Разработка микропроцессорного контроллера для тестирования интегральной микросхемы

В данной курсовой работе необходимо разработать микропроцессорный контроллер для тестирования ИМС. Тестер должен производить функциональный контроль интегральной микросхемы по принципу "годен" - "не годен". Тестированию должны подвергаться только микросхемы DIP с 16 выводами - 8 - земля, 16 - питание +5В. Или DIP с 14 выводами и стандартным подключением питания - вывод 7 - земля, вывод 14 - питание +5. Общее число видов проверяемых микросхем не более 256, логика тестируемых микросхем: ТТЛ, серия 1533, 155.

2. Разработка обобщенной блок-схемы алгоритма

Блок-схема основной программы:

Основой данной системы будет является микропроцессор КМ1816ВЕ51 [1]. Микропроцессор КМ1816ВЕ51 представляет собой однокристальную восьмиразрядную микро-ЭВМ со встроенной перепрограммируемой памятью (ППЗУ), со стиранием информации ультрафиолетовым излучением, изготовленную по n-МОП-технологии. Наличие перепрограммируемой памяти с ультрафиолетовым стиранием позволяет пользователю самостоятельно задавать функции однокристальной микро-ЭВМ путем записи своей программы в ППЗУ. Микро-ЭВМ содержит все функциональные узлы, необходимые для самостоятельной работы: центральный процессор, память команд, память данных, интерфейс ввода-вывода, таймер, схему прерываний, тактовый генератор.

Микросхема КМ1816ВЕ51 имеет восьмиразрядный канал данных. Объем внутренней памяти команд (ППЗУ) - 4096K. Объем внутренней памяти данных (ОЗУ) 128 байт.

КМ1816ВЕ51 необходимо напряжение питания 5 В 5%, при токе потребления меньшем или равном 135мА. Уровни логических сигналов: U⁰_вх 0,8 В; U¹_вх 2 В; U⁰_вых 0,45 В; U¹_вых 2,4 В.

Конструктивно БИС размещена в 40-выводном металлокерамическом корпусе с прозрачной крышкой (типа 2123.40-6) и может работать в диапазоне температур от - 10 до + 70⁰ С.

Синхронизация всей работы однокристальной микро-ЭВМ осуществляется за счет встроенного генератора, который представляет собой схему с последовательным резонансом, работающую в диапазоне частот 1,2…12 МГц. Для возбуждения генерации необходимо к выводам CR18, CR19 присоединить кварцевый резонатор.

Для подключения тестируемой микросхемы используем первый и второй порт микропроцессора. Соответственно с 0 по 7 бит первого порта подключаем к тестируемой микросхемы с 1 по 6 и 8,9 выводам для DIP14 и для DIP16 с 1 по 7 и 9 выводам. Биты с 0 по 3 второго порта подключаем с 10 по 13 выводам тестируемой микросхеме для DIP14. Для DIP16 биты с 0 по 5 второго порта подключаем с 10 по 15 выводам тестируемой микросхеме.

К нулевому порту, через элемент DD2 (КР531ЛЛ1) выступающий в роли промежуточного усилителя тока, подключаем: на 0 бит светодиод VD1 - “годен", на 1 бит светодиод VD2 - “негоден", 2 бит используем для вывода звуковых сигналов при нажатии кнопки, а 3 бит для подачи управляющего сигнала на транзистор, коммутирующий реле, подающее напряжение на проверяемую схему.

Для ввода номера и начала проверки тестируемой микросхемы используем 11 клавиш подключенных к первому порту через два шинных драйвера, с 1 по 8 клавишу к первому и 9,10 и ”тест" ко второму драйверу. Во время опроса клавиатуры 6 и 7 бит второго порта определяет какой шинный драйвер включен. При опросе с 1 по 8 клавишу в 6 бит записывается “0” а в 7 бит “1", при опросе 9, 10, и “тест" на оборот в 6 бит записывается “1” а в 7 бит “0". Во время тестирования микросхемы в 6 и 7 бит должны быть записаны “1", чтобы отключить оба шинных драйвера.

Для сброса микропроцессора при включении тестера и после проверки микросхемы к 9 выводу микропроцессора подключаем клавишу “сброс” и конденсатор с сопротивлением. К 18 и 19 ножке микропроцессора подключаем кварцевый резонатор и два конденсатора. Ввиду высокой идентичности элементов составляющих процессор существует вероятность не возбуждения кварцевого резонатора, для того, чтобы избежать этого параллельно с ним для "раскачки" ставится резистор R2 сопротивлением 100 кОм.

Для выдачи звукового сигнала используется пьезоэлектрическая головка ТПК-572 (сопротивление при 1000Гц 15кОм), для подключения питания к испытываемой схеме реле РЭС9 и для показания результатов исследования и подачи световых сигналов два светодиода АЛ102А.

Всем вышеперечисленным устройствам требуются токи большие, чем может дать микропроцессор, по этому подключать эти приборы будем через микросхему К155ЛЛ1 - (четыре двухвходовых элемента ИЛИ-НЕ с открытым коллектором и повышенной нагрузочной способностью)

Ток необходимый для замыкания реле микросхема К155ЛЛ1 не может дать, ввиду этого реле подключено через транзисторный ключ собранный на транзисторе КТ315Б.

Ввод номера микросхемы при ее тестировании осуществляется при помощи клавиатуры, однако, при тестировании микросхемы, необходимо, чтобы клавиатура была отключена. Для этого предназначены две интегральные микросхемы 1533АП14.

Микросхема 1533АП14 [4] - восьмиразрядный шинный драйвер.

4. Составление алгоритма и подпрограммы для осуществления алгоритма