竞赛作品集成数字集成电路参数测试.doc

(1)任务:设计制作一个74系列中小规模数字集成电路参数测试仪。(2)要求1、基本要求:(1)能对74系列中小规模数字集成电路的VIH(min)、VIL(max)、VOH、VOL、IIL、IOL等参数指标进行单项自动测试。(2)测量参数项目及指标要求(VCC=5V):A、VIH(min)、VOH测量范围为0~5V,误差<1%读数±1个字;B、VIL(max)、VOL测量范围为0~1V,误差<1%读数±1个字;C、IIL(短路电流),IOL(RL=300Ω)测量范围为0~20mA,误差<1%读数±1个字;(3)测试项目有对应的指示。2、发挥部分:(1)能连续自动循环测量,并显示;(2)能有选择地调阅最后一次测量的任一项参数;(3)能设置集成电路参数标准值,并判断所测参数是否达标;(4)采用示波器作为显示器,测试数字集成电路的电压传输特性,能显示完整的传输特性曲线;从屏幕上读出的指标(如输出高、低电平和开、关门电平)要求精度优于20%;(5)其他。。设计中产生一个三角波信号,周期改变输入电压。再经过AD采样输出电压,当Vo=(max),当Vo=(min)的值。继电器切换电路,通过输出端接入一个-。继电器切换电路,输入Vi=。继电器切换电路,输出端一个8mA的恒流源。继电器切换电路,输入电压Vi=。继电器切换电路,在输入电压Vi=。继电器切换电路,输入悬空,输出接Vo=,测量输出电流Iol的值。电流值的测量可通过在电路中串接一个电阻通过测其两端的电压值,再经计算算出电流大小。最后将测得的结果发送到PC机上显示出来。根据测试参数设计对应测试电路,用继电器切换相应电路,数码管显示测试参数序号。对74LS04的6个非门进行循环测试。将测得的参数发送到电脑上显示,对比参数标出不合格的非门。分别做出主测试电路模块、控制模块(信号产生、信号采集、继电器控制、键盘控制、数据处理、测试参数显示)、继电器切换模块。:采用AT89C51单片机进行控制。本设计需要使用的软件资源比较简单,只需要完成数控部分、键盘输入以及显示输出功能。采用AT89C51进行控制比较简单,但是51单片机资源有限,控制输入输出,需要外接8279之类的芯片进行I/O扩展。方案二:采用凌阳SPCE061A单片机进行控制。SPCE061A凌阳单片机具有强大功能的16位微控制器,它内部集成7路10位ADC和2通道10位DAC,可以直接用于电流测量时的数据采集,以及数字控制输出;I/O口资源丰富,可以直接完成对键盘输入和显示输出的控制;存储空间大,能配合LCD液晶显示的字模数据存储。采用SPCE061A单片机,能将相当一部分外围器件结合到一起,使用方便,抗干扰性能提高。方案三:采用ARM7----LPC2138控制芯片。具有强大功能的32位微控制器,它内部集成8路10位ADC和8通道10位DAC,可以直接用于电流测量时的数据采集,以及数字控制输出;47路的I/O口资源丰富,可以直接完成对键盘输入和显示输出的控制;存储空间大,能配合LCD液晶显示的字模数据存储。UART可16字节收发FIFO,可数据发送到PC机上显示。与LPC2138配合的ARM控制板上有灵活的跳线组合,6个按键控制,1个复位键,一个报警电路等等功能。我们综合上述方案考虑选择方案三,它具有较强的多功能集合,且现有ARM的芯片。:利用传统的模拟分立元件或单片压控函数发生器MAX038,可产生三角波、方波、正弦波,通过调整外围元件可以改变输出频率、幅度,但采用模拟器件由于元件分散性太大,即使用单片函数发生器,参数也与外部元件有关,外接电阻电容对参数影响很大,因而产生的频率稳定度较差、精度低、抗干扰能力差、成本也较高。方案二:采用LPC2138芯片产生三角波测试电压,再通过运放放大电压。这样可减少模拟元件以此简化电路,可充分利用芯片功能。综合考虑,我们采用方案二,实现了高精度,高稳定度的测试信号源。测试电路模块方案一:将测试集成电路参数的实现分成5个电路检测。该方案实现各个参数的测量比较好。但是对于要实现智能测试该方案较复杂,且不能实现电路的智能测试。方案二:将测试电路分为左右两块,是间插入继电器切换模块并与74LS04的6个非门相连,可实现对每个非门的测量,同时可切换不同测试参数所对应的电路。综合上述,为了实现自动测量,采用方案二。:用AD736RMS真有效值转换芯片,AD736的