Програмно-апаратний комплекс для тестування інтегральних мікросхем 155 серії

[ виправити ] текст може містити помилки, будь ласка перевіряйте перш ніж використовувати.


Нажми чтобы узнать.
скачати


Тольяттинский Державний Університет

Електротехнічний факультет

Кафедра "Промислова електроніка"

Курсова робота

"Програмно-апаратний комплекс ДЛЯ ТЕСТУВАННЯ ІНТЕГРАЛЬНИХ МІКРОСХЕМ 155 СЕРІЇ"

Студент: Моторин С.К.

Група: Е-506

Викладач: Бредіхін Б.В.

Тольятті 2004

Зміст

Введення

1. Технічне завдання

2. Інженерна інтерпретація задачі

3. Розробка узагальненої блок-схеми алгоритму роботи контролера

4. Розробка інтерфейсу програмно-апаратного комплексу

5. написання підпрограми тестування інтегральної мікросхеми К155ЛА1

6. Вибір розрахунок елементів схеми

Висновок

Список літератури.

Введення

В даний час, виробництво радіоелектронних компонентів і мікросхем дуже поширене. Однак при їх виробництві виникає питання працездатності виготовленого елементу. Оскільки якість одержуваного елемента залежить від внутрішньої структури матеріалу, в якій можуть бути дефекти. У даному випадку елемент виявиться непрацездатним. Тому необхідно після виготовлення проводити випробування, за результатами яких робити висновки про працездатність елемента. Пристрої, які проводять перевірку правильності функціонування, називають тестерами. При перевірці працездатності інтегральних мікросхем доцільно використовувати універсальні тестери, здатні тестувати кілька типів мікросхем. Завданням даного курсового проекту є розробка програмно-апаратного комплексу для тестування інтегральних мікросхем 155 серії.

1. Технічне завдання

Розробити програмно-апаратний комплекс (мікропроцесорний контролер) для тестування інтегральних мікросхем. Тестер повинен виконувати функціональний контроль інтегральних схем за принципом "придатний" - "не придатний". Тестуванню піддаються інтегральні мікросхеми, що мають корпус DIP14 з 14 висновками і стандартне підключення живлення: 14 висновок - "+5 В", 7 висновок - "загальний". Загальне число типів перевіряються інтегральних схем не більше 256.

Скласти підпрограму тестування інтегральної мікросхеми К155ЛА1.

2. Інженерна інтерпретація задачі

Для розробки програмно-апаратного комплексу тестера використовували мікроконтроллер КМ1816ВЕ51. Основні параметри мікроконтролера наведені у табл.2.1, умовне графічне зображення - на рис.2.1

Таблиця 2.1

Основні параметри мікроконтролера КМ1816ВЕ51

Назва параметра

Значення параметра

Обсяг резидентної пам'яті програм, Кбайт

4

Обсяг резидентної пам'яті даних, байт

128

Частота тактових імпульсів, МГц

12

Число портів вводу / виводу, шт

4

Напруга живлення, В

+5

Інтегральна мікросхема, для якої необхідно написати програму тестування - К155ЛА1. Мікросхема представляє собою два логічних елемента 4И-НЕ. Таблиця істинності елемента 4И-НЕ представлена ​​в табл.2.2, умовне графічне зображення показано на рис.2.2

Таблиця 2.2

Таблиця істинності елемента 4И-НЕ.

Входи

Виходи

X1X5

X2X6

X3X7

X4X8

Y1Y2

0

0

0

0

1

0

0

0

1

1

0

0

1

0

1

0

0

1

1

1

0

1

0

0

1

0

1

0

1

1

0

1

1

0

1

0

1

1

1

1

0

0

0

0

1

0

0

0

1

1

0

0

1

0

1

0

0

1

1

1

0

1

0

0

1

0

1

0

1

1

0

1

1

0

1

0

1

1

1

0

Харчування мікроконтролера здійснюється через виведення 40, а мікросхеми К155ЛА1 через висновок 14. Загальний висновок мікроконтролера виведення 20, а мікросхеми К155ЛА1 висновок 7.

Схемне зображення мікроконтролера КМ1816ВЕ51

Рис.2.1.

Схемне зображення інтегральної мікросхеми К155ЛА1


1,2,4,5,9,10,12,13 - входи X1-X8; 6 - вихід Y1; 7 - загальний; 8 - вихід Y2; 14 - напруга живлення;

Рис.2.2

Робота тестера проходить наступним чином:

У початковий момент часу харчування тестера відключено, відповідно на виході контролера будь-які сигнали відсутні. У момент включення живлення тестера, підключений до джерела живлення на контролер, який переходить в стан очікування команди на тестування. Виконання цієї команди здійснюється натисканням кнопки "тест" - SB 2. Харчування тестованої мікросхеми в цей час відключено. Далі здійснюється вибір тестованої ІМС. Номер тестованої мікросхеми задається перемикачами S 1 - S 8 в двійковому коді. Після того як необхідний тип мікросхеми обраний, а тестуєма мікросхема встановлена ​​на контактній площадці Х S 1.1 - XS 1.2, можна натискати кнопку "тест". При натисканні кнопки тест, мікропроцесором зчитується номер мікросхеми, і подається харчування на тестовану мікросхему. Далі контролер виконує підпрограми тестування мікросхеми. У порт мікроконтролера, підключений до входів тестованої мікросхеми записуються комбінації сигналів, із заздалегідь відомими вірними станами вихідних сигналів, і зчитуються значення вихідних сигналів, які потім порівнюються з еталонними. Мікросхема справна при збігу сигналів, лічених з виходів тестованої мікросхеми та еталонних сигналів. Тестером видається сигнал - "виправитися". При не збігу сигналів на виході і очікуваних (еталонних) сигналів видається сигнал "Не справний", отже, ІМС бракується. Після виведення результату харчування з тестованої мікросхеми знімається до надходження такої команди на тестування.

Варто відзначити, що для роботи на даному тестері, оператор повинен вміти поставити номер необхідної ІМС у двійковій системі числення і вважати його з індикаторів VD 5, VD 6 у шістнадцятковій.

3. Розробка узагальненої блок-схеми алгоритму роботи контролера

По описаного режиму роботи тестера складається блок-схема алгоритму роботи контролера, яка зображена на рис 3.1 Контролер починає працювати з подачі на нього живлення. Після подачі живлення він проводить самотестування і переходить в стан введення номера тестованої мікросхеми, після чого переходить в режим очікування натискання кнопки "тест", SB 2.

Рис.3.1. Узагальнена блок схема алгоритму роботи тестера

Як тільки спрацьовує кнопка "тест", мікроконтроллер, за вашим комбінації ключів S 1 - S 8 виробляє дешифрацию номери мікросхеми. У відповідності з номером ІМС визначається адреса підпрограми і їй передається керування для тестування заданого типу мікросхеми. Виконується тестування мікросхеми. Потім відбувається виведення результатів тестування ІМС. Далі контролер чекає дій оператора. При натисканні клавіші SB 2 ("тест"), проводиться повторне тестування встановленої мікросхеми. При натисканні клавіші SB 1 ("Скидання"), контролер справить самотестування і буде чекати введення нового типу мікросхеми.

При необхідності завершити роботу з тестером, харчування тестера відключається.

4. Розробка інтерфейсу програмно-апаратного комплексу

Апаратна частина інтерфейсу тестера для взаємодії мікроконтролера і тестованої мікросхеми буде виглядати наступним чином. Мікроконтролер має чотири двонаправлених 8-ми розрядних порту введення / виводу. Порт Р3 також є лініями управління зовнішніми пристроями (Р3.0, Р3.3), а також його лінії задіяні для індикації результату тестування (Р3.4 - Р3.6). У порт Р0 (Р0.0 - Р0.7) подаються тестові комбінації сигналів на тестовану ІМС. У порт Р2 (Р2.0 - Р2.1) заводяться результати опитування виходів ІМС. Комбінації тестових сигналів представлені в табл.4.1

Таблиця 4.1 Тестові сигнали для ІМС К155ЛА1

тесту

Тестові сигнали


Позначення бітів порту Р1

Байт P 0


Р0.7

Р0.6

Р0.5

Р0.4

Р0.3

Р0.2

Р0.1

Р0.0



Функціональні позначення висновків тестованої ІМС



X8

X7

X6

X5

X4

X3

X2

X1


1

0

0

0

0

0

0

0

0

00Н

2

1

0

0

0

1

0

0

0

88Н

3

0

1

0

0

0

1

0

0

44Н

4

1

1

0

0

1

1

0

0

СС H

5

0

0

1

0

0

0

1

0

22Н

6

1

0

1

0

1

0

1

0

55Н

7

0

1

1

0

0

1

1

0

66Н

8

1

1

1

0

1

1

1

0

ЇЇ H

9

0

0

0

1

0

0

0

1

11Н

10

1

0

0

1

1

0

0

1

99Н

11

0

1

0

1

0

1

0

1

55Н

12

1

1

0

1

1

1

0

1

DDH

13

0

0

1

1

0

0

1

1

33н

14

1

0

1

1

1

0

1

1

ВВН

15

1

1

1

0

1

1

1

1

ЕЕН

16

1

1

1

1

1

1

1

1

FFH

Порт Р2, біти Р2.0 - Р2.3, підключається до вихідних висновків тестованої МС. Можливі комбінації правильних відповідних сигналів зведемо в табл.4.2

Таблиця 4.2 Відповідні сигнали ІМС К155ЛА1

тесту

Відповідні сигнали


Позначення бітів порту Р0

Байт P2


Р2.1

Р2.0



Функціональні позначення висновків тестованої ІМС



Y 2

Y1


1

1

1

03Н

2

0

0

0 0 Н

Біти порту P 3 використовуються для виведення на елементи індикації описані в табл.4.3

Таблиця 4.3

Призначення ліній порту P 3.

Позначення

Призначення

P 3.4

Сигнал для подачі напруги на індикатор "Виправити"

P 3.5

Сигнал для подачі напруги на індикатор "НЕ справний"

P 3.6.

Сигнал для подачі напруги на індикатор "Готов"

Порт P 3 використовується для управління подачею живлення на випробувану мікросхему через виконавчі елементи (логічний елемент з великим вихідним струмом, транзисторний ключ і реле, рис.4.1) з лінії P 3.0 і відстежується включення перемикача "тест" через лінію Р3.3 - переривання від зовнішнього пристрою.

Програмна частина інтерфейсу полягає:

По приходу сигналу переривання визначається тип тестованої МС, зчитується значення, виставлене перемикачами S 1 - S 8 на лініях порту P 1 (Р1.0 - Р1.7). Дешифрує тип МС, і управління передається підпрограмі, яка виробляє тестування МС даного типу. Підпрограмою тестування, виставляються тестові комбінації сигналів в порт P 0 (біти Р0.0 - Р0.7), потім проводиться зчитування відповіді МС з порту P 2 (біти Р2.0 - Р2.1), і оцінюється його працездатність. У залежності від результату порівняння очікуваного значення і відповіді мікросхеми, загоряється або зелений світлодіод - "справний", або червоний - "не справний" (порт Р3, біти Р3.4 - Р3.5 відповідно).

Схема управління для подачі живлячої напруги на випробувану мікросхему

Рис.4.1

5. написання підпрограми тестування інтегральної мікросхеми К155ЛА1

Завданням підпрограми тестування мікросхеми К155ЛА1 є почергова подача на входи тестованої МС всіх комбінацій таблиці істинності для даної мікросхеми таблиця 4.1 Блок-схема, за якою підпрограма тестування перебирає всі необхідні для тестування варіанти і перевіряє на відповідність з еталонними значеннями (табл.4.2) наведена на рис .5.1.

Після установки МС на контактній площадці і вибору її типу, робота програми відбувається в наступному порядку:

Подачу тестової комбінації сигналів на вхід ІМС здійснюємо шляхом запису числа в порт P 0. Потім програма зчитує дані з порту P 2, потім Обнуляємо старший полубайта, т.к там записана службова інформація, яка не належить до відповіді ІМС. Потім виробляємо логічне додавання з заздалегідь відомим вірним, але інвертованим, сигналом відповіді. (У разі працездатності ІМС повинна вийти сума дорівнює 11111111 2). Потім отриману суму інкримінуючи. Якщо з'явився біт перенесення, то продовжуємо тестування ІМС подачею наступні тестової комбінації з таблиці істинності, табл.4.1 Якщо біт перенесення при додаванні дорівнює нулю, то закінчуємо програму, подаючи сигнал на індикатор несправності мікросхеми; Після перебору всієї таблиці істинності, у разі встановлення біта перенесення в одиницю, закінчуємо програму, подаючи сигнал на індикатор справності мікросхеми; далі контролер очікує наступного натискання кнопки "тест" або "скидання".

За описом і блок схемою склали підпрограму тестування ІМС К155ЛА1, табл.6.

Алгоритм тестування ІМС К155ЛА1



























Рис.5.1.

Підпрограма перевірки ЛА1.

la 1: mov r 1, # 0 f h; завантаження лічильника циклу

cmp _ st: mov a, r 1; в акумулятор записуємо значення регістра r 1

rl a; дані в

rl a; акумуляторі зрушуємо на

rl a; 4 розряду

rl a; вліво

add a, r 1; складаємо акумулятор і регістр r 1

out p 0, a; виводимо в порт p 0 дані з акумулятора

nop; порожній оператор фактично затримка на такт для

; Страховки, щоб сигнал на вході мс точно; встановився і мс встигла відреагувати

in a, p 2; читаємо з порту p 2 вихідний сигнал в акумулятор

cjne r 1, # 0 f h, n _ f; якщо у лічильнику циклу не f, то переходимо до мітці n _ f,

; Якщо f, то переходимо до наступного порівнянні; (відповідний сигнал мс повинен бути нулем)

cjne a, # 00 h, error, якщо в акумуляторі не 0 - значить мс працюємо; неправильно переходимо до мітці error, якщо 0, то; переходимо до наступного оператору

dec r 1; зменшуємо лічильник циклу на 1

sjmp cmp _ st; повертаємося на мітку cmp _ st

n _ f: cjne a, # 03 h, error, якщо в акумуляторі не 3 - значить мс працюємо

; Неправильно переходимо до мітці error, якщо 3, то

; Переходимо до наступного оператору

dec r 1; зменшуємо лічильник циклу на 1

cjne r 1, # 00 h, cmp _ st; якщо у лічильнику циклу не 0 - значить переходимо до мітці

; Cmp _ st, якщо 0 переходимо до наступного оператору

clr p 3.0; запалює зелене світлодіод - мс працює правильно

ret; вихід з процедури

error: clr p 3.1; запалює червоний світлодіод - мс працює

; Неправильно

ret; вихід з процедури

6. Вибір розрахунок елементів схеми

У даному проекті програмно-апаратний комплекс тестера реалізований на базі мікроконтролера КМ1816ВЕ51, основні характеристики якого наведені в табл.2.1 Для завдання тактових імпульсів мікроконтролера був задіяний кварцовий резонатор: НС-49, з частотою імпульсів 12МГц. Конденсатори в ланцюзі кварцового резонатора: К10-7В-50В-30пФ ± 5% і опір: МЛТ-0.25-91к ± 5%. RC - ланцюг на виведенні скидання, служить для затримки включення контролера і надійного скидання при замиканні "Скидання", вибрали елементи: опір МЛТ-0.25-8.2к ± 5%, конденсатор: К50-6-10В-10мкФ ± 20%.

Для здійснення введення номера тестованої мікросхеми та завдання режиму "тест", та подання на тестер живлячої напруги вибрали набір перекидних перемикачів П1Т1-1, розраховані на максимальне напруга 30В і струм 0.5А.

Для правильної і надійної роботи портів на вхідні / вихідні лінії були встановлені резистори: МЛТ-0.25-1к ± 5%.

В якості індикаторів вибрали світлодіоди АЛ307БМ підключені через резистори R 7 - R 9, опір яких вирахували за формулою:

R = (U п - Uo - Uvd) / Ivd = (5 - 0.4 - 0.5) / 15 × 10 -3 = 2733 Ом;

де

U п = 5 В-напруга живлення;

Uo = 0,4 В - рівень логічного нуля на виході мікроконтролера;

Uvd і Ivd - довідкові дані для діода;

Прийняли рівним 3 кОм; МЛТ-0.125-3к ± 5%

Для підключення живлення тестованої ІМС, використовували реле на напругу спрацювання 4В (для надійного спрацювання і утримання): РС4.569.421-03, підключеною до виходу порту P 3.0, через транзисторний ключ і логічний елемент НЕ, з більшою навантажувальною здатністю, ніж порт мікроконтролера. Вибрали транзистор КТ315Б і ІМС К155ЛН1.

Для придушення протівоедс створюваної обмоткою реле в моменти комутації паралельно обмотці встановили діод КД521А.

Для захисту мікроконтролера від помилки користувача входи / виходи портів підключили через обмежувальні / підтягують опору: МЛТ-0.125-2.7к ± 5% і МЛТ-0.125-4.7к ± 5%. Встановили в близи від мікросхеми ємнісні фільтри з метою зменшення впливу перешкоди джерела живлення: К50-6-15В-0.5мкФ ± 20%, К22-5-25-33нФ ± 5%.

Для індикації набраного номера мікросхеми були застосовані два семисегментних індикатора АЛС337Б підключені через дешифратори двійкового коду К514ІД1. Інформація на індикатори знімається з порту P 1, тобто відображає поточну установку перемикачів вибору тестованої мікросхеми S 1 - S 8. Випробувана мікросхема встановлюється в контактну панель DIP 14.

Принципова електрична схема тестера інтегральних мікросхем наведена на Рис.6.1.

Електрична схема тестера (М1: 2)

Рис.7.

Висновок

У цій роботі був розроблений програмно-апаратний комплекс для тестування інтегральних мікросхем 155 серії. Розроблений пристрій виконує функціональний контроль інтегральних мікросхем за принципом "придатний" - "не придатний". Тестуванню піддаються інтегральні мікросхеми, що мають корпус DIP14 з 14 висновками і стандартне підключення живлення: 14 висновок - "+5 В", 7 висновок - "загальний". У процесі виконання роботи була складена блок-схема алгоритму, і по ній складена підпрограма тестування інтегральної мікросхеми К155ЛА1.

Список літератури.

  1. Однокристальних мікроЕОМ. - М.: МІКАП, 1994. - 400 с.: Іл.

  2. Сташін В.В. та ін Проектування цифрових пристроїв на однокристальних мікроконтролерах. / В.В. Сташін, А.В. Урусов, О.Ф. Мологонцева. - М.: Вища школа, 1990. - 224 с.

  3. Довідник з інтегральних мікросхем. / Б.В. Тарабрін, С.В. Якубовський, Н.А. Барканов та ін; Під ред. Б.В. Тарабна. - 2-е вид., Перераб. і доп. - М.: Енергія, 1980. - 816 с., Іл.

  4. Аванесян Г.Р., Левшин В.П. Інтегральні мікросхеми ТТЛ, ТТЛШ / - М.: Машинобудування, 1993. - 252 с.

  5. Основи мікропроцесорної техніки. / Курс лекцій. Кудінов А.К. - Тольятті: 2004.


Додати в блог або на сайт

Цей текст може містити помилки.

Комунікації, зв'язок, цифрові прилади і радіоелектроніка | Курсова
73.1кб. | скачати


Схожі роботи:
Програмно-методичний комплекс для навчання процесу створення компіляторів
Програмно-методичний комплекс для навчання процесу створення компіляторів
Розробка інтегральних мікросхем
Основи проектування інтегральних мікросхем широкосмугового підсилювача
Проектування гібридних інтегральних мікросхем і розрахунок елементів вузлів детектора НВЧ-сигналів
Проектування гібридних інтегральних мікросхем і розрахунок елементів вузлів детектора НВЧ сигналів
Лінії передач для інтегральних схем
Підбір програмно-технічного комплексу ЛВС для автоматизації роботи бухгалтерії АТЗТ Донецьке
Тестування для користувача інтерфейсу
© Усі права захищені
написати до нас
Рейтинг@Mail.ru