集成芯片的同一只引脚却可能是输出脚了。在进行硬件电路设计时，必须要有这样的接口电路：和集成芯片引脚连接的检测端口既可作为输入，又可作为输出。

正由于上述原因，本方案设计一套数字集成电路测试装置，能够实现对指定几种14脚常见的74系列数字电路测试。芯片有74LS00、74LS04、74LS20、74LS74、74LS86。

对数字系统进行测试基本方法是：从数字集成电路的原始输入端施加若干输入矢量作为激励信号，观察由此产生的输出响应，并与预期的正确结果进行比较，一致则表示芯片完好，不一致则表示芯片有故障。因此判断一个集成电路芯片是否存在故障，可用该芯片被检测出来的功能是否同设计规范的功能一致来判断。要让测试结果直观明了，就需设计一个显示模块显示对应测试结果，在此系统中我选用8位数码管来显示芯片型号和两个发光二极管显示测试结果。此外，由于集成芯片的型号不同，为了提高测试的效率，还需设计一个独立按键模块用于输入检测芯片的型号，方便操作。

综合以上所涉及的几个问题，完整的门电路自动测试仪应包括按键输入模块，显示模块，芯片测试插座模块，结合单片机最小系统来加以控制。在确立硬件结构的基础上，结合软件完成。软件部分主要由数据检测程序和显示驱动程序，以及按键子程序三大部分组成。在设计过程中，首先使用Protel和Proteus仿真软件作为开发平台来进行硬件电路的设计，并运用软件Keil uVision编写程序完成系统的仿真实现，结合软、硬件完成系统的整体调试。