作者：中國礦業(yè)大學(xué)信息與電氣工程學(xué)院 劉慶江 張曉光

    在高校的教學(xué)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)中，需要大量地使用一些基本系列的集成芯片。目前，市場上存在一種可以對ttl、cmos數(shù)字芯片進(jìn)行檢測的工程應(yīng)用型測試儀，但是考慮到其價(jià)格較貴，較難滿足學(xué)生人手一臺；另外，該測試儀器是面向工程單位的，不能測試實(shí)驗(yàn)室中很多數(shù)字芯片。因此，從節(jié)約經(jīng)費(fèi)、提高利用率的角度出發(fā)，我們采用at89c52單片機(jī)設(shè)計(jì)了集成芯片測試系統(tǒng)。該測試系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對高校實(shí)驗(yàn)室中常用的ttl、cmos系列芯片及一些常用按鍵開關(guān)的功能檢測，同時(shí)通過rs232串行口與pc機(jī)相連，可以在pc機(jī)上直接對測試系統(tǒng)進(jìn)行操作。

    1 系統(tǒng)組成框圖

    由圖1可知，該測試儀的硬件電路由at89c52單片機(jī)，并行擴(kuò)展接口8155，顯示驅(qū)動，鍵盤輸入，看門狗和復(fù)位電路以及串行接口電路組成。

    按照芯片測試插座旁邊的指向，插入待測的數(shù)字芯片或按鍵；通過鍵盤輸入指令或數(shù)字，單片機(jī)經(jīng)過鍵盤掃描從8155讀回鍵值，根據(jù)鍵值執(zhí)行相應(yīng)的子程序。假設(shè)輸入測試命令鍵，單片機(jī)將調(diào)用測試子程序，并將測試結(jié)果送到顯示器上顯示（“good”or“bad”）；假設(shè)輸入數(shù)字鍵，單片機(jī)會自動將輸入的數(shù)字顯示到顯示器上；假設(shè)輸入其它命令鍵，單片機(jī)將調(diào)用相應(yīng)的功能子程序，執(zhí)行相應(yīng)的命令。

    2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

    2.1 單片機(jī)

    單片機(jī)采用美國atmel公司生產(chǎn)的at89c52單片機(jī)。該芯片不僅具有mcs-51系列單片機(jī)的所有特性，而且片內(nèi)集有8k字節(jié)的電擦除閃速存儲器（flash rom），價(jià)格低。由于使用片內(nèi)程序存儲器，所以，ea/vp接高電平；at89c52的最大工作頻率為24mhz，系統(tǒng)利用單片機(jī)的內(nèi)部振蕩器加石英晶體構(gòu)成時(shí)鐘源，為了工作可靠，晶體振蕩頻率選為12mhz。

    2.2 8155接口芯片

    由于at89c52片內(nèi)的輸入輸出口有限，需要外加專用的外圍接口芯片。intel 8155h既有ram又有i/o口，并且可直接與mcs/51系列單片機(jī)相連接，不需要增加任何硬件邏輯。因此，本設(shè)計(jì)中，用8155的i/o口作鍵盤顯示器的并行接口電路，以便at89c52中的p1口、p2口用作被測芯片接口。

    2.3 通信接口

    采用maxim公司的串行接口芯片max487將pc機(jī)和測試儀器連接起來。測試儀接收pc機(jī)的信號，執(zhí)行相應(yīng)的操作后再將處理結(jié)果上傳到pc機(jī)，以便在pc機(jī)上直接對測試系統(tǒng)進(jìn)行操作（見圖2）。

    2.4 測試芯片接口

    根據(jù)at89c52中的p1口與p2口的特點(diǎn)，本設(shè)計(jì)采用at89c52的p1口和p2口作為測試芯片的接口，其中，p1口中的p1.7用于控制14/16管腳的電源地的轉(zhuǎn)換，p2口中的p2.7作為高8位地址控制信號。接口電路如圖2所示。

    （1）單片機(jī)與測試芯片之間加電阻

    需要注意的是，在單片機(jī)與測試芯片之間需串接470ω（或510ω）和電阻。首先，串接電阻的目的是對at89c52起限流保護(hù)的作用，假設(shè)，p1.0輸出高電平，此時(shí)，測試芯片又為非門，那么，將引起灌電流現(xiàn)象，致使p1.0口線上的電流非常大，對at89c52有害。其次可以保證邏輯電平的正確，在連接線上串接幾百歐的電阻而不接幾千歐的電阻原因在于：假設(shè)讓p1.0的邏輯低電平，這樣，基極將是高電平，又有，p1口上的上拉電阻為3k左右，如果連接線上的電阻也取3k，那么，將使p1.0輸出邏輯高電平，此時(shí)邏輯電平是錯誤的；如果連接的電阻為470ω左右，p1.0口仍然能夠正確地輸出邏輯低電平，這樣就保證了邏輯電平的正確性。

    （2）測試芯片從14到16管腳時(shí)電源地的轉(zhuǎn)換

    因?yàn)闇y試芯片管腳從14位到16位不定，所以，存在電源地轉(zhuǎn)