数字集成芯片检测仪说明书Word文档格式.docx

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八、应用前景12

九、小结12

十、参考文献13

数字集成芯片检测仪

一、设计背景

1、随着信息化产业的发展，数字集成芯片已广泛应用于工业，农业，商业，教育业，等各个行业。

2、现实中一块数字芯片，人不能以肉眼直观判断它能否正常工作，从而针对于不同的芯片，需要搭建不同的临时实验电路。

3、而临时搭建实验电路，存在对于不同芯片，每次需重复搭建不同实验电路的问题，操作繁琐。

并且搭建实验电路时，常常存在缺少某项实验器材的困扰，不利于长久发展。

4、针对大学生的电工电子实验课，因为每次实验前我们都要检测所有的芯片是不是好的而苦恼。

图1：

实验前老师在进行芯片的检测图2：

电工电子实验装置

图3：

主要检测的芯片样式

二、设计目的

目前，针对大学生的电工电子实验课才会有感而发，因为每次实验前我们都要检测所有的芯片是不是好的而苦恼。

不经使得实验课上起来很繁琐而且还会耽误很多时间学习别的。

一些大型工厂的数字化仪器上都会有很多的小芯片，若果那个芯片烧坏，检测起来很是繁琐，如果发明这样一个数字化检测装置仪，那样以后只要把芯片装在仪器上一试就知道哪里坏了，那个坏了，不仅方便，还会使得工作效率的到大幅度的提升。

市场上，数字集成芯片虽然种类繁多，但每种芯片都是针对某种功能，而设计实现的，因此它内部就必定存在某种特定的逻辑关系。

本产品，依据各种数字集成芯片的内部逻辑关系，实现对不同数字集成芯片逻辑关系的模拟，当测量某种芯片时，由单片机自动识别并模拟相应的逻辑关系，从而判断所测芯片是否正常。

同时，通过串口，将测量结果实时显示在TFT触摸屏上，便于直观了解测量结果。

三、创新构思，方案设计

为了实现检测功能我们设计的数字集成芯片检测仪由芯片插槽部分，电源模块部分，单片机缩小系统部分，触控显示屏部分，机械手臂（夹取芯片）部分等五大部分组成。

3.1芯片插槽部分

主要用来数字化芯片的读取，用来把芯片插在此芯片槽内。

图4：

芯片插槽部分

3.2电源模块部分

为了对装置进行供电，设计了变压装置和静变转换装置，可以再220V的条件下工作，也适用于工厂的36V和380V的工作条件。

图5：

电源模块部分

3.3单片机缩小系统部分

此单片机压缩系统部分采用（STC12C5A60S2）

图6：

单片机压缩系统部分

3.4触控显示屏部分

触控显示屏部分由一块4.5寸的TFT可触控显示屏做成，在工作状态下，负责显示数字芯片的好坏。

在显示屏上显示，方便操作人员了解数字芯片内部工作情况，根据显示情况做出判断。

图7：

触控显示屏部分结构图

图8：

触控显示屏部分工作图备

3.5机械手臂部分

夹持部分伸缩臂、爪子及机架组成。

通过伸缩臂的转向和支臂的上下移动，调节爪子的位置，使爪子处于合适的位置，从而对数字芯片进行夹取。

并配有压力传感器。

如图所示：

压力传感器

图9：

机械手臂部分结构图

四、创新设计与已有或者相近产品的异同与创新之处

目前，我们只发现一个类似的专利产品——深圳市志航精密科技有限公司设计的检测仪，虽然可以检测，但是仪器过大，不方便携带，而且成本很高。

一台在4万元左右。

本数字芯片检测仪成本低，在300元左右，而且体积小，携带方便，检测效果和大的监测仪没有区别。

而且次检测仪携带自动夹取芯片的机械手臂，可以把大量的芯片堆积在一块，有机械手臂完成，不需要人工插拔。

降低了劳动成本。

五、工作原理

工作原理图如下：

图10：

实验电路逻辑框图

图11：

硬件总体结构

图12：

单片机基本设计

图13：

STC-ISP图示

图14：

电源电路

STC89C52单片机内部设置的两个16位可编程的定时器/计数器T0和T1，它们具有计数器和定时器两种工作方式。

其状态字均在相应的特殊功能寄存器中，通过对控制寄存器的编程，可以方便地选择适当的工作模式。

对每个定时器/计数器（T0和T1），在特殊功能寄存器TMOD中都有一个控制位，它选择T0或T1为定时器还是计数器。

STC89C52单片机的定时/计数器T0由TL0、TH0构成，T1由TL1、TH1构成。

通过对TH0、TL0和TH1、TL1的初始化编程来设置T0，T1计数器初值，通过对TMOD、TCON的编程来选择T0、T1的工作方式和控制T0、T1的运行。

TMOD的低4位为T0的方式字段，高4位为T1的方式字段，它们的含义完全相同。

初始化程序设计主要代码如下：

voidinitional（）

{

P0=0x00;

/由于用的是共阴极数码管，所以P0口置底/

P1=0x00;

/P1口初始化各端口,置高置低都可以，这里P0口置底/P2=0x00;

/P2口定义为低，P2.7是继电器的控制端/

P3=0xe0;

/P3二极管和数码管控制端置低，P3.5、P3.6、P3.7按键初始置高/

key_loop_light=0;

enter_key=0;

}

六、机械手臂模型图

图15：

机械手臂UG图

七、作品主要创新点

装置成本低，实用性强，适用于各类小型芯片的检测应的操作，大大提高救援的成功率和效率。

依据各种数字集成芯片的内部逻辑关系，实现对不同数字集成芯片逻辑关系的模拟。

通过串口，将测量结果实时显示在TFT触摸屏上，便于直观了解测量结果。

八、应用前景

此装置成本低，实用性强，适用于各类小型芯片的检测，主要有：

1、可适用于工厂。

2、可适用于实验室。

3、其他任何需要用到数字集成芯片的场合。

本产品应用范围广泛，可对多种数字集成芯片进行检测，方便，快速，直观，成本低，技术在行业算属先列，因此具有广阔的市场前景。

由于时间仓促，后期将对芯片的种类进一步完善，同时加上自动传送装置，以便真正实现工业自动化生产。

九、小结

设计数字集成芯片检测仪的想法是在电工电子实验课上得到的启发，每次做实验都要提前检查芯片的好坏，而耽误了很多时间，而且有的时候本可以做两个实验，结果由于时间原因，却做了一个实验。

有了想法就要付诸行动，在学校通过与老师们的交流，我们团队间的互相讨论，我们最终确定了初步的方案。

初步方案确定后我们在制作的过程中每人发挥自己的特长，使我们的作品日益完善，而且整个过程中我们都在不停的实验，不停的改动，为的是找到一种更好的方案，并且在此次十一届科技作品竞赛上取得了科技发明制作类的二等奖。

我们会进一步的努力，使我们的作品能够更加的完善，功能更加的俱全，试用到所有需要检测芯片的领域。

十、参考文献

[1]清华大学电子学教研组编。

阎石主编。

《数字电子技术基础（第四版）》。

北京:

高等教育出版社,1998年。

[2]孙涵芳，徐爱卿。

《MCS-51/96系列单片机原理及应用（修订本）》。

北京：

北京航空航天大学出版社，1996年。

[3]何立民，《，mcs-51系列单片机应用系统设计》.北京:

北京航空航天大学出版社,1990年。

[4]周航慈，《单片机应用程序设计技术》。

北京航空航天大学出版社,1992年。

[5]胡汉才编著。

《单片机原理及其接口技术》。

清华大学出版社,1996年。

[6][美]J.马库斯。

《电子电路大全》,卷5数字电路。

计量出版社,1985年。