- 相關(guān)推薦
高校電子實(shí)驗(yàn)數(shù)字集成電路檢測(cè)儀的設(shè)計(jì)論文
世界上第一個(gè)集成電路是1958 年德克薩斯儀器公司制造的，此后集成電路產(chǎn)業(yè)一直保持著驚人的發(fā)展速度，而數(shù)字集成電路的發(fā)展速度更快、集成度更高、規(guī)模更大。數(shù)字集成電路的應(yīng)用領(lǐng)域日益擴(kuò)大，目前已滲透到了無(wú)線通信、自動(dòng)控制、計(jì)算機(jī)技術(shù)等各個(gè)領(lǐng)域，大到航空航天設(shè)備、醫(yī)療器械，小到計(jì)算機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、收音機(jī)、耳麥等等，無(wú)論軍事還是民用方面，數(shù)字集成電路都發(fā)揮著舉足輕重的作用。與此同時(shí)，集成電路的老化損壞是不可避免的，其可靠性也變得尤為重要，故此，與之相應(yīng)的檢測(cè)技術(shù)就成為亟待解決的問(wèn)題了。
現(xiàn)代生活中電子產(chǎn)品無(wú)處不在，而集成電路是構(gòu)成電子產(chǎn)品的核心、靈魂。集成電路在電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)制作中應(yīng)用越來(lái)越廣泛，各種軍用、民用、醫(yī)療電子產(chǎn)品制作安裝過(guò)程和售后維修中都需對(duì)集成電路進(jìn)行檢測(cè)。而在高校教學(xué)中，電子技術(shù)是專業(yè)基礎(chǔ)課，大量理工科院校課程體系中均設(shè)置電子實(shí)驗(yàn)、電子工藝實(shí)習(xí)以及電子課程設(shè)計(jì)等實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)和內(nèi)容。高校學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計(jì)和大學(xué)生科技創(chuàng)新活動(dòng)乃至教師的科研等，最終都將利用集成電路制作出電子成品來(lái)實(shí)現(xiàn)自己的設(shè)計(jì)理念。故此，集成電路滲透于各個(gè)方面，無(wú)論生產(chǎn)實(shí)踐還是教學(xué)、科研均需涉及到集成電路檢測(cè)問(wèn)題。目前，市面出售的測(cè)試儀普遍存在價(jià)格高、體積大、自動(dòng)化程度低，需人工干預(yù)等缺點(diǎn)。測(cè)試儀價(jià)格比較昂貴，離線測(cè)試儀一般幾千到上萬(wàn)元，在線測(cè)試儀和國(guó)外進(jìn)口儀器價(jià)格則更高。開(kāi)發(fā)一款便攜、價(jià)廉、精準(zhǔn)的數(shù)字電路的自動(dòng)檢測(cè)儀器，可用于電子類的實(shí)習(xí)及實(shí)驗(yàn)教學(xué)、大學(xué)生電子競(jìng)賽、科技創(chuàng)新活動(dòng)、課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)、電器維修、科研等各個(gè)領(lǐng)域，用途廣泛。該測(cè)試系統(tǒng)硬件制作成本低，性價(jià)比高，適于高校師生使用。
1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo)
以單片機(jī)為核心，設(shè)計(jì)一數(shù)字集成電路檢測(cè)儀系統(tǒng)，使其能對(duì)高校教學(xué)中常用的74LS 系列等數(shù)字集成電路進(jìn)行功能測(cè)試。無(wú)需預(yù)先輸入集成電路型號(hào)，接通電源放置好被測(cè)芯片后即可執(zhí)行自動(dòng)檢測(cè)并輸出檢測(cè)結(jié)果，整個(gè)檢測(cè)過(guò)程無(wú)需人工干預(yù)，其主要性能、特色如下：
(1)置入被測(cè)芯片后，無(wú)需人工輸入芯片型號(hào)，系統(tǒng)即可自動(dòng)識(shí)別、判斷其型號(hào);
(2)自動(dòng)判定芯片性能好壞，如部分損壞，判定具體損壞情況并輸出到顯示模塊;
(3)可測(cè)芯片引腳數(shù)目20 以內(nèi)，型號(hào)30 種以上，具備動(dòng)態(tài)可擴(kuò)展性。
2 系統(tǒng)總體方案
目前所用的測(cè)試集成電路芯片的方式主要分為在線和離線兩種方式，主要測(cè)試方法有電壓測(cè)量法、在線直流電阻普測(cè)法、電流跟蹤電壓法、在線直流電阻測(cè)量對(duì)比法、非在線數(shù)據(jù)與在線數(shù)據(jù)對(duì)比法等。本系統(tǒng)從數(shù)字集成電路特性和測(cè)試原理出發(fā)， 建立科學(xué)合理的故障模型，搭接外圍硬件電路，建立測(cè)試平臺(tái)，用C 語(yǔ)言編程，設(shè)計(jì)制作本數(shù)字集成電路測(cè)試儀， 使其能對(duì)高校電子實(shí)驗(yàn)常用的74LS 系列等數(shù)字集成電路進(jìn)行功能測(cè)試，系統(tǒng)總設(shè)計(jì)步驟分為五步。
(1)研究測(cè)試系統(tǒng)工作原理及數(shù)字集成電路檢測(cè)機(jī)理，根據(jù)測(cè)試目標(biāo)和技術(shù)參數(shù)要求，確立總體方案;
(2)研究各待測(cè)數(shù)字集成電路工作方式和特性，制定相應(yīng)故障模型，確立各模塊的具體實(shí)施方案和實(shí)施條件;
(3)建立待測(cè)元件信息庫(kù)，研究并建立測(cè)試策略，制定程序流程圖，編譯單片機(jī)程序并進(jìn)行仿真調(diào)試;
(4)研究電源電路工作原理，設(shè)計(jì)電源供電模塊、顯示模塊以及外圍電路，搭建系統(tǒng)硬件平臺(tái)并進(jìn)行測(cè)試;
(5)軟硬件綜合調(diào)試，系統(tǒng)統(tǒng)調(diào)測(cè)試后焊接、制作、完成。
3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)步驟
3.1 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)
測(cè)試儀硬件電路部分以51 系列單片機(jī)為核心， 配以液晶屏做顯示器，主要包括電源模塊、數(shù)據(jù)采集處理模塊、顯示模塊、DUT 底座、開(kāi)關(guān)、按鍵等，如圖所示。
3.2 軟件編譯
選取部分高校電子實(shí)驗(yàn)課程中常用的74LS 系列， 如74LS00、74LS08 等型號(hào)的數(shù)字集成電路芯片建立待測(cè)元件信息庫(kù)， 結(jié)合硬件電路接口設(shè)置情況， 以C 語(yǔ)言編寫(xiě)程序， 在Keil C51 軟件環(huán)境中編譯、調(diào)試程序。對(duì)照待測(cè)元件信息庫(kù)中真值表，判定其邏輯錯(cuò)、參數(shù)錯(cuò)等信息，建立科學(xué)的故障模型，進(jìn)而判定具體故障位置，主程序流程圖。
3.3 系統(tǒng)統(tǒng)調(diào)
利用Altium Designer 軟件設(shè)計(jì)好原理圖及PCB 圖， 通過(guò)熱轉(zhuǎn)印法制作好印制電路板，于上位機(jī)編譯好程序后，燒錄到單片機(jī)中，將待測(cè)數(shù)字集成電路芯片放置在DUT 底座中相應(yīng)位置后進(jìn)行測(cè)試， 軟硬件結(jié)合統(tǒng)調(diào)。本系統(tǒng)無(wú)需預(yù)先輸入被測(cè)數(shù)字集成電路型號(hào)，接通測(cè)試儀電源，放置好被測(cè)芯片后即可執(zhí)行自動(dòng)檢測(cè)并輸出檢測(cè)結(jié)果，包括型號(hào)判斷及故障部位等信息，整個(gè)檢測(cè)過(guò)程無(wú)需人工干預(yù)。
【高校電子實(shí)驗(yàn)數(shù)字集成電路檢測(cè)儀的設(shè)計(jì)論文】相關(guān)文章：
模擬電子技術(shù)虛擬實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及應(yīng)用論文07-04
電子設(shè)計(jì)論文06-27
簡(jiǎn)析基于MVC模式的高校實(shí)驗(yàn)排課系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)論文07-03
高校動(dòng)畫(huà)設(shè)計(jì)的教學(xué)論文07-05
高校插圖設(shè)計(jì)教學(xué)論文模板07-05
浮力產(chǎn)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)論文07-03