单片机教学系统驱动芯片测试装置的设计

高原，陈雅妮

（1.曲阜师范大学实验教学中心，山东日照，276826；2.山东信息职业技术学院，山东潍坊， 261000）

单片机教学系统驱动芯片测试装置的设计

高原1，陈雅妮2

（1.曲阜师范大学实验教学中心，山东日照，276826；2.山东信息职业技术学院，山东潍坊， 261000）

针对DTHS-A单片机实验平台的日常维护需要设计了该测试装置，该装置能够快速的检测实验电路中驱动芯片是否正常，与传统方法相比，节约了维护的时间，提高了检测效率。该装置以STC15F2K61S2为控制核心，通过按键与拨码开关来选择对应芯片，通过液晶显示与LED指示芯片是否正常，同时具有过流保护功能。

STC15F2K61S2 ; 芯片检测

0 引言

DTHS-A单片机实验教学平台在维护的过程中需要经常检测各数字驱动模块的工作状态，传统的方法只能是通过对应实验连线并下载程序观察实验现象是否正常，该测试方法存在着工作量大、故障定位不准确的缺点。通过该装置能够实现芯片的快速检测，快速定位找出实验台故障点，保证实验课程的正常开出。

1 系统组成及工作原理

DTHS-A教学互动系统是基于单片机与微机接口的通用型实验平台。该实验台核心控制区，主要由通用仿真器、在线控制器、总线及实验模块组成。其中每一个实验模块集成了多类型的数字驱动芯片，作用一是提高实验台驱动能力，二是实现特定实验项目的具体功能，三是起到隔离作用，避免人为误操作造成仿真器的损坏。该类芯片均采用DIP封装形式，损坏后便于更换。

该测试装置可以将待测芯片固定在其芯片底座上，通过拨码开关及按键自动确定待测芯片型号，同时根据检测芯片的逻辑功能，单片机能够准确及时的判断待测芯片的正常与否。

图1 原理框图

如果损坏芯片电源端短路，则该装置自动断电保护。系统的原理框图如图1所示，系统主要由STC15F2K61S2,LCD1602,等器件构成，供电采用USB接口供电。

2 系统硬件设计

2.1 芯片测试电路

DTHS-A实验台中驱动芯片的引脚数目分20、16、14、8，且电源端+5V和GND分别位于芯片的左上脚和右下脚，故可以将相同引脚的芯片固定在同一个对应的底座上。20引脚的底座可接插HD74LS240P、HD74LS244、SN74LS245N芯片，16引脚底座可以接插SN74LS138、SN74LS161芯片，14引脚可以接插HD74LS04、SN74LS00芯片，8引脚可接插SN75452驱动芯片。考虑有些芯片损坏后电源短路，故需要设计过流保护电路，具体电路如图2所示，当拨码开关选择好对应芯片后按下按键开关后，待测芯片通电，发光二极管亮起。若芯片存在短路情况，场效应管2N7000（Q2）截止，BSS84（Q1）截止，电源断电，发光二极管灭，指示电路断电。

图2 测试电路

2.2 控制电路

每个数字芯片除去电源引脚可以分为输入引脚和输出引脚。输入引脚通过单片机提供对应的逻辑电平，单片机引脚设置成准双向口模式，输出引脚通过上拉后送入单片机，单片机引脚设置为仅输入模式。液晶屏选择LCD1602，其具有控制简单，信息量大的优点，用来显示具体芯片的型号和器件的好坏。拨码开关K1为通道选择，00指示待测芯片引脚数为20，01指示待测芯片引脚数为16，10指示待测芯片引脚数为14，11指示待测芯片引脚数为8。拨码开关K2控制相同引脚数的芯片具体选择，具体拨码开关位置对应的芯片如下表1所示。

表1 芯片对应表

控制部分电路图如图3所示，单片机通过USB管理芯片CH340与上位机通信，上位机可对单片机完成程序烧录，同时为整个装置提供电源。单片机根据程序在相应的I/O口输出对应的高低电平，并读回被测芯片的输出管脚的电平，与预存在单片机中的相应真值表数据进行对比，得到判断结论，并通过发光二极管D9、D10指示芯片是否正常。

图3 控制电路

3 软件设计

程序设计中单片机根据检测芯片的不同对应给出输入引脚逻辑电平，然后读取输出引脚电平状态，让其与预期电平比较，如果多次测试均正确则判定该芯片正常，对应绿灯指示灯亮起同时液晶显示提示正常，如果不正确则对应红灯亮起同时液晶显示芯片故障。具体程序流程如图4所示。

4 结束语

文章设计的测试装置专门为DTHS-A单片机实验台日常测试需要而设计，该装置具有良好的人机交互界面，使用方便，能够快速定位仪器故障位置，满足日常使用维护过程中的工作需要，节省了维护时间，提高工作效率，对实验准备及学生实验提供便利。

图4 流程图

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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