芯片检测系统

摘要 单片机是一种集成电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU随机存储器RAM、只读存储器ROM，多种I/O口和中断系统、定时器/计时器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、AD转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统在工业控制领域的广泛应用。从上世纪80年代，由当时的4位、8位单片机，发展到现在的32位300M的高速单片机。 芯片检测器是通过用单片机对未知芯片的IO端口特性进行测试来检测芯片型号的电子式设备。设计需要将未知芯片的IO口接入单片机测试系统中，单片机按排列组合的方式对所有的IO口进行遍历电平测试，当芯片的端口特性符合预存在单片机内部的芯片的逻辑时，认为该芯片型号被找到，在液晶上显示出该芯片的型号。芯片的逻辑关系也可以通过液晶显示屏进行输入。当所有情况遍历完还没有找到符合内部预存逻辑的情况时在液晶上显示未知芯片。 关键词 单片机、逻辑、芯片 ?方案论证 ?????? 系统主控制器的选择围绕单片机和FPGA来进行，FPGA（Field－Programmable Gate Array），即现场可编程门阵列，它是在PAL、GAL、CPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物。它是作为专用集成电路（ASIC）领域中的一种半定制电路而出现的，既解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。所以一开始我们考虑选择FPGA为系统的主控制器，但是因为使用FPGA成本实在太大，光一套调试工具就得几百上千元，而且FPGA的速度相对于一些芯片来说太快了，所以只能降速运行，这对于FPGA本身来说是一个损失。但是对于单片机来说，这种需求恰到好处，单片机的成本也是十分的低廉，所以我最终选择了单片机作为系统的主控制器。 ??? 人机接口部分采用12864来完成，我选择的是带中文字库的液晶显示器这样能够节省很大的软件开销，液晶的数据通过595送入，这样节省了单片机的IO口，并且也保证了数据稳定的送入。IO口扫描部分采用38译码器作为系统的电源选择，一次次尝试不同的脚，知道找到电源脚为止。按键采用独立按键的方式，因为四个按键如果做成矩阵式不但没有节约IO口反而会增加软件的难度。 2.2 系统芯片介绍 2.2.1 主控制器介绍 本次设计的主控制器为51系列单片机，51单片机是对目前所有兼容Intel 8031指令系统的单片机的统称。该系列单片机的始祖是Intel的8031单片机,后来随着Flash rom技术的发展，8031单片机取得了长足的进展，成为目前应用最广泛的8位单片机之一，其代表型号是ATMEL公司的AT89系列，它广泛应用于工业测控系统之中。目前很多公司都有51系列的兼容机型推出，在目前乃至今后很长的一段时间内将占有大量市场。51单片机是基础入门的一个单片机，还是应用最广泛的一种。 RST：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。 ALE/PROG：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平时，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。然而要注意的是：每当用作外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲。如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。此时， ALE只有在执行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，该引脚被略微拉高。如果微处理器在外部执行状态ALE禁止，置位无效。