電氣工程與自動化畢業(yè)論文集成電路檢測儀主控電路的設計

1、<p>　　本 科 畢 業(yè) 設 計</p><p>　　集成電路檢測儀主控電路的設計</p><p>　　所在學院 </p><p>　　專業(yè)班級 電氣工程與自動化 </p><p>　　學生姓名 學號 <

2、;/p><p>　　指導教師 職稱 </p><p>　　完成日期 年 月 </p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　隨著集成電路的發(fā)展的日益廣泛的應用，其相關檢測技術也顯得的愈發(fā)重要。在對集成電路的設計驗證以及各

3、種維護都需要對集成電路的性能進行測試，因此對這方面的研究是具有一定的實際意義的。</p><p>　　本文設計的集成電路檢測儀主控電路的設計采用單片機AT89C51為核心，控制整個檢測儀進行工作，使檢測儀實現(xiàn)檢測功能。整個工作流程是當芯片放入導軌，芯片進入分粒器，分粒器進行分粒使一塊芯片進入下階段的檢測，芯片到達檢測區(qū)后，驅動檢測夾板夾緊芯片，然后對芯片進行測試，測試出芯片是好的或壞的對應驅動氣缸推動接收的管放入

4、FAIL管或PASS管。</p><p>　　論文的第一章主要闡述本人設計的背景和意義，本文需要解決的主要問題。第二章對系統(tǒng)設計的總方案做下介紹。第三章主要對硬件的系統(tǒng)構成做下介紹。第四章要對軟件的系統(tǒng)構成做下介紹。</p><p>　　以AT89C51單片機為核心設計的集成電路檢測儀的主控電路，電路簡單可靠，測試精確快速，并且具有體積小，重量輕，成本低等優(yōu)點。</p>&l

5、t;p>　　關鍵字：集成電路；檢測；AT89C51；傳感器；LCD</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　With the development of integrated circuits increasingly wide range of applications, the correlation detection

6、technology also appears in the increasingly important. In the design verification of integrated circuits and a variety of maintenance are required to test the performance of integrated circuits, the British research in t

7、his area is the female has a certain practical significance.   Detector integrated circuit designed in this paper the design of main control circuit sensor using AT89</p><p><b>　　朗讀</b>&l

8、t;/p><p>　　顯示對應的拉丁字符的拼音</p><p><b>　　字典</b></p><p>　　In the first chapter describes the background and meaning of my design, the paper the main issues to be resolved. Chapte

9、r II of the system do the next describes the overall program. The third chapter of the hardware to do the next describes the system structure. Chapter IV of the software to do the next describes the system structure.朗讀&l

10、t;/p><p>　　顯示對應的拉丁字符的拼音</p><p><b>　　字典</b></p><p>　　The AT89C51 microcontroller as the core design of the master integrated circuit detector circuit, the circuit is simple,

11、 reliable, precise and rapid testing, and small size, light weight and low cost. Keywords: integrated circuit；testing；AT89C51；sensors；LCD </p><p><b>　　朗讀</b></p><p>　　顯示對應的拉丁字符的拼音&

12、lt;/p><p><b>　　字典</b></p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　第1章 緒論1</b></p><p>　　1.1 課題的研究背景和意義1</p><p>　　1.2主要問題的提出與解決方案1<

13、/p><p>　　1.3 檢測儀的基本原理和構成1</p><p>　　1.4 設計內容及要求2</p><p>　　第2章 檢測儀的總體方案3</p><p>　　2.1 集成電路檢測儀主控電路的特點3</p><p>　　2.2總方案的構成3</p><p>　　2.3 電路總體設計思

14、路分析3</p><p>　　2.4 電路主要功能的要求3</p><p>　　2.5集成電路檢測儀控制系統(tǒng)方案4</p><p><b>　　2.6工作流程4</b></p><p>　　第3章 硬件系統(tǒng)設計6</p><p>　　3.1單片機外圍電路的設計6</p>

15、<p>　　3.1.1 單片機 AT89C51介紹6</p><p>　　3.1.2 單片機必要工作條件8</p><p>　　3.1.3 單片機外接電磁閥電壓轉換電路9</p><p>　　3.2 LCD電路的設計10</p><p>　　3.2.1 LCD電路模塊的要求和選擇10</p><

16、;p>　　3.2.2 LCD12864的基本特性11</p><p>　　3.3 按鍵的設計16</p><p>　　3.4 傳感器部分電路設計16</p><p>　　3.4.1光電傳感器16</p><p>　　3.4.2霍爾開關傳感器17</p><p>　　3.4.3 微動開關傳感器17<

17、;/p><p>　　3.4.4 檢測夾具的運用17</p><p>　　第4章 軟件部分的設計19</p><p>　　4.1主程序流程圖19</p><p>　　4.2 LCD12864液晶顯示電路和按鍵電路的軟件設計20</p><p><b>　　設計總結22</b></p>

18、;<p><b>　　致謝23</b></p><p><b>　　參考文獻24</b></p><p><b>　　附錄125</b></p><p><b>　　附錄227</b></p><p><b>　　第1章 緒

19、論</b></p><p>　　1.1 課題的研究背景和意義</p><p>　　自1947年12月，世界第一個晶體管的誕生，晶體管便拉開了人類社會步入電子時代的序幕。之后，1958年TI的公司科學家研制出世界上第一塊集成電路。在后來的幾十年里集成電迅速發(fā)展成電子信息的產業(yè)的核心。集成電路具有體積小，重量輕，引出線和焊接點少，壽命長，可靠性高，性能好等優(yōu)點，同時成本低，便于大規(guī)

20、模生產。它不僅在工、民用電子設備如收錄機、電視機、計算機等方面得到廣泛的應用，同時在軍事、通訊、遙控等方面也得到廣泛的應用。用集成電路來裝配電子設備，其裝配密度比晶體管可提高幾十倍至幾千倍，設備的穩(wěn)定工作時間也可大大提高。集成電路芯片的出現(xiàn)與發(fā)展，給人類進入信息時代提供了源動力。</p><p>　　現(xiàn)在集成電路的制造技術在工廠生產條件下，已經在深亞微米層次上加工細微化，硅片大直徑化，加工環(huán)境，生產自動化，設備超

21、凈化，柔性化發(fā)展。在我國，集成電路的生產因為起步晚，在人才方面比較缺乏等一些原因，發(fā)展的的層次較低，當國內也已經采取相關措施加快集成電路的發(fā)展，現(xiàn)在國內已經可以投產0.35微米甚至0.25微米的集成電路工藝線，更小線寬的工藝線也在建設中，相信國內的集成電路行業(yè)將會速度發(fā)展起來。</p><p>　　集成電路的發(fā)展也必然離不開集成電路的檢測與分析的研究?？梢哉f沒有了電路的檢測與分析的研究，集成電路也不可能如此快速的

22、正常發(fā)展。因此跟蹤檢測技術的前沿，研究新的檢測理論技術，開發(fā)高性能的檢測設備和測試系統(tǒng)非常重要。目前，我國的集成電路技術與國外相比，還有一端不小的差距。國內有關集成電路檢測的理論分析的資料還很缺乏。目前的集成電路測試系統(tǒng)可以主要分兩種集成電路測試系統(tǒng)，一種是整板測試，稱板級測試系統(tǒng)。另一種是對單個芯片測試稱芯片測試系統(tǒng)。電路板的測試可分為帶微處理器的的電路板的測試和不帶微處理器的電路板的測試，及CPU板和普通電路板的測試。芯片的測試又分

23、在線測試和離線測試。所謂在線測試是指對焊接在電路板上的各種芯片做邏輯測試和故障測試；而離線測試是對脫離電路板的芯片進行測試和故障判斷。</p><p>　　隨著電子芯片市場的快速發(fā)展，有很多不法商人用損壞的芯片或者假的芯片代替好的芯片來牟取暴利。同時在學校的電子實驗當中也經常需要判斷集成芯片是否損壞，芯片的正常與否是教學順利進行的必要條件。因此對集成電路檢測儀的研制是非常有必要的。</p><

24、p>　　1.2主要問題的提出與解決方案</p><p>　　本文設計的檢測儀屬于測試芯片功能是否完好的測試系統(tǒng)，通過測試的結果對好的和壞的芯片進行分粒，本文中需要解決的主要問題有：</p><p>　　1、使用的電源電壓為+5V，供電方式為直流穩(wěn)壓電路。</p><p>　　2、各種傳感器的選擇。</p><p>　　3、液晶顯示器的連

25、接控制。</p><p>　　4、對原理圖的繪制。</p><p><b>　　5、論文的書寫</b></p><p>　　1.3 檢測儀的基本原理和構成</p><p>　　整臺機器主要由底座和工作斜平面組成。工作斜平面固定在底座上，與水平面呈一定角度。工作斜平面上裝有導軌，未分撿的集成電路經添料翻斗添入導軌，在重力作

26、用下滑入導軌底部。導軌內通有氣流，以減少芯片與導軌的摩擦力。導軌底部有分粒器，每次釋放一粒芯片進入測試區(qū)。芯片進入測試區(qū)之后，專用夾具帶動金手指夾住芯片管腳，金手指引出導線連接到測試機，測試機對該芯片進行通電測試性能。測試機判斷芯片性能為正品或次品，反饋給分撿機的控制電路?？刂齐娐犯鶕酒欠裾罚寗臃至纤笠苿拥较鄳奈恢?，使正品管或次品管準備接收已測試完畢的芯片。接著測試區(qū)后的擋板釋放測試完畢的芯片，在重力作用下，芯片落入相應的管中

27、。</p><p>　　機器的運動部件均為氣動元件，由氣泵提供壓縮空氣作為動力，控制元件為電磁閥。運動部件有：分粒器、測試夾、測試擋板、分料梭及導軌氣流。</p><p>　　芯片位置傳感器為光電傳感器，有：器件在導軌中列滿、器件在分粒器、測試區(qū)有2粒器件、測試區(qū)有器件、器件卡在檢測站后、器件進入PASS管、器件進入FAIL管。</p><p>　　有兩個微動開關傳

28、感器：PASS管存在、FAIL管存在。</p><p>　　有兩個霍爾開關傳感器：分料梭氣缸在PASS位、分料梭氣缸在FAIL位。</p><p>　　有5個按鈕開關：開始、停止、復位、急停、測試。</p><p>　　有5個輸出指示燈：PASS管料滿、FAIL管料滿、紅色指示燈、黃色指示燈、綠色指示燈。</p><p>　　有一個聲音報警輸

29、出。</p><p>　　與測試機的接口信號為TTL信號：開始測試、清除EOT、測試結束（EOT）、測試進行中、BIN1（PASS）、BIN2（FAIL）。</p><p>　　圖1.1 集成電路檢測儀成品圖</p><p>　　1.4 設計內容及要求</p><p><b>　　研究的基本內容</b></p>

30、;<p>　　設計一個集成電路檢測儀的主控電路。</p><p>　　1、液晶顯示操作界面。</p><p>　　2、自動分粒、自動檢測、根據檢測結果自動分料。</p><p>　　3、自動計數，接料管滿自動停機并報警。</p><p>　　4、卡料自動停機并報警。</p><p>　　第2章 檢測儀的總

31、體方案</p><p>　　2.1 集成電路檢測儀主控電路的特點</p><p>　　該檢測儀是以AT89C51單片機為核心，通過軟件編程，對液晶顯示器和檢測的整個過程進行控制，同時對檢測中出現(xiàn)的問題及故障進行自動報警。各種芯片的廠家都擁有自己芯片的測試系統(tǒng)一般都在芯片出廠前檢測出芯片的基本參數和功能，但對于一些小企業(yè)和高校來說并不關心芯片的內部結構，只要芯片的邏輯功能正確就好了，本文的檢

32、測儀針對一些企業(yè)和高校的實驗室來說具有成本低，穩(wěn)定性好、準確率高的特點。</p><p><b>　　2.2總方案的構成</b></p><p>　　在自動檢測系統(tǒng)中，各個組成部分常以信息流的過程來劃分，一般分為：信息的獲取、轉換、處理和輸出幾部分。它首先要獲取被檢測的信息，把它變換成單位，然后把已轉換成電量的信息進行放大、整形等轉換處理，在通過輸出單位（如液晶顯示儀

33、）把信息顯示出來，或者通過輸出單位把已經處理的信息送到控制系統(tǒng)其他單元使用，成為控制系統(tǒng)的一部分等，其組成部分如下圖2.1所示</p><p>　　圖2.1 基本檢測流程圖</p><p>　　2.3 電路總體設計思路分析</p><p>　　電路的設計圍繞AT89C51單片機為核心，主要由檢測電路模塊，單片機控制電路模塊，TCM點陣液晶顯示模塊，按鍵控制模塊、電磁

34、閥控制模塊、各種傳感器和報警電路模塊等。</p><p><b>　　圖2.2 系統(tǒng)框圖</b></p><p>　　2.4 電路主要功能的要求</p><p>　　1、鍵盤控制檢測儀的開始、停止、復位、急停、測試。</p><p>　　2、運行故障或出現(xiàn)問題能夠自動報警。</p><p>　　3

35、、微動開關傳感器的自動計數和氣缸的推進縮回的控制。</p><p>　　4、霍爾開關對PASS管和FAIL管的滿管報警。</p><p>　　2.5集成電路檢測儀控制系統(tǒng)方案</p><p>　　1、電源：單相交流220V輸入，成品開關電源直流24V輸出供給控制板及電磁閥驅動電路。</p><p>　　2、控制板CPU：高速單片機。</

36、p><p>　　3、人機接口：液晶觸摸屏。</p><p>　　4、控制系統(tǒng)尺寸： ≤390×350×120mm（長寬高）</p><p>　　5、I/O點數：共31點。</p><p>　　表2.1 集成電路檢測儀控制系統(tǒng)方案</p><p><b>　　2.6工作流程</b>&

37、lt;/p><p>　　整臺機器主要由底座和工作斜平面組成。工作斜平面上裝有導軌，未分撿的集成電路經添料翻斗添入導軌，在重力作用下滑入導軌底部。導軌底部有分粒器，每次釋放一粒芯片進入測試區(qū)。芯片進入測試區(qū)之后，專用夾具帶動金手指夾住芯片管腳，金手指引出導線連接到測試機，測試機對該芯片進行通電測試性能。測試機判斷芯片性能為正品或次品，反饋給分撿機的控制電路。控制電路根據芯片是否正品，驅動分料梭移動到相應的位置，使正品管

38、或次品管準備接收已測試完畢的芯片。接著測試區(qū)后的擋板釋放測試完畢的芯片，在重力作用下，芯片落入相應的管中。</p><p>　　1．分料梭處插入兩根空料管，若無料管則報警。</p><p>　　2．翻斗上翻，把料導入導軌中，料管中無料則報警。</p><p>　　3．當分粒器感應到有料時，分粒器放料，芯片落在測試區(qū)。若分粒器沒有感應到有料，則報警。</p>

39、;<p>　　4．當測試區(qū)傳感器感應到有料時，測試夾夾緊，然后向測試電路發(fā)開始測試信號，測試電路開始工作。若分粒器感應到無料或有2粒器件，則報警。</p><p>　　5．測試機測試結束后，反饋給分撿機一個測試結束信號。分撿機根據測試結果（BIN1、BIN2）信號推動分料梭氣缸運動到相應位置，然后測試擋板放料，器件落入相應管中。</p><p>　　6．若芯片卡在測試區(qū)和分料

40、梭之間，則報警。</p><p>　　7．當芯片進入料管時，計數器計數。當料管中的芯片達到設定值時，料滿指示燈亮。</p><p>　　第3章 硬件系統(tǒng)設計</p><p>　　3.1單片機外圍電路的設計</p><p>　　單片機的外圍電路包括鍵盤控制模塊、芯片檢測模塊，液晶顯示模塊、并能實現(xiàn)故障報警功能。由單片機對芯片檢測模塊采集來的數據

41、進行判斷芯片的好壞。鍵盤控制電路用于控制整個檢測儀的運行。芯片檢測模塊用于收發(fā)檢測獲得的信號。顯示模塊用于顯示儀器的整體運行情況。電磁閥控制用于單片機控制電磁閥的動作，電磁閥是推動氣缸的動力來源。</p><p>　　3.1.1 單片機 AT89C51介紹</p><p>　　AT89C51單片機是一個低電壓，高性能的8位單片機，器件采用了ATMEL公司的非易失性，高密度的存儲技

42、術生產，可以兼容MCS-51的指令系統(tǒng)，單片機內置了通用型Flash存儲單元和八位中央處理器，為功能強大的AT89C51單片機提供了具有很高性價比的解決方案。</p><p>　　AT89C51是一個高性能低能耗的單片機，它有32個外部雙向輸出輸入接口，40個引腳，兩個十六位的可編程定時計數器，兩個外部中斷口還有兩個串行通信數據接口，AT89C51可以在線編程，同時也可以按照常規(guī)的編程方法進行編程。它將通用的Fl

43、ash存儲器和微型處理器相結合，其內置的可反復擦拭讀寫的Flash存儲器可以非常有效的降低系統(tǒng)開發(fā)成本。</p><p>　　AT89C51單片機的主要特性如下：</p><p>　?。?）可與MCS-51 兼容 </p><p>　?。?）數據保留時間：10年 </p><p>　?。?）壽命：1000寫/擦循環(huán)</p>&l

44、t;p>　?。?）4K字節(jié)可編程閃爍存儲器</p><p>　　（5）全靜態(tài)工作：0Hz-24Hz</p><p>　?。?）128*8位內部RAM</p><p>　?。?）對三級程序存儲器的鎖定</p><p>　　（8）32位可編程輸入輸出線</p><p><b>　?。?）5個中斷源 <

45、/b></p><p>　　（10）兩個16位定時器/計數器</p><p>　?。?1）可編的程串行通道</p><p>　?。?2）低能耗的閑置和掉電模式</p><p>　?。?3）片內自帶振蕩器和時鐘電路</p><p>　　輸入輸出端口的編程是根據應用電路的功能和具體的要求對寄存器進行編程。其編程步驟如

46、下：</p><p>　　1、根據設計的要求來選擇需要使用的輸入輸出端口，再用偽指令來定義其相應的寄存器；</p><p>　　2、初始化端口的輸出寄存器，應該要注意的是在輸出時的剛開始階段避免不確定狀態(tài)的出現(xiàn)。</p><p>　　3、根據外接電路確定 I/O 端口的方向，并且初始化端口數據方向寄存器。但是對于輸入端口的初始化可以不作考慮，因為 I/O 的復位初始

47、值就是為輸入的。</p><p>　　4、假如用作輸入的 I/O 端口管腳需要上拉，在通過管腳的上拉寄存器為其內部配置上上拉電阻。</p><p>　　5、最后才可以編寫對 I/O 端口進行輸入輸出的程序，以達到整個系統(tǒng)的功能要求。    </p><p>　　圖3.1 AT89C51單片機芯片</p><

48、p>　　我根據系統(tǒng)的設計要求，把各接口的功能做如下安排：</p><p>　　P0.0: 用于光電傳感器信號傳輸</p><p>　　P0.1: 用于光電傳感器信號傳輸</p><p>　　P0.2: 用于光電傳感器信號傳輸</p><p>　　P0.3: 用于光電傳感器信號傳輸</p><p>　　P0.4:

49、用于光電傳感器信號傳輸</p><p>　　P0.5: 用于光電傳感器信號傳輸</p><p>　　P0.6: 用于光電傳感器信號傳輸</p><p>　　P0.7：報警器報警信號輸出</p><p>　　P1.0: 微動開關進行PASS管的計數和滿管報警</p><p>　　P1.1: 微動開關進行FAIL管的計數和

50、滿管報警</p><p>　　P1.2: 檢測夾具的夾緊</p><p>　　P1.3：電磁閥的連接</p><p>　　P1.4: 分粒器的分料</p><p>　　P1.5：檢測夾具的放料</p><p>　　P2.0：霍爾開關傳感器檢測PASS管的存在</p><p>　　P2.1: 霍爾

51、開關傳感器檢測FAIL管的存在</p><p>　　P2.2: 芯片檢測的輸出信號</p><p>　　P2.3: 芯片檢測的輸出信號</p><p>　　P2.4: 芯片檢測的輸入信號</p><p>　　P2.5: 芯片檢測的輸入信號</p><p>　　P2.6：芯片檢測的輸入信號</p><

52、p>　　P2.7: 芯片檢測的輸入信號</p><p>　　P3.0: 輸出報警燈報警信號</p><p>　　P3.1: 輸出報警燈報警信號</p><p>　　P3.2: 輸出報警燈報警信號</p><p>　　P3.3: 輸出報警燈報警信號</p><p>　　P3.4: 輸出報警燈報警信號</p&g

53、t;<p>　　XTAL1：接外部晶振。在單片機的內部，這個端口是一反相放大器的輸入端，這個反相放大器就是構成片內的振蕩器。當系統(tǒng)采用的是外部振蕩器時，這個引腳就應該接地。</p><p>　　XTAL2：也是接外部晶振。在單片機內是接到振蕩器的反相放大器的輸出端，還有內部時鐘發(fā)生器的輸入端口。當系統(tǒng)采用的是外部振蕩器時，那么該引腳就應該接外部振蕩信號的輸入端口。</p><p&

54、gt;　　RST：AT89C51 的復位信號輸入引腳，此引腳的工作點位為高電位，當要對芯片復位時，那么只要簡單的將這個管腳的點位提高到高點位就可以實現(xiàn)，AT89C51 就馬上能完成系統(tǒng)的復位動作。</p><p>　　3.1.2 單片機必要工作條件</p><p>　　電源電路：單片機工作需要5V的穩(wěn)定電壓。12V的電壓經過整流橋整流，經過穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓，得到5V的電壓，電容起到濾波的作用，

55、二極管和電阻起到保護電路的作用。</p><p>　　圖3.2 單片機的電源電路</p><p>　　復位電路：89系列的單片機的復位信號通過RST引腳輸入到芯片里面的施密特觸發(fā)器里面。當系統(tǒng)處于正常的工作狀態(tài)時，并且振蕩器穩(wěn)定后，如果RST引腳上有一個高電平并維持2個機器周期（24個振蕩周期）以上，則CPU就可以響應并且將系統(tǒng)復位。單片機復位系統(tǒng)的基本方式有：上電復位、按鍵復位、按鍵脈沖

56、復位3種。其中上電自動復位是通過電容充電來實現(xiàn)。只要電源Vcc的上升時間不超過1ms，就可以實現(xiàn)自動上電復位，即接通電源即可完成系統(tǒng)的復位初始化。手動復位是通過按鍵實現(xiàn)的，有電平方式和脈沖方式兩種。其中按鍵電平復位是通過使復位端經電阻與Vcc電源接通而實現(xiàn)的。而按鍵脈沖復位則是利用RC微分電路產生的正脈沖來實現(xiàn)的。本文實用的復位電路采用的是按鍵電平復位。如圖所示，當不按鍵的時候，電容C5處于充電狀態(tài)，當我們按下按鍵的時候，電容開始放電，

57、與電阻R36組成一個RC回路，整個過程生成了一個高電平脈沖，這個脈沖遠遠大于兩個機器的周期，所以人的速度再快也會是按鍵保持接通幾十毫秒，滿足復位的時間要求，R37是為了保證按鍵按下之后RST端為高電平。</p><p>　　圖3.3 按鍵電平復位</p><p>　　時鐘電路：AT89C51單片機的時鐘形成產生有兩種形式：內部電路振蕩方式和外部時鐘輸入方式，本文采用的內部電路振蕩，在引腳

58、XTAL1和XTAL2外接晶體振蕩器或陶瓷諧振器，就構成內部振蕩方式。AT89C51單片機中的高增益反相放大器，通過這兩個引腳在芯片外并接石英晶體振蕩器和兩個電容器。石英晶體為一感性元件，與電容構成振蕩回路，為片內放大器提供正反饋和振蕩所需的相移條件，從而構成一個穩(wěn)定的自激振蕩器。圖中，電容C1，C2起穩(wěn)定振蕩頻率、快速起振的作用，其電容值一般在5-30pF。晶振頻率的典型數值為11.05MHz，采用6MHz也可以，如圖3-2所示：&l

59、t;/p><p>　　圖3.4 內部振蕩電路</p><p>　　以上三個條件的是單片機正常工作的必備條件。</p><p>　　3.1.3 單片機外接電磁閥電壓轉換電路</p><p>　　單片機只能輸入輸出5V電壓，但是電磁閥的工作需要24V的電壓，電路中需要將5V的電壓轉化成24V的電壓。</p><p>　　圖3.

60、5 單片機電壓轉化圖</p><p>　　3.2 LCD電路的設計</p><p>　　3.2.1 LCD電路模塊的要求和選擇</p><p>　　液晶顯示模塊是目前很多電子產品不可缺少的組成部分，他是實現(xiàn)人機對話的重要平臺。液晶顯示常用的種類還是比較多的，比如LCD1602和LCD12864。LCD1602功率消耗少，體積小，用起來方便，但只能顯示數字和一些大小寫

61、字母，無法滿足本設計的要求；LCD12864的顯示功能比較強大，既能顯示漢字，又可以顯示圖形，也可以一次性顯示較多漢字和圖形，因此LCD12864很適合本次設計要求，考慮到為了節(jié)約單片機的資源，本次顯示采用的是串行顯示方式。只使用單片機的兩個串行口，就可以完成單片機的顯示功能，顯示電路原理圖如圖3.6所示。</p><p>　　圖3.6 液晶顯示原理電路</p><p>　　省電電路設定

62、：當程序檢測在5分鐘內沒進行工作和操作時久關閉顯示。這個功能使用程序使其實現(xiàn)，一旦沒有按鍵和工作響應就啟動一個定時器，檢測5分鐘如果還是沒有動作，就啟動關閉程序關閉顯示。這樣就可以達到省電的目的。</p><p>　　3.2.2 LCD12864的基本特性</p><p>　　低電源電壓（VDD:+3.0--+5.5V）</p><p>　　顯示分辨率:128

63、15;64點</p><p>　　內置漢字字庫，提供8192個16×16點陣漢字(簡繁體可選)</p><p>　　內置 128個16×8點陣字符</p><p><b>　　2MHZ時鐘頻率</b></p><p>　　顯示方式：STN、半透、正顯</p><p>　　驅動方

64、式：1/32DUTY，1/5BIAS</p><p><b>　　視角方向：6點</b></p><p>　　背光方式：側部高亮白色LED，功耗僅為普通LED的1/5—1/10</p><p>　　通訊方式：串行、并口可選</p><p>　　內置DC-DC轉換電路，無需外加負壓</p><p>

65、　　無需片選信號，簡化軟件設計</p><p>　　工作溫度: 0℃ - +55℃ ,存儲溫度: -20℃ - +60℃ </p><p>　　圖3.7 LCD128*64外形尺寸圖</p><p><b>　　模塊接口說明</b></p><p>　　LCD128*64引腳說明</p><p>

66、<b>　　1. 串行接口</b></p><p>　　表3.1 串行接口管腳說明</p><p><b>　　2.并行接口</b></p><p>　　表3.2 并行接口管腳說明</p><p>　　并列接口傳輸訊號：當PSB腳接上高電位時，模塊就會進入并列模式，在并列模式下可由指令DL FLA

67、G來選擇8-位、4-位接口，主控制系統(tǒng)將配合（RS,RW,E,DB0,DB7）來達成傳輸動作。從一個完整的流程上來看，當下設定點知指令后（CGRAM,DDRAM）若想要讀取數據時需要先DUMMY READ一次，才會讀到正確的數據第二次讀取時則不需要DUMMY READ 除非又設定地址指令才需要再次DUMMY READ。在4-位傳輸模式中，每一個八位指令或者數據都會被分為兩個字節(jié)動作；較高4位（DB7～DB4）的資料將會被放在第一個字節(jié)（

68、DB7～DB4）部分，而較低4位（DB3～DB0）資料則會被放在的第二個字節(jié)的（DB7～DB4）部分，至于相關另外四位則在4-位傳輸模式中（DB3～DB0）接口未使用。相關的接口傳輸訊號參考下圖說明：</p><p><b>　　RS</b></p><p><b>　　R/W</b></p><p><b>　

69、　E</b></p><p><b>　　DB0-DB7</b></p><p>　　instructionDunnyRAM</p><p>　　Timing Diagram of 8-bit Parallel Bus Mode Data Transfer</p><p><b>　　R

70、S</b></p><p><b>　　R/W</b></p><p><b>　　E</b></p><p><b>　　DB0-DB7</b></p><p>　　Instruction Dunny RAM</p&

71、gt;<p>　　圖3.8 并列接口傳輸訊號</p><p>　　串行接口與串行傳輸資料：本文采用的就是這個傳輸方式，當PSB腳接低電位時，模塊</p><p>　　將會進入串行模式。從一個完整的串行傳輸流程來看，一開始先傳輸起始字節(jié)，它需要先接受到五個連續(xù)耳朵“1”（同步位字符串），在啟始字節(jié)，此時的傳輸計數將被重置并且串行傳輸將被同步，在跟隨的兩個位字符串分別來指定傳輸方

72、向（RW）及寄存器選擇（RS），最后的第八的位為“0”。在接受同步位及其RW和RS資料的啟始字節(jié)后，每一個八位的指令將被分成兩個字節(jié)接受到；較高4位（DB7～DB4）的指令資料將會放在第一個字節(jié)的LSB部分，而較低4位（DB3～DB0）的指令資料則會被放在第二個字節(jié)的LSB部分，至于相關另4位都為0。</p><p>　　串行傳輸訊號請參考下圖說明：</p><p>　　圖3.9 串行接口

73、傳輸訊號</p><p>　　基本指令及擴充指令1：</p><p>　　表3.3 LCD串行接口基本指令</p><p>　　基本指令及擴充指令1:</p><p>　　表3.4 LCD并行接口基本指令</p><p><b>　　3.3 按鍵的設計</b></p><p&g

74、t;　　本文的檢測儀器共有5個操作按鍵，如圖P3.0對應開始，P3.1對應停止，P3.2對應復位，P3.3對應急停，P3.4對應測試。</p><p>　　圖3.10按鍵的設計原理圖</p><p>　　3.4 傳感器部分電路設計</p><p>　　3.4.1光電傳感器</p><p>　　圖3.11 光電傳感器電路原理圖</p>

75、;<p>　　發(fā)射管采用IR333，接受管采用PT334作為基本的檢測元件，該器件對黑白反應靈敏，幾乎不受自然光線的影響，反饋的電信號穩(wěn)定，硬件電路簡單而且方便實現(xiàn)，圖3。11就是其原理電路圖，如圖所示發(fā)射管1串聯(lián)一100～200Ω的電阻，向反射平臺的發(fā)出紅外光，如果紅外光被黑色路徑吸收，則LM393比較器的2號管腳將呈低電平，通過與3號腳設定的參考電平比較，產生高電平輸出，相反則產生低電平輸出。</p>&

76、lt;p>　　3.4.2霍爾開關傳感器</p><p>　　霍爾開關傳感器的輸出電壓和外加磁場強度呈線性比例關系。這類傳感器一般都由霍爾元件和發(fā)大器組成。當外加磁場時，霍爾元件產生與磁場強度成線性比例變化的霍爾電壓，該電壓經放大器放大后輸出。在實際電路設計中，為了提高傳感器的性能，往往在電路中還設置有穩(wěn)壓電路、電流放大輸出級、失調調整電路和線性度調整電路等。霍爾開關集成傳感器的輸出有低電平或高電平兩種狀態(tài)，

77、而霍爾線性集成傳感器的輸出卻是對外加磁場的線性感應。因此霍爾線性傳感器廣泛用于位置、力、重量、厚度、速度、磁場以及電流等的測量或控制。</p><p>　　圖3.12 霍爾開關傳感器電路原理圖</p><p>　　3.4.3 微動開關傳感器</p><p>　　對PASS管,FAIL管內的芯片進行計數和滿管報警信號傳輸。</p><p>　　

78、圖3.13 微動開關傳感器電路原理圖</p><p>　　3.4.4 檢測夾具的運用</p><p>　　檢測夾具：當芯片進入檢測范圍時自動夾緊芯片方便測試儀進行測試的工具。</p><p>　　圖3.14檢測夾具的電路原理圖</p><p>　　第4章 軟件部分的設計</p><p><b>　　4.1主

79、程序流程圖</b></p><p>　　在本文設計中，以AT89C51單片機為核心，控制整個檢測過程。當按鍵按開始或復位后，液晶顯示器開始初始化，然后芯片放入導軌進入檢測的環(huán)節(jié)，芯片進入檢測區(qū)后，按檢測鍵選擇是否進入檢測，然后單片機顯示芯片好壞，好的分入PASS管，壞的分入FAIL管。</p><p><b>　　壞</b></p><

80、p>　　好 </p><p>　　圖4.1系統(tǒng)的總流程圖</p><p><b>　　具體程序如下：</b></p><p>　　ORG 0000H</p><p>　　AJMP main</p><p>　　ORG 0030H</p>

81、<p>　　main: MOV SP,#60H</p><p>　　CLR LCD_CS</p><p>　　CLR LCD_SID</p><p>　　CLR LCD_CLK</p><p>　　ACALL KEY</p><p>　　LCALL LCDreset&l

82、t;/p><p>　　MOV DPTR,#boot_char11</p><p>　　ACALL dischar1</p><p>　　MOV DPTR，#boot_char12</p><p>　　ACALL dischar2</p><p>　　S1_loop：JNB S1，START1

83、</p><p>　　AJMP S1_loop</p><p>　　4.2 LCD12864液晶顯示電路和按鍵電路的軟件設計</p><p>　　本文的每個模塊都是圍繞單片機設計的，單片機的一些功能就是通過按鍵來體現(xiàn)出來的，按鍵設計的流程具體如下圖：</p><p><b>　　無</b></p>&

84、lt;p><b>　　有</b></p><p>　　圖4.2按鍵的程序流程圖</p><p>　　在檢測過程中，為了更好的實現(xiàn)人機對話，在LCD12864上顯示出檢測儀的每一步執(zhí)行過程，通過“開始、復位、測試、急停、停止“來操作具體流程圖如下：</p><p><b>　　是否</b></p>&l

85、t;p><b>　　否</b></p><p><b>　　是</b></p><p>　　圖4.3 LCD12864與按鍵的流程圖</p><p><b>　　設計總結</b></p><p>　　本文的研究是以AT89C51單片機為核心的集成電路檢測儀。整個電路由單片

86、機，傳感器電路、檢測電路、按鍵電路、報警燈電路、LCD12864液晶顯示電路等組成。該檢測儀的檢測通過簡單的5個按鍵，簡單直觀的液晶顯示界面實現(xiàn)芯片的自動檢測功能。通過AT89C51單片機處理各種信息的輸入輸出協(xié)調整個檢測儀的動作，檢測儀整體運行協(xié)調迅速。通過電磁閥的控制來使整個機器運轉起來，簡單快捷。與傳統(tǒng)的直接對芯片引腳直接檢測電壓來測定芯片的功能是否正常來對比，本文設計研究的檢測儀對市場上多種芯片都可以進行測試，具有檢測簡便、操作

87、簡單、成本低廉、測試準確的優(yōu)點。同時本檢測儀也有無法對一些較復雜的芯片和大批量的芯片進行檢測的缺點。</p><p><b>　　[參考文獻]</b></p><p>　　[1]王競，集成電路的發(fā)展趨勢及面臨的問題，北京科技資訊 2009</p><p>　　[2]潘運濤，雜散電流的計算機檢測系統(tǒng)設計，青島大學 2008</p>

88、<p>　　[3]陳凱，中文字庫液晶串行80C51匯編解決方案，麗水學院學報 2007</p><p>　　[4]張生偉，便攜式西瓜成熟度測試裝置的研制，揚州大學2010 </p><p>　　[5]方為美，數字式多功能噸位指示器的研究與開發(fā)，華中科技大學2008 </p><p>　　[6]邢會敏，基于單片機船舶電力推進電機監(jiān)測系統(tǒng)，上海海事大學2

89、006</p><p>　　[7]游磊，基于AT91RM9200的點陣圖形液晶模塊接口設計，成都大學學報（自然科學版）2007</p><p>　　[8]王延華，基于單片機的隨鉆測量系統(tǒng)設計，山東大學2009</p><p>　　[9]周文龍，基于單片機控制的電子密碼鎖設計，大眾商務 2009</p><p>　　[10]劉紅橋，中國本土IC

90、企業(yè)技術創(chuàng)新戰(zhàn)略研究 ，上海財經大學2008</p><p>　　[11]王悅，基于PIC單片機的車身控制系統(tǒng)設計，合肥工業(yè)大學2010</p><p>　　[12]魯冠華，基于單片機控制的電機保護器設計，中國海洋大學2009</p><p>　　[13]藍天宇，基于DSP的金屬監(jiān)測系統(tǒng)設計 ，西南交通大學2009</p><p>　　[14

91、]姚大國、范大民，基于AVR單片機的電阻分選儀，遼寧工程技術大學2007</p><p>　　[15]鄭迎春、毛玉良，RTX51在半導體分選機編程中的應用，江蘇南京東南大學2006</p><p>　　[16]陳德宏，薄膜電容器自動分選機，上海希瑞電子設備有限公司2003</p><p>　　[17]劉引春、葉湘濱，傳感器原理設計與應用，長沙：國防科技大學出版199

92、7</p><p>　　[18] Standard Card IC S50 Functional Specification．Philips Seniconductors[J]，2001.</p><p>　　[19] Rosenthall EM．Proceedings of the fifth Canadian Mathematical Congress[J]，2006：110~112

93、.</p><p><b>　　附錄1</b></p><p><b>　　程序主電路圖</b></p><p><b>　　附錄2</b></p><p><b>　　源程序：</b></p><p>　　#include <

94、;Reg51.h></p><p>　　#define BUT_STOPEM in_sw[5]</p><p>　　#define BUT_STOP in_sw[3]</p><p>　　#define BUT_RESET in_sw[4]</p><p>　　#define BUT_START in_sw[2]</p>

95、<p>　　#define BUT_TEST in_sw[6]</p><p>　　#define PIP_PASS in_sw[0]</p><p>　　#define PIP_FAIL in_sw[1]</p><p>　　#define EMP_PIPFULL in_op[7]</p><p>　　#define EMP_S

96、EPARAT in_op[6]</p><p>　　#define EMP_TESTAR1 in_op[0]</p><p>　　#define EMP_TESTAR2 in_op[1]</p><p>　　#define EMP_TESTAR3 in_op[2]</p><p>　　#define EMP_AFTTEST in_op[3]&

97、lt;/p><p>　　#define EMP_PASSPIP in_op[4]</p><p>　　#define EMP_FAILPIP in_op[5]</p><p>　　#define B2B_EOT in_tc[0]</p><p>　　#define B2B_TING in_tc[1]</p><p>　　#

98、define B2B_PASS in_tc[2]</p><p>　　#define B2B_FAIL in_tc[3]</p><p>　　#define B2B_CLREOT out_tc[0]</p><p>　　#define B2B_SOT out_tc[1]</p><p>　　#define ALA_RED out_dr[7]&

99、lt;/p><p>　　#define ALA_YELLOW out_dr[8]</p><p>　　#define ALA_GREEN out_dr[9]</p><p>　　#define ALA_BUZZ out_dr[10]</p><p>　　#define OVF_PASSPIP out_dr[0]</p><p&

100、gt;　　#define OVF_FAILPIP out_dr[1]</p><p>　　#define AIR_SEPARAT out_dr[2]</p><p>　　#define AIR_TESTNIP out_dr[3]</p><p>　　#define AIR_TESTBAF out_dr[4]</p><p>　　#define

101、 AIR_CYLPUSH out_dr[5]</p><p>　　#define AIR_CYLPULL out_dr[6]</p><p>　　#define BLACK 0</p><p>　　#define BLUE 0x03</p><p>　　#define GREEN 0x1C</p><p>　　

102、#define AZURY 0x1F</p><p>　　#define RED 0xE0</p><p>　　#define PINK 0xE3</p><p>　　#define YELLOW 0xFC</p><p>　　#define WHITE 0xFF</p><p>　　#define TR

103、ANSP 0x20</p><p>　　#define MAIN_PIC_NUM 1</p><p>　　#define RXB8 1</p><p>　　#define TXB8 0</p><p>　　#define UPE 2</p><p>　　#define OVR 3</p><p>

104、;　　#define FE 4</p><p>　　#define UDRE 5</p><p>　　#define RXC 7</p><p>　　#define FRAMING_ERROR (1<<FE)</p><p>　　#define PARITY_ERROR (1<<UPE)</p><

105、p>　　#define DATA_OVERRUN (1<<OVR)</p><p>　　#define DATA_REGISTER_EMPTY (1<<UDRE)</p><p>　　#define RX_COMPLETE (1<<RXC)</p><p>　　// USART0 Receiver buffer</p&

106、gt;<p>　　#define RX_BUFFER_SIZE0 8</p><p>　　char rx_buffer0[RX_BUFFER_SIZE0];</p><p>　　#if RX_BUFFER_SIZE0<256</p><p>　　unsigned char rx_counter0;</p><p><

107、b>　　#else</b></p><p>　　unsigned int rx_wr_index0,rx_rd_index0,rx_counter0;</p><p><b>　　#endif</b></p><p>　　// This flag is set on USART0 Receiver buffer overflo

108、w</p><p>　　bit rx_buffer_overflow0 = 0;</p><p>　　#include <stdarg.h></p><p>　　#include <delay.h></p><p>　　// Standard Input/Output functions</p><

109、p>　　#include <stdio.h></p><p>　　// Declare your global variables here</p><p>　　struct button_area</p><p><b>　　{</b></p><p>　　unsigned int flash lef

110、t;</p><p>　　unsigned int flash right;</p><p>　　unsigned int flash top;</p><p>　　unsigned int flash bottom;</p><p><b>　　};</b></p><p>　　unsigned

111、 char LCD_picst,workst;</p><p>　　unsigned char ms_count;</p><p>　　unsigned char in_op[10];</p><p>　　unsigned char in_sw[10];</p><p>　　unsigned char in_tc[6];</p>

112、<p>　　unsigned char out_tc[4];</p><p>　　unsigned char out_dr[15];</p><p>　　unsigned int pass_count, fail_count;</p><p>　　bit main_pic_draw;</p><p>　　void input(vo

113、id);</p><p>　　void output(void);</p><p>　　void key_fun(char);</p><p>　　void special_delay(unsigned int);</p><p>　　void spe_delay_s(unsigned char);</p><p>　

114、　char working(void);</p><p>　　void vter8060_instr_send(char flash *,...);</p><p>　　void display_character(char,char,char,unsigned int,unsigned int,char flash *,...);</p><p>　　void d

115、isplay_bitmap(unsigned int,unsigned int,unsigned int);</p><p>　　void clear_rectangle(char,unsigned int,unsigned int,unsigned int,unsigned int);</p><p>　　char touch_screen(unsigned int*,unsigned

116、int*);</p><p>　　char touch_button(unsigned int,unsigned int,struct button_area);</p><p>　　char main_picture(void);</p><p>　　#define F2_NUM 5</p><p>　　// USART0 Receiver

117、 interrupt service routine</p><p>　　interrupt [USART0_RXC] void usart0_rx_isr(void)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　char status,data;</p><p>　　status=UCSR0A;<

118、/p><p>　　data=UDR0;</p><p>　　if ((status & (FRAMING_ERROR | PARITY_ERROR | DATA_OVERRUN))==0)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　rx_buffer0[rx_counter0]=data;</

119、p><p>　　switch (rx_buffer0[0])</p><p><b>　　{</b></p><p>　　case 0xF2 : if (++rx_counter0 < F2_NUM) break;</p><p>　　case 0xF3 : rx_counter0 = 0;</p>&l

120、t;p>　　rx_buffer_overflow0 = 1;</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　};</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　// Timer 0 output compare interrup