中规模集成电路功能测试仪的设计

1 测试原理和测试电路
　　测试一个器件的功能或特性参数，通常采取该器件的典型应用电路，把功能体现出来，把参数值直接或间接地反映出来。
1.1 模数转换器ADC0809的测试
　　模数转换器ADC0809的测试电路图如图2所示。根据测试电路，ADC0809的8个通道输入同样的模拟量，该模拟量同样也输送给MAX197。控制器选择ADC0809的1个模拟通道，并发出启动转换信号，使ADC0809开始转换，然后控制MAX197也开始转换。等待转换结束，分别读取两者的转换结果，并进行数值比较，根据误差限确定器件功能是否正常。改变通道继续测试，直到8个通道测试完毕，显示其结果。

1.2 DAC0832的测试
　　D/A转换器DAC0832是8位二进制数模转换器，8个数字量输入端分别为DI7~DI0，其中DI7为MSB,DI0为LSB。它的模拟量输出端为电流输出IOUT1和IOUT2，当输入的数字量最大时，IOUT1端输出的电流最大；当输入的数字量为零时，输出电流最小。IOUT2端的电流输出情况正好相反。这两个端子可以和外部的运算放大器相接实现电流/电压的变换。此芯片内部还有1个反馈电阻，可以作为外部运算放大器的反馈电阻，DAC0832测试原理图如图3所示。芯片内有两级输入寄存器，使之具备双缓冲、单缓冲和直通3种输入方式，以适于各种电路的需要，例如要求多路D/A异步输入、同步转换等。

　　由单片机输送1个8位的二进制数字量给DAC0832，使两级缓冲的写控制和片选控制都有效时，开始D/A转换，转换速度为微秒级。经过数模转换后，输出的电流再经过运放转换成电压，该电压经过MAX197转换成数字量读回到单片机中，然后和原输出的数字量相比较，以判断被测芯片正常与否。
1.3 LM555定时电路的测试
　　集成定时电路LM555的应用非常广，其测试电路如图4所示。这是一个典型的定时电路接法，用于测试内部的2个比较器和RS触发器是否正常，同时可以测试控制电压是否正常。

　　单片机输出1个负脉冲到LM555芯片的第2引脚，触发定时电路。单片机读取定时电路的输出端信号，确定是否出现相应的上升沿和下降沿，从而可以判断芯片的功能正常与否。
1.4 SG3524的测试
　　SG3524内部方框图如图5所示。输入直流电源UIN从15脚进入后分2路：一路作为放大器、比较器、振荡器以及逻辑电路和控制电路的电源；另一路作为基准电压源，产生＋5 V基准电压输出到16引脚，作为外部电压基准。在振荡器部分的引脚7和引脚6上外接定时电容CT和定时电阻RT，得到所需的振荡频率。SG3524测试原理图如图6所示，连接成一个典型的降压型开关电源电路，利用误差放大器构成电压负反馈。通过改变取样比例系数就可以改变输出电压，单片机通过测取引脚3上的脉冲频率，通过MAX197测取输出端的电压，即可判断SG3524芯片的好坏。测试中暂时没有考虑过流保护功能的测试。

2 操作和软件结构
　　测试仪的基本工作流程是：接通电源后，电源指示灯亮，表明电源工作正常，显示器显示等待测试信息，表明可以开始测试操作。由按键1选择所要测试的芯片，显示光标停留的芯片型号表示是当前待测芯片。每按1次选择键，光标指向下一个型号，不断地按键可以循环选择。当光标移到所要测试的芯片时，按下确定键2，接下来由单片机控制，开始自动测试该芯片，此时对应该芯片的指示灯亮;然后由外部电路或单片机给待测芯片一定的模拟或数字输入量，经过每个芯片的测试电路后，通过MAX197进行处理（或直接送到单片机），与单片机中预存的标准值进行比较。如果测试值在标准值附近的一定范围内，则芯片正常，测试指示灯常亮，液晶显示器显示OK；否则，芯片出错，测试指示灯闪烁，液晶显示器显示BAD。此芯片测试完毕，按下复位键3，即回到初始状态，可以进行下一轮测试。软件流程图如图7所示。

　　实验样机经老师、学生使用，测试效果非常理想，测试准确率可达90%以上，给教学提供了方便。