高原，陳雅妮

（1.曲阜師范大學(xué)實驗教學(xué)中心，山東日照，276826；2.山東信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院，山東濰坊， 261000）

單片機(jī)教學(xué)系統(tǒng)驅(qū)動芯片測試裝置的設(shè)計

高原1，陳雅妮2

（1.曲阜師范大學(xué)實驗教學(xué)中心，山東日照，276826；2.山東信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院，山東濰坊， 261000）

針對DTHS-A單片機(jī)實驗平臺的日常維護(hù)需要設(shè)計了該測試裝置，該裝置能夠快速的檢測實驗電路中驅(qū)動芯片是否正常，與傳統(tǒng)方法相比，節(jié)約了維護(hù)的時間，提高了檢測效率。該裝置以STC15F2K61S2為控制核心，通過按鍵與撥碼開關(guān)來選擇對應(yīng)芯片，通過液晶顯示與LED指示芯片是否正常，同時具有過流保護(hù)功能。

STC15F2K61S2 ; 芯片檢測

0 引言

DTHS-A單片機(jī)實驗教學(xué)平臺在維護(hù)的過程中需要經(jīng)常檢測各數(shù)字驅(qū)動模塊的工作狀態(tài)，傳統(tǒng)的方法只能是通過對應(yīng)實驗連線并下載程序觀察實驗現(xiàn)象是否正常，該測試方法存在著工作量大、故障定位不準(zhǔn)確的缺點。通過該裝置能夠?qū)崿F(xiàn)芯片的快速檢測，快速定位找出實驗臺故障點，保證實驗課程的正常開出。

1 系統(tǒng)組成及工作原理

DTHS-A教學(xué)互動系統(tǒng)是基于單片機(jī)與微機(jī)接口的通用型實驗平臺。該實驗臺核心控制區(qū)，主要由通用仿真器、在線控制器、總線及實驗?zāi)K組成。其中每一個實驗?zāi)K集成了多類型的數(shù)字驅(qū)動芯片，作用一是提高實驗臺驅(qū)動能力，二是實現(xiàn)特定實驗項目的具體功能，三是起到隔離作用，避免人為誤操作造成仿真器的損壞。該類芯片均采用DIP封裝形式，損壞后便于更換。

該測試裝置可以將待測芯片固定在其芯片底座上，通過撥碼開關(guān)及按鍵自動確定待測芯片型號，同時根據(jù)檢測芯片的邏輯功能，單片機(jī)能夠準(zhǔn)確及時的判斷待測芯片的正常與否。

圖1 原理框圖

如果損壞芯片電源端短路，則該裝置自動斷電保護(hù)。系統(tǒng)的原理框圖如圖1所示，系統(tǒng)主要由STC15F2K61S2,LCD1602,等器件構(gòu)成，供電采用USB接口供電。

2 系統(tǒng)硬件設(shè)計

2.1 芯片測試電路

DTHS-A實驗臺中驅(qū)動芯片的引腳數(shù)目分20、16、14、8，且電源端+5V和GND分別位于芯片的左上腳和右下腳，故可以將相同引腳的芯片固定在同一個對應(yīng)的底座上。20引腳的底座可接插HD74LS240P、HD74LS244、SN74LS245N芯片，16引腳底座可以接插SN74LS138、SN74LS161芯片，14引腳可以接插HD74LS04、SN74LS00芯片，8引腳可接插SN75452驅(qū)動芯片?？紤]有些芯片損壞后電源短路，故需要設(shè)計過流保護(hù)電路，具體電路如圖2所示，當(dāng)撥碼開關(guān)選擇好對應(yīng)芯片后按下按鍵開關(guān)后，待測芯片通電，發(fā)光二極管亮起。若芯片存在短路情況，場效應(yīng)管2N7000（Q2）截止，BSS84（Q1）截止，電源斷電，發(fā)光二極管滅，指示電路斷電。

圖2 測試電路

2.2 控制電路

每個數(shù)字芯片除去電源引腳可以分為輸入引腳和輸出引腳。輸入引腳通過單片機(jī)提供對應(yīng)的邏輯電平，單片機(jī)引腳設(shè)置成準(zhǔn)雙向口模式，輸出引腳通過上拉后送入單片機(jī)，單片機(jī)引腳設(shè)置為僅輸入模式。液晶屏選擇LCD1602，其具有控制簡單，信息量大的優(yōu)點，用來顯示具體芯片的型號和器件的好壞。撥碼開關(guān)K1為通道選擇，00指示待測芯片引腳數(shù)為20，01指示待測芯片引腳數(shù)為16，10指示待測芯片引腳數(shù)為14，11指示待測芯片引腳數(shù)為8。撥碼開關(guān)K2控制相同引腳數(shù)的芯片具體選擇，具體撥碼開關(guān)位置對應(yīng)的芯片如下表1所示。

表1 芯片對應(yīng)表

控制部分電路圖如圖3所示，單片機(jī)通過USB管理芯片CH340與上位機(jī)通信，上位機(jī)可對單片機(jī)完成程序燒錄，同時為整個裝置提供電源。單片機(jī)根據(jù)程序在相應(yīng)的I/O口輸出對應(yīng)的高低電平，并讀回被測芯片的輸出管腳的電平，與預(yù)存在單片機(jī)中的相應(yīng)真值表數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，得到判斷結(jié)論，并通過發(fā)光二極管D9、D10指示芯片是否正常。

圖3 控制電路

3 軟件設(shè)計

程序設(shè)計中單片機(jī)根據(jù)檢測芯片的不同對應(yīng)給出輸入引腳邏輯電平，然后讀取輸出引腳電平狀態(tài)，讓其與預(yù)期電平比較，如果多次測試均正確則判定該芯片正常，對應(yīng)綠燈指示燈亮起同時液晶顯示提示正常，如果不正確則對應(yīng)紅燈亮起同時液晶顯示芯片故障。具體程序流程如圖4所示。

4 結(jié)束語

文章設(shè)計的測試裝置專門為DTHS-A單片機(jī)實驗臺日常測試需要而設(shè)計，該裝置具有良好的人機(jī)交互界面，使用方便，能夠快速定位儀器故障位置，滿足日常使用維護(hù)過程中的工作需要，節(jié)省了維護(hù)時間，提高工作效率，對實驗準(zhǔn)備及學(xué)生實驗提供便利。

圖4 流程圖

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Design of test device for driving chip of single-chip teaching system

Gao Yuan1, Chen Yani2
（1.Experiment Teaching Center , Qufu Normal University, Rizhao Shandong,276826; 2.Shandong College of Information Technology, Weifang Shandong, 261000）

The daily maintenance of DTHS-A MCU experimental platform requires a test device design, the device can detect the experimental circuit of the rapid drive chip is normal, compared with traditional methods, saving the maintenance time, improve the detection efficiency. The device uses STC15F2K61S2 as the control core, selects the corresponding chip through the button and the dial switch, through the LCD display and the LED indicating whether the chip is normaland has the over-current protection function

STC15F2K61S2 ;Chip inspection