数字芯片检测系统的设计

数字芯片检测系统的设计(论文15000字,PCB)
摘要：数字电路实验会使用到许多不同类型的数字芯片，由于数字芯片重复利用率较高、学生不规范操作等原因，数字芯片经常发生损坏。由于其故障类型多样、检测过程繁琐，因此实验室管理人员难以及时排查故障芯片。本文研究设计了一种数字芯片检测系统，可以实现对常见数字芯片的自动化故障检测。该检测系统采用MSP430超低功耗单片机、UART串口通信、12864显示屏和74HC4052多路模拟选择开关，可检测数字芯片是否有短路、开路和逻辑功能错误等故障，并可确定具体的故障位置，通过液晶屏和串口上位机较好地展示检测结果和详细数据。经过实际的试验和数据分析可以得出：该检测系统可以准确检测数字芯片故障，单枚芯片检测时间小于0.2秒，且检测准确率高、运行功耗低。本设计也可被应用于芯片生产过程中的质量分析。
关键字：数字芯片；故障字典；故障检测；74HC4052。

Design and Implementation of Digital Chip Detection System
Abstract：Digital circuit experiments will use many different types of digital chips, digital chips are often damaged due to the high utilization rate, the non-standard operation of students and other reasons. Because of its variety of failures, and difficulties of the detection process, so it is quite difficult for the laboratory management staff to troubleshoot the fault chip. In this paper, we design a digital chip detection system, which can realize the automatic fault detection of common digital chips. The detection system, using MSP430 ultra-low power microcontroller, UART serial communication, 12864 display screen and 74HC4052 multi-channel analog selection switch, can judge whether the digital chip has short fault, open fault and logic error, and determine the specific fault location. Through the LCD screen and serial communication, detection system can show test results and detailed data better. The actual test and data analysis show: the detection system can detect the digital chip failure well, the time of a single chip detection is not more than 0.2 seconds, and the detection is low power consumption, and has high precision. The design can also be applied to the chip quality analysis in production.
Keywords: digital IC; fault dictionary; fault detection;74HC4052.
 

目 录
1引言    1
1.1数字芯片检测系统研究的背景和意义    1
1.2国内外数字芯片检测系统的研究现状    1
1.2.1国内研究现状    1
1.2.2国外研究现状    2
1.3数字芯片检测系统的研究目标与内容    2
1.3.1 研究目标    2
1.3.2 研究内容    2
2设计硬件平台系统    4
2.1设计硬件系统    4
2.1.1 系统需求    4
2.1.2 系统的硬件组成    5
2.2选择MCU芯片    5
2.3 MSP430外围电路设计    6
2.3.1电源电路    6
2.3.2晶振电路    7
2.3.3复位电路    7
2.4 串口电路    8
2.4.1串口通信简介    8
2.4.1串口电路设计    8
2.5 液晶显示电路    9
2.6 按键模块    9
2.7 霍尔电流检测模块    10
2.7.1 二极管钳位保护    10
2.7.2 霍尔电流传感器    11
2.8 继电器电路    11
2.8.1 ULN2003芯片    11
2.8.2 继电器电路设计    12
2.9 模拟选择开关    13
2.9.1 74HC4052芯片    13
2.9.2 模拟选择开关方案    13
2.10 本章小结    14
3系统程序设计    15
3.1软件程序开发平台    15
3.2主程序的设计    15
3.2.1 主程序初始化    16
3.2.2 人机交互界面的设计    17
3.3按键子程序    18
3.4串口中断程序    19
3.5 ADC中断程序    20
3.6芯片检测程序    21
3.6.1 短路检测、短路检测    23
3.6.2 逻辑功能检测    24
3.7显示子程序    25
3.8本章小结    26
4测试与分析    27
4.1 故障字典的获得    27
4.2功能测试    28
4.2.1 短路检测    29
4.2.2 开路检测    29
4.2.3 逻辑功能检测    30
4.2.4 功耗检测    31
4.3总结与分析    32
5总结与展望    33
5.1总结    33
5.2展望    33
参考文献    34