基于89C55中規模集成電路功能測試儀的設計
在高等學(xué)校的電子實(shí)驗教學(xué)中,經(jīng)常要用到如模數轉換器(ADC)、數模轉換器(DAC)、555集成定時(shí)電路、3524開(kāi)關(guān)電源控制器等中規模集成電路。由于學(xué)生通常是初次接觸使用芯片,經(jīng)常會(huì )由于操作不當造成電路芯片的損傷或損壞,而表面上卻無(wú)法作出正確的判斷。在這種情況下,非常需要有適當的集成電路的測試儀,用于測試、判斷芯片的好壞。而市面上又沒(méi)有合適的測試儀可供選購。因此,本文設計制作了可用于一些特定的中規模電路的測試儀。根據具體的需要選取了ADC0809、DAC0832、LM555、WC3524等幾種芯片作為測試對象,并設計了相應的專(zhuān)門(mén)測試儀。
測試儀的結構示意框圖如圖1所示。該測試儀器的控制器采用了Atmel 公司的八位單片機89C55,用于完成界面管理和自動(dòng)檢測控制功能[3]。其中采用了Maxim公司的MAX197高精度的A/D轉換器來(lái)完成模擬信號的測試[4]。下面分別介紹各類(lèi)器件的測試原理和方法。
1 測試原理和測試電路
測試一個(gè)器件的功能或特性參數,通常采取該器件的典型應用電路,把功能體現出來(lái),把參數值直接或間接地反映出來(lái)。
1.1 模數轉換器ADC0809的測試
模數轉換器ADC0809的測試電路圖如圖2所示。根據測試電路,ADC0809的8個(gè)通道輸入同樣的模擬量,該模擬量同樣也輸送給MAX197??刂破鬟x擇ADC0809的1個(gè)模擬通道,并發(fā)出啟動(dòng)轉換信號,使ADC0809開(kāi)始轉換,然后控制MAX197也開(kāi)始轉換。等待轉換結束,分別讀取兩者的轉換結果,并進(jìn)行數值比較,根據誤差限確定器件功能是否正常。改變通道繼續測試,直到8個(gè)通道測試完畢,顯示其結果。
1.2 DAC0832的測試
D/A轉換器DAC0832是8位二進(jìn)制數模轉換器,8個(gè)數字量輸入端分別為DI7~DI0,其中DI7為MSB,DI0為L(cháng)SB。它的模擬量輸出端為電流輸出IOUT1和IOUT2,當輸入的數字量最大時(shí),IOUT1端輸出的電流最大;當輸入的數字量為零時(shí),輸出電流最小。IOUT2端的電流輸出情況正好相反。這兩個(gè)端子可以和外部的運算放大器相接實(shí)現電流/電壓的變換。此芯片內部還有1個(gè)反饋電阻,可以作為外部運算放大器的反饋電阻,DAC0832測試原理圖如圖3所示。芯片內有兩級輸入寄存器,使之具備雙緩沖、單緩沖和直通3種輸入方式,以適于各種電路的需要,例如要求多路D/A異步輸入、同步轉換等。
由單片機輸送1個(gè)8位的二進(jìn)制數字量給DAC0832,使兩級緩沖的寫(xiě)控制和片選控制都有效時(shí),開(kāi)始D/A轉換,轉換速度為微秒級。經(jīng)過(guò)數模轉換后,輸出的電流再經(jīng)過(guò)運放轉換成電壓,該電壓經(jīng)過(guò)MAX197轉換成數字量讀回到單片機中,然后和原輸出的數字量相比較,以判斷被測芯片正常與否。
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