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基本信息
- 項(xiàng)目名稱(chēng)：
- 多功能數(shù)字集成芯片檢測(cè)識(shí)別查詢(xún)系統(tǒng)
- 來(lái)源：
- 第十二屆“挑戰(zhàn)杯”省賽作品
- 小類(lèi)：
- 信息技術(shù)
- 大類(lèi)：
- 科技發(fā)明制作B類(lèi)
- 簡(jiǎn)介：
- 多功能數(shù)字集成芯片檢測(cè)識(shí)別查詢(xún)系統(tǒng)具有芯片好壞檢測(cè)，芯片型號(hào)識(shí)別，芯片替換查詢(xún)的基本功能。具有支持用戶(hù)對(duì)庫(kù)中未涵蓋芯片進(jìn)行擴(kuò)展，測(cè)試結(jié)果上位機(jī)界面直觀顯示，芯片pdf文檔嵌在上位機(jī)軟件內(nèi)可直接查詢(xún)，hex文件嵌在上位機(jī)軟件內(nèi)輕輕一按程序還原的擴(kuò)展功能。該系統(tǒng)不僅蘊(yùn)藏著可觀的經(jīng)濟(jì)效益，還有巨大的社會(huì)效益，對(duì)普及電子知識(shí)尤其是數(shù)字電路知識(shí)有著明顯的、直接的貢獻(xiàn)。
- 詳細(xì)介紹：
- 1.1作品研制背景 在進(jìn)行電子電路的業(yè)余設(shè)計(jì)制作或?qū)嶒?yàn)教學(xué)中，會(huì)使用很多的數(shù)字集成芯片，多數(shù)芯片是重復(fù)利用過(guò)的，其中摻雜了一些已經(jīng)損壞的芯片，如果使用了損壞的芯片就不能夠完成電路的調(diào)試，通過(guò)普通的儀表儀器又很難在短時(shí)間內(nèi)檢測(cè)出芯片的好壞，常用的檢測(cè)儀器，如萬(wàn)用表、歐姆表等，可以檢測(cè)電阻、電容、二極管、三極管等分立電子元器件的好壞，但要用它們來(lái)檢測(cè)數(shù)字集成芯片則就力不從心了。據(jù)了解，此類(lèi)情況普遍存在于一些高?；蚋呗氼?lèi)電子專(zhuān)業(yè)實(shí)踐課程中，應(yīng)用如此廣泛的數(shù)字集成芯片，很需要一款設(shè)備可以直接檢測(cè)它們的好壞。經(jīng)查詢(xún)，目前市場(chǎng)上存在一種可以對(duì)74系列、CD4000系列集成芯片進(jìn)行檢測(cè)的工程應(yīng)用型測(cè)試儀，但是考慮到其價(jià)格較貴，而且設(shè)備體積龐大，主要用于工業(yè)生產(chǎn)檢測(cè)領(lǐng)域，較難滿(mǎn)足實(shí)驗(yàn)室使用。除此之外，此種設(shè)備只能對(duì)庫(kù)中含有的芯片進(jìn)行檢測(cè)，而不支持用戶(hù)進(jìn)行庫(kù)擴(kuò)展。針對(duì)此種情況，我們?cè)O(shè)計(jì)了這款多功能數(shù)字集成芯片檢測(cè)識(shí)別查詢(xún)系統(tǒng)。 1.2作品工作原理 電路設(shè)置一個(gè)測(cè)試管座，管座設(shè)有為被測(cè)芯片供電的電源。將多數(shù)常用集成芯片的功能及相關(guān)信息儲(chǔ)存在單片機(jī)存儲(chǔ)器內(nèi)。將要檢測(cè)的集成芯片插到該管座上，將待測(cè)芯片的名稱(chēng)通過(guò)鍵盤(pán)輸入給CPU，單片機(jī)通過(guò)對(duì)輸出電流、輸出電壓直流參數(shù)進(jìn)行測(cè)試，對(duì)真值表功能進(jìn)行測(cè)試（同時(shí)完成“三態(tài)”（高阻狀態(tài)）漏電流測(cè)試），以此來(lái)判斷集成電路的好壞。 在上位機(jī)軟件中建立一個(gè)界面，用來(lái)進(jìn)行未知組合邏輯芯片的擴(kuò)展。用戶(hù)將芯片的使能條件、電源和地、真值表填寫(xiě)到芯片擴(kuò)展界面的表格中，然后存儲(chǔ)到AT24C16A中，便于檢測(cè)端脫機(jī)使用。上位機(jī)軟件建立一個(gè)庫(kù)，用來(lái)存放芯片的pdf資料，檢測(cè)端連接電腦后便可查詢(xún)相應(yīng)芯片的資料。 1.3作品功能 多功能數(shù)字集成芯片檢測(cè)識(shí)別查詢(xún)系統(tǒng)在脫離電腦使用時(shí)具有 1．檢測(cè)已知型號(hào)的芯片（包括常用時(shí)序邏輯芯片），判斷其好壞； 2．識(shí)別未知型號(hào)的芯片，判斷其型號(hào)； 3．替換芯片型號(hào)的查詢(xún)的基本功能。檢測(cè)端基本功能說(shuō)明： 芯片插入IC座中并檢測(cè)端上電后，系統(tǒng)處于Ready狀態(tài)，等待指令。指令可以是輸入已知型號(hào)檢測(cè)芯片好壞，如“功能”按鍵選74HC,“百位”選1，“十位”選3，“個(gè)位”選8，然后“執(zhí)行”，這就是多功能數(shù)字集成芯片檢測(cè)識(shí)別查詢(xún)系統(tǒng)的檢測(cè)功能。也可以直接按“執(zhí)行”鍵，本系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)判斷管腳數(shù)目，再搜索此管腳數(shù)的芯片的程序段并依次測(cè)試，直到可判斷此芯片為“Good IC”或者列舉完所有情況為止，這就是多功能數(shù)字集成芯片檢測(cè)識(shí)別查詢(xún)系統(tǒng)的識(shí)別功能。若庫(kù)中有幾款芯片的這真值表相同，芯片在識(shí)別時(shí)會(huì)顯示幾款型號(hào)，例如71HC138芯片插入IC座，按“執(zhí)行”鍵后，會(huì)顯示“74HC138”、“ 74HC137”、“Cd40138”、“Cd40137”，這就是多功能數(shù)字集成芯片檢測(cè)識(shí)別查詢(xún)系統(tǒng)的芯片替換查詢(xún)功能。 與電腦連接后，具有 1．支持用戶(hù)對(duì)未有芯片進(jìn)行擴(kuò)展； 2．測(cè)試結(jié)果上位機(jī)界面直觀顯示； 3．芯片pdf文檔嵌在上位機(jī)軟件內(nèi)，可直接查詢(xún)； 4．hex文件嵌在上位機(jī)軟件內(nèi)，輕輕一按程序還原的擴(kuò)展功能。檢測(cè)端與電腦連接后具有的擴(kuò)展功能說(shuō)明： 假設(shè)在庫(kù)中不含74HC154（4線(xiàn)-16線(xiàn)譯碼器）芯片，該系統(tǒng)允許用戶(hù)自己通過(guò)上位機(jī)軟件將此芯片加到芯片庫(kù)中，擴(kuò)展芯片的信息存放在EEPROM中。用戶(hù)擴(kuò)展后的芯片庫(kù)包含兩部分，一是單片機(jī)程序中包含初始時(shí)的一千多種芯片的信息；二是EEPROM中用戶(hù)擴(kuò)展的芯片的信息。這就是支持用戶(hù)對(duì)未有芯片進(jìn)行擴(kuò)展的功能。芯片檢測(cè)的結(jié)果可以通過(guò)上位機(jī)界面直觀的顯示出來(lái)。該系統(tǒng)除了含有一個(gè)芯片庫(kù)，還包含了一個(gè)芯片pdf文檔庫(kù)，方便用戶(hù)查詢(xún)芯片資料。為防止系統(tǒng)在使用中程序被損壞，上位機(jī)軟件中還嵌入了單片機(jī)初始程序的hex文件，方便使用者復(fù)位單片機(jī)程序。 1.4 作品各組成部分介紹 1.4.1上位機(jī)軟件的設(shè)計(jì) 上位機(jī)軟件可與下位機(jī)（即檢測(cè)端）連接使用，采用串口通信和USB口通信。 1．檢測(cè)端與上位機(jī)連接后，測(cè)試結(jié)果可以在上位機(jī)界面上直觀顯示。顯示組合邏輯芯片的邏輯圖，在圖上標(biāo)注出完好的部分和損壞的部分。便于使用者準(zhǔn)確、快速查找芯片損壞的部位。現(xiàn)有一片74LS00四2輸入與非門(mén)，檢測(cè)后發(fā)現(xiàn)其1、2、3引腳控制的與非門(mén)已損壞，而其余三片與非門(mén)完好，搭電路時(shí)我們就可以用余下的與非門(mén)，從而減少不必要的浪費(fèi)。 2．提供芯片資料的查詢(xún)功能。上位機(jī)軟件把芯片庫(kù)中所有芯片的pdf文檔一一對(duì)應(yīng)的封裝到芯片文檔庫(kù)，并嵌在軟件內(nèi)。被檢測(cè)芯片的文檔可以由用戶(hù)搜索調(diào)出，如同使用電子詞典查閱單詞一樣，能夠在短時(shí)間內(nèi)根據(jù)輸入的芯片型號(hào)為你查出該芯片的真值表及其邏輯表達(dá)式。若芯片完好被自動(dòng)識(shí)別，芯片文檔會(huì)在邏輯圖界面上自動(dòng)調(diào)出，用戶(hù)自由選擇是否顯示。 3．單片機(jī)初始固化的主程序可一鍵還原。上位機(jī)軟件還內(nèi)嵌了初始主程序的hex文件，便于使用者在單片機(jī)程序不慎損壞后，能夠自行快速下裝。為了使軟件更加體現(xiàn)人性化，這一功能通過(guò)軟件界面的“程序初始化”選項(xiàng)卡來(lái)實(shí)現(xiàn)?？芍^輕輕一按，一切如新。 4．使用者可以通過(guò)上位機(jī)軟件擴(kuò)展芯片庫(kù)。對(duì)于庫(kù)中不包含的芯片，上位機(jī)軟件有“庫(kù)擴(kuò)展”選項(xiàng)卡，使用者可自行將芯片的真值表、使能條件及電源和地輸入到“庫(kù)擴(kuò)展”界面的表格中。軟件根據(jù)上述芯片資料，將必要的信息存放在電可擦寫(xiě)可編程只讀存儲(chǔ)器（EEPROM）AT24C16A中。檢測(cè)此芯片時(shí)，單片機(jī)調(diào)用I2C讀取函數(shù)讀取EEPROM中的內(nèi)容。擴(kuò)展的芯片信息存放在EEPROM中，不僅掉電不丟失，而且無(wú)須改變單片機(jī)固化的主程序和原始的芯片庫(kù)。 1.4.2檢測(cè)端設(shè)計(jì) 1．被檢測(cè)芯片供電： 檢測(cè)端采用外置5V直流電源供電，可以連接試驗(yàn)箱上的5V電源，也可用5V電源適配器供電，也可通過(guò)方口線(xiàn)連接電腦使用?？紤]到大部分?jǐn)?shù)字芯片的電源+5V和地分別是芯片的最右上腳和最左下腳,故本系統(tǒng)在處理不同引腳數(shù)芯片(如14引腳或16引腳 )的供電問(wèn)題時(shí)是定VCC，不定GND（大部分芯片電源腳不是接5V就是接3.3V，接地管腳由程序控制給個(gè)低電平）。不同芯片的工作電源電壓不同，數(shù)字芯片工作電源多為直流5V和3.3V，特殊的芯片要求電源電壓在3.3v-5v之間，為了滿(mǎn)足被測(cè)芯片對(duì)電源電壓的要求，我們?cè)O(shè)計(jì)由LM317三端穩(wěn)壓管和數(shù)字電位器x9313來(lái)軟件控制電壓的產(chǎn)生，以使產(chǎn)生的電壓盡量準(zhǔn)確。 2．被檢測(cè)芯片邏輯電平的提供與讀?。? 待測(cè)芯片各管腳電平不確定，任意管腳都可能是邏輯1、邏輯0或?yàn)閼铱諣顟B(tài)。本系統(tǒng)采用為每個(gè)管腳連接1 個(gè)P溝道的MOS管和1 個(gè)N溝道的MOS管，分別作為該管腳的邏輯1開(kāi)關(guān)和邏輯0開(kāi)關(guān)。兩個(gè)MOS 管配合工作實(shí)現(xiàn)對(duì)待測(cè)芯片管腳的電源、接地、懸空三種狀態(tài)的控制。儀器采用P溝道MOS管2502和N溝道MOS管6401設(shè)計(jì)電路，兩者都具有較好的導(dǎo)通和截止特性，能夠有效的實(shí)現(xiàn)對(duì)待測(cè)芯片管腳的三種狀態(tài)控制。本系統(tǒng)采用地址控制的方式讀取電平,將要提供的邏輯電平鎖存于兩片八進(jìn)制 3態(tài)非反轉(zhuǎn)透明鎖存器 74HC573上，然后再通過(guò)一個(gè)4.7K的電阻提供給芯片，讀取時(shí)通過(guò)地址控制的方式讀取，并利用三態(tài)輸出的八組緩沖器和總線(xiàn)驅(qū)動(dòng)器74HC244使電平穩(wěn)定。 3．檢測(cè)結(jié)果的顯示（顯示電路） 顯示電路的顯示部分由7段數(shù)碼管或LCD1602液晶組成。 數(shù)碼管是LED顯示器件，成本低，我們作品最先的顯示部分就選擇了它。數(shù)碼管與LED點(diǎn)陣都是通過(guò)發(fā)光二極管的組合來(lái)顯示內(nèi)容的，相較于液晶顯示器功率大，有“耗電之王”之稱(chēng)。顯示數(shù)字芯片的型號(hào)，幾片數(shù)碼管就可以應(yīng)付了。但是若想顯示更多的信息，那就無(wú)能為力了。 LCD1602 液晶是一種字符型的液晶顯示屏 ,顯示信息量明顯大于數(shù)碼管。雖然與數(shù)碼管相比成本略高 ,但具有控制簡(jiǎn)單，節(jié)省I/O，耗電少,顯示信息量大的特點(diǎn) ,最關(guān)鍵的是可以連接于本系統(tǒng)的總線(xiàn)上。將來(lái)隨著多功能數(shù)字集成芯片檢測(cè)識(shí)別查詢(xún)系統(tǒng)的升級(jí)和功能擴(kuò)展，用戶(hù)將會(huì)對(duì)該系統(tǒng)有更大的信息量上的要求。所以，隨著本系統(tǒng)功能越來(lái)越強(qiáng)大，需要顯示的信息越來(lái)越多，我們會(huì)采用LCD1602液晶作為本系統(tǒng)顯示電路的主要顯示器件。 4．外部指令輸入設(shè)計(jì)（按鍵選擇電路設(shè)計(jì)） 按鍵部分含六個(gè)基本按鍵，功能選擇類(lèi)按鍵：“復(fù)位”、“功能”、“執(zhí)行”，數(shù)字選擇按鍵：“百位”、“十位”、“個(gè)位”。 復(fù)位按鍵：IC座中插入或更換芯片或想刷新一下重新檢測(cè)時(shí)，須按下復(fù)位按鍵，讓單片機(jī)程序重新開(kāi)始執(zhí)行。 功能按鍵：選擇檢測(cè)芯片的所屬系列和具體型號(hào)，選擇芯片型號(hào)識(shí)別要輸入的芯片管腳數(shù)。 執(zhí)行按鍵：將功能按鍵和數(shù)字選擇按鍵敲入的芯片具體系列和型號(hào)的信息傳送給單片機(jī)，要求單片機(jī)搜索此型號(hào)對(duì)應(yīng)的程序段。 百位：74HC138 3線(xiàn)8線(xiàn)譯碼器的“1”。 十位：74HC138 3線(xiàn)8線(xiàn)譯碼器的“3”。 個(gè)位：74HC138 3線(xiàn)8線(xiàn)譯碼器的“8”。 5．電可擦寫(xiě)可編程只讀存儲(chǔ)器（EEPROM）AT24C16A存儲(chǔ)電路 此電路的功能是在檢測(cè)端上存儲(chǔ)用戶(hù)擴(kuò)展的芯片信息。將擴(kuò)展的信息存儲(chǔ)在EEPROM里而不是下裝到單片機(jī)，這樣做的好處是：○1不必改庫(kù)，避免因芯片擴(kuò)展頻繁而造成程序損壞；○2信息存放在EEPROM中掉電不丟失，且檢測(cè)端可脫離電腦檢測(cè)此擴(kuò)展的芯片；○3 AT24C16A有足夠的ROM來(lái)存放芯片的信息（脫機(jī)運(yùn)行用）。 6．單片機(jī)與電腦串口通信和USB口通信設(shè)計(jì) 串口通信： 串口通信使用3根線(xiàn)完成：（1）發(fā)送，（2）接收，（3）地線(xiàn)。由于串口通信是異步的，端口能夠在一根線(xiàn)上發(fā)送數(shù)據(jù)同時(shí)在另一根線(xiàn)上接收數(shù)據(jù)。 RS-232針腳的功能： TXD（pin 3）：串口數(shù)據(jù)輸出(Transmit Data) RXD（pin 2）：串口數(shù)據(jù)輸入(Receive Data) GND（pin 5）：地線(xiàn) USB口通信： 隨著筆記本電腦的普及，多數(shù)儀器同電腦的接口由串口改成了USB口。本系統(tǒng)也采用了USB口通信，用CH341芯片實(shí)現(xiàn)USB轉(zhuǎn)串口。 CH341芯片的VCC引腳輸入外部5v電源，并且V3引腳外接容量為4700pF 或者0.01uF的電源退耦電容。 7．單片機(jī)程序設(shè)計(jì) 程序編為以下程序模塊：UART通信程序集、I2C通信程序集、芯片庫(kù)芯片概要信息程序集（主要包含芯片的概要信息，這些信息有芯片電源電壓、芯片引腳數(shù)、芯片所屬系列等）、芯片庫(kù)芯片詳細(xì)信息程序集（包括組合邏輯芯片程序集、時(shí)序邏輯芯片程序集、各管腳程序集、74系列芯片程序集、cd4000系列芯片程序集）、數(shù)碼管程序集、液晶顯示程序集、按鍵選擇程序集組成。 UART程序集用來(lái)實(shí)現(xiàn)CPU和電腦的通信。 I2C通信程序集用來(lái)實(shí)現(xiàn)CPU和外掛EEPROM的通信，CPU從EEPROM中讀取用戶(hù)擴(kuò)展芯片的信息。 組合邏輯芯片程序集用來(lái)存放組合邏輯芯片的使能條件、電源和地、真值表等信息。 時(shí)序邏輯芯片程序集用來(lái)存放RAM芯片和EEPROM芯片的相關(guān)信息。時(shí)序邏輯芯片的檢測(cè)比較難，目前我們的作品只能檢測(cè)RAM和E方這兩種芯片。隨著我們對(duì)邏輯芯片研究的深入，特別是Clock Pulse模擬精確度提高后，會(huì)有更多的時(shí)序邏輯芯片能夠被我們的作品檢測(cè)好壞，未來(lái)時(shí)序邏輯芯片庫(kù)擴(kuò)展的空間很大。 各數(shù)目管腳程序集、74系列芯片程序集、cd4000系列芯片程序集是根據(jù)芯片的管腳數(shù)目、所屬系列而分類(lèi)的，這幾個(gè)程序集相互嵌套調(diào)用，最大限度的提高程序執(zhí)行效率。 數(shù)碼管程序集、液晶顯示程序集、按鍵選擇程序集分別用來(lái)實(shí)現(xiàn)信息顯示和指令輸入。 研究報(bào)告上述檢測(cè)端具有檢測(cè)識(shí)別的功能，那么單片機(jī)程序是如何設(shè)計(jì)來(lái)更好的提高程序執(zhí)行效率的呢？ 若是用戶(hù)通過(guò)按鍵輸入芯片型號(hào)，則程序首先在芯片庫(kù)芯片概要信息程序集里尋找if(輸入xinghao==庫(kù)中芯片)判斷語(yǔ)句，從中獲取此芯片的電源電壓、管腳數(shù)、所屬系列等信息，然后調(diào)用芯片庫(kù)芯片詳細(xì)信息程序集中的各子集。執(zhí)行這些子集，對(duì)輸出電流、輸出電壓直流參數(shù)進(jìn)行測(cè)試的同時(shí)，完成真值表功能測(cè)試。真值表功能測(cè)試的同時(shí)，完成“三態(tài)”（高阻狀態(tài)）漏電流測(cè)試。然后將測(cè)試結(jié)果顯示在數(shù)碼管或LCD上。 輸入芯片型號(hào)檢測(cè)其好壞，程序運(yùn)行時(shí)針對(duì)性強(qiáng)，執(zhí)行效率高。若是型號(hào)已磨損，要想進(jìn)行型號(hào)識(shí)別程序算法該如何設(shè)計(jì)呢？ 型號(hào)識(shí)別，用戶(hù)可以在芯片插入IC座后，直接按“執(zhí)行鍵”，也可以通過(guò)按鍵敲入芯片的管腳數(shù)，然后“執(zhí)行”，后者的效率要比前者高。 未知型號(hào)芯片插入IC座后，若是直接按“執(zhí)行”按鍵，程序首先調(diào)用時(shí)序邏輯芯片程序集判斷是否為時(shí)序邏輯芯片，目前庫(kù)中只有RAM和EEPROM時(shí)序芯片，比較容易篩選。在執(zhí)行其他組合邏輯芯片程序集，需要一個(gè)程序一個(gè)程序的判斷，顯然效率較低，執(zhí)行時(shí)間在1-2秒。 未知型號(hào)芯片插入IC座后，用戶(hù)通過(guò)按鍵敲入此芯片的管腳數(shù)，然后“執(zhí)行”，則程序調(diào)用此管腳數(shù)的程序集，并按優(yōu)先級(jí)依次判斷芯片是否含CP和所屬系列，最后判斷型號(hào)。顯然，此法進(jìn)行型號(hào)識(shí)別效率要高于前者。 判斷優(yōu)先級(jí) ：1管腳數(shù)目；2芯片是否含CP（組合邏輯芯片、時(shí)序邏輯芯片）；3芯片所屬系列及型號(hào)（74系列、CD4000系列）。 按優(yōu)先級(jí)1將芯片按照管腳數(shù)目分類(lèi)，分別編成幾個(gè)程序集。 例如8腳、14腳、16腳、20腳、24腳等程序集，調(diào)用此程序集的同時(shí)CPU控制電路只將此數(shù)目的引腳置邏輯電平，其余IC座的引腳懸空。 程序中將芯片按優(yōu)先級(jí)2分為兩類(lèi)來(lái)處理，一種是只有簡(jiǎn)單組合邏輯的芯片，如 74LS138譯碼器，由門(mén)的各種邏輯組合構(gòu)成。這種芯片只要簡(jiǎn)單向引腳輸入邏輯電平，然后讀取輸出引腳邏輯值是否正確便可進(jìn)行判斷；另一種是帶Clock Pulse信號(hào)，有置數(shù)端、清零端的芯片，如計(jì)數(shù)器，觸發(fā)器等。這種芯片同樣需要先復(fù)位一下，然后讀取復(fù)位以后的輸出電平是否正確，再給時(shí)鐘信號(hào)，讀取測(cè)試時(shí)序圖，最后如果有初值裝載的就直接調(diào)用前面一類(lèi)的函數(shù)測(cè)試裝載是否正常。 按優(yōu)先級(jí)3將芯片按照系列分為74系列和CD4000系列程序集。 1.5作品特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì) 1．芯片庫(kù)豐富，檢測(cè)品種多 芯片庫(kù)豐富，檢測(cè)端可以檢測(cè)74系列、CD4000系列集成芯片，檢測(cè)千余種組合邏輯芯片和RAM、EEPROM時(shí)序邏輯芯片，可檢測(cè)時(shí)序邏輯芯片的種類(lèi)還在增加。 2．支持用戶(hù)對(duì)新的芯片種類(lèi)進(jìn)行擴(kuò)展 支持用戶(hù)對(duì)新的芯片種類(lèi)進(jìn)行擴(kuò)展，設(shè)備使用壽命不至于因數(shù)字芯片的更新?lián)Q代而短命，拓寬了設(shè)備的使用范圍，也增強(qiáng)了設(shè)備的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。 用戶(hù)可以通過(guò)上位機(jī)軟件將未有芯片的使能條件和電源、地及真值表等信息填到軟件界面的表格里，存儲(chǔ)到檢測(cè)端的AT24C16A中，信息存儲(chǔ)在EEPROM中，不僅掉電不丟失而且檢測(cè)端可以脫機(jī)使用。 3．檢測(cè)端和上位機(jī)軟件的人性化設(shè)計(jì) 脫離電腦使用時(shí)，檢測(cè)端具有芯片好壞檢測(cè)、型號(hào)識(shí)別、替換查詢(xún)的功能。連接電腦后，還能夠提供數(shù)字集成電路文檔的查詢(xún)，未知芯片的擴(kuò)展，初始程序的還原。 4．市場(chǎng)廣闊 適合各類(lèi)學(xué)校學(xué)生，數(shù)字電路研發(fā)人員以及電子愛(ài)好者使用。為電子愛(ài)好者或者電子專(zhuān)業(yè)學(xué)生提供有效地學(xué)習(xí)工具，能為學(xué)生學(xué)習(xí)集成電路提供很大方便。學(xué)生查閱數(shù)字芯片，不僅縮短時(shí)間，而且使學(xué)生更直觀的了解芯片。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中發(fā)揮更大作用，節(jié)省大量的教育經(jīng)費(fèi)。 5．工作穩(wěn)定、性能可靠 該系統(tǒng)的檢測(cè)端（硬件部分）是以8位單片機(jī)數(shù)據(jù)處理電路為核心，由電可擦寫(xiě)可編程只讀存儲(chǔ)器（EEPROM）AT24C16A存儲(chǔ)電路、串口與USB口雙通信電路、穩(wěn)壓電源電路、7段數(shù)碼管（或1602液晶）顯示電路和過(guò)流保護(hù)電路組成。工作穩(wěn)定，性能可靠。 6．便于普及，可作為儀器儀表進(jìn)行推廣 本裝置通過(guò)PCB制板加以塑料外殼封裝可以制成一體化的裝置，體積可以大大減小，如同萬(wàn)用表一樣隨身攜帶，簡(jiǎn)直就是一款檢測(cè)邏輯芯片的萬(wàn)用表。 1.6應(yīng)用前景和市場(chǎng)預(yù)測(cè) 應(yīng)用前景： 實(shí)驗(yàn)教學(xué)使用，該系統(tǒng)能夠快速檢測(cè)出數(shù)字邏輯芯片的好壞，將完好的數(shù)字芯片重復(fù)使用，節(jié)省大量的教育經(jīng)費(fèi)。 適合各類(lèi)學(xué)校學(xué)生使用，學(xué)生查閱數(shù)字芯片pdf資料，不僅縮短時(shí)間，而且使學(xué)生更直觀的了解芯片，為學(xué)生學(xué)習(xí)集成電路提供很大方便。 數(shù)字電路研發(fā)人員以及電子愛(ài)好者使用，在電子電路的調(diào)試及設(shè)計(jì)中發(fā)揮不可替代的作用。 商業(yè)檢測(cè)使用，采購(gòu)大量的數(shù)字芯片，該系統(tǒng)能夠高效的辨別真?zhèn)巍? 多功能數(shù)字集成會(huì)像萬(wàn)用表，成為電子技術(shù)人員、電子專(zhuān)業(yè)學(xué)生、電子技術(shù)愛(ài)好者人手一臺(tái)的工具；會(huì)像示波器，成為每個(gè)實(shí)驗(yàn)室必配的儀器。 市場(chǎng)預(yù)測(cè)： 如果將本裝置通過(guò)PCB制版加以塑料外殼封裝可以制成一體化的裝置，體積可以大大減小，便于攜帶，應(yīng)用場(chǎng)合不受限制。該系統(tǒng)成本分析約為300元人民幣/臺(tái)，建議售價(jià)800元/臺(tái)。 全國(guó)兩千余所高校，擁有工科教學(xué)實(shí)驗(yàn)室不下6萬(wàn)個(gè)，按一個(gè)實(shí)驗(yàn)室配一臺(tái)計(jì)算，則有6萬(wàn)臺(tái)（4800萬(wàn)人民幣）的市場(chǎng)。 全國(guó)兩千多萬(wàn)高校學(xué)生，電子、計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)學(xué)生也得兩百萬(wàn)，照40個(gè)人配一臺(tái)計(jì)算，則有5萬(wàn)臺(tái)（4000萬(wàn)人民幣）的市場(chǎng)。 全國(guó)電子工程師、電子愛(ài)好者有六七百萬(wàn)，照100個(gè)人配一臺(tái)計(jì)算，則有6萬(wàn)臺(tái)（4800萬(wàn)人民幣）的市場(chǎng)。 全國(guó)涉及電子領(lǐng)域的公司、工廠不下幾萬(wàn)家，在日常商務(wù)活動(dòng)中需對(duì)大量的數(shù)字芯片進(jìn)行檢測(cè)，多功能數(shù)字集成芯片檢測(cè)識(shí)別查詢(xún)系統(tǒng)的需求量也大，照10萬(wàn)臺(tái)計(jì)算，有8000萬(wàn)人民幣的市場(chǎng)。 綜合上述分析，那么多功能數(shù)字集成芯片檢測(cè)識(shí)別查詢(xún)系統(tǒng)全國(guó)擁有的市場(chǎng)是27萬(wàn)臺(tái)，銷(xiāo)售額2.16億人民幣，利潤(rùn)1.35億人民幣。21世紀(jì)的中國(guó)電子業(yè)正蓬勃發(fā)展，數(shù)字芯片的使用會(huì)越來(lái)越廣，多功能數(shù)字集成芯片檢測(cè)識(shí)別查詢(xún)系統(tǒng)的潛在市場(chǎng)不可估量。 一言以蔽之，看看優(yōu)利德，看看今天的萬(wàn)用表市場(chǎng)，你就知道明天我們的作品市場(chǎng)有多廣闊。 1.7參考文獻(xiàn) 1.吳霞,沈明.常用數(shù)字芯片檢測(cè)裝置開(kāi)發(fā)[N].儀表技術(shù) 2008年第10期，文章編號(hào):1006-2394(2008)10-0050-02. 2．康華光主編.電子技術(shù)基礎(chǔ) 數(shù)字部分[M].高等教育出版社出版 書(shū)號(hào)ISBN 978-7-04-007986-9. 3. 關(guān)善亮等.智能數(shù)字芯片檢測(cè)儀的研制[J].中國(guó)科技信息 2009年第11期. 4.浙江天煌科技實(shí)業(yè)有限公司.天煌教儀DZX-1型電子學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)裝置說(shuō)明書(shū). 5.北京金三航科技發(fā)展有限公司.GT2100A數(shù)字集成電路多參數(shù)篩選測(cè)試儀說(shuō)明書(shū).
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作品專(zhuān)業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 目的：我們?cè)O(shè)計(jì)的作品不僅可以檢測(cè)芯片好壞、識(shí)別芯片型號(hào)，更為重要的設(shè)計(jì)是它支持用戶(hù)對(duì)庫(kù)中未含芯片進(jìn)行擴(kuò)展，延長(zhǎng)了設(shè)備的使用壽命，使它永不過(guò)時(shí)。 基本思路：?jiǎn)纹瑱C(jī)通過(guò)對(duì)真值表功能進(jìn)行測(cè)試（同時(shí)完成“三態(tài)”（高阻狀態(tài)）漏電流測(cè)試），以此來(lái)判斷集成電路的好壞。通過(guò)上位機(jī)軟件，用戶(hù)可以對(duì)庫(kù)進(jìn)行擴(kuò)展，從而擴(kuò)展使用范圍，延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命。 創(chuàng)新點(diǎn)： 1.芯片好壞檢測(cè)，芯片型號(hào)識(shí)別，芯片替換查詢(xún)。2.人性化的上位機(jī)軟件。芯片的pdf文檔嵌在上位機(jī)軟件中，便于用戶(hù)查詢(xún)；初始hex文件嵌于操作軟件，便于還原。 3.時(shí)序邏輯芯片的檢測(cè)。該系統(tǒng)可檢測(cè)RAM類(lèi)、EEPROM類(lèi)和其它常用時(shí)序邏輯芯片的好壞。 4.本作品最大的創(chuàng)新點(diǎn)在于：庫(kù)擴(kuò)展，實(shí)現(xiàn)對(duì)新的芯片種類(lèi)的測(cè)試，從而擴(kuò)展了系統(tǒng)的測(cè)試范圍，使系統(tǒng)永不過(guò)時(shí)！ 技術(shù)關(guān)鍵：實(shí)現(xiàn)當(dāng)前庫(kù)內(nèi)不涵蓋的芯片的測(cè)試、芯片引腳電平控制設(shè)計(jì)、過(guò)流保護(hù)設(shè)計(jì)、時(shí)序邏輯芯片檢測(cè)設(shè)計(jì)、Clock Pulse模擬。 主要技術(shù)指標(biāo)：1.芯片種類(lèi)：檢測(cè)74系列、CD4000系列千余種組合邏輯芯片，檢測(cè)RAM類(lèi)、EEPROM類(lèi)和其它常用時(shí)序邏輯芯片并可根據(jù)需要對(duì)可測(cè)試邏輯芯片的種類(lèi)進(jìn)行（理論上）無(wú)限制擴(kuò)展。2.測(cè)試速度：芯片好壞檢測(cè)只需0.2-0.5秒；型號(hào)識(shí)別需要1-2秒。3.電源電壓、功耗：工作電壓5v，可采用實(shí)驗(yàn)箱5v或電源適配器供電。功耗18w/h。4.可靠運(yùn)行時(shí)間：九年。5.體積、重量：寬15.4厘米，長(zhǎng)25.5厘米，高10.5厘米。重量1-1.2Kg。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 科學(xué)性、先進(jìn)性： 我們作品——多功能數(shù)字集成芯片檢測(cè)識(shí)別查詢(xún)系統(tǒng)功能介紹： 在脫離電腦使用時(shí)它具有好壞檢測(cè)、型號(hào)識(shí)別功能，與電腦連接后，具有 1．支持用戶(hù)對(duì)庫(kù)中未有芯片進(jìn)行擴(kuò)展； 2．測(cè)試結(jié)果上位機(jī)界面直觀顯示； 3．芯片pdf文檔嵌在上位機(jī)軟件內(nèi)，可直接查詢(xún)； 4．hex文件嵌在上位機(jī)軟件內(nèi)，輕輕一按程序還原的擴(kuò)展功能。 多功能數(shù)字集成芯片檢測(cè)識(shí)別查詢(xún)系統(tǒng)比起北京金三航科技發(fā)展有限公司的GT2100A數(shù)字集成電路多值邏輯測(cè)試儀突出的創(chuàng)新點(diǎn)在于用戶(hù)可通過(guò)上位機(jī)軟件自行擴(kuò)展未知芯片，使系統(tǒng)永不過(guò)時(shí)。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 未有
作品所處階段
- 實(shí)驗(yàn)室階段，樣機(jī)
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 未轉(zhuǎn)讓
作品可展示的形式
- 現(xiàn)場(chǎng)演示 圖片 實(shí)物、樣品
使用說(shuō)明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說(shuō)明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- 使用說(shuō)明： 具有好壞檢測(cè)、型號(hào)識(shí)別、替換查詢(xún)的基本功能。與電腦連接后，具有支持用戶(hù)對(duì)未有芯片進(jìn)行擴(kuò)展、測(cè)試結(jié)果上位機(jī)界面直觀顯示、芯片pdf直接查詢(xún)、hex文件一鍵還原的擴(kuò)展功能。 技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)： 1.芯片庫(kù)豐富，檢測(cè)品種多。2.支持用戶(hù)對(duì)新的芯片種類(lèi)進(jìn)行擴(kuò)展。3.檢測(cè)端和上位機(jī)軟件的人性化設(shè)計(jì)。4.工作穩(wěn)定、性能可靠。 作品使用范圍、推廣前景： 實(shí)驗(yàn)教學(xué)使用，每年它可以至少為我們節(jié)省千萬(wàn)人民幣的教育經(jīng)費(fèi)。適合各類(lèi)學(xué)校學(xué)生使用，為學(xué)生學(xué)習(xí)集成電路提供很大方便。電子愛(ài)好者使用，在電子電路的調(diào)試及設(shè)計(jì)中發(fā)揮不可替代的作用。 市場(chǎng)分析與經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)： 成本約為300元人民幣/臺(tái)，建議售價(jià)800元/臺(tái)。高校實(shí)驗(yàn)室使用有6萬(wàn)臺(tái)的市場(chǎng)。高校電子專(zhuān)業(yè)學(xué)生使用有5萬(wàn)臺(tái)的市場(chǎng)。全國(guó)電子工程師、電子愛(ài)好者使用有6萬(wàn)臺(tái)的市場(chǎng)。全國(guó)涉及電子領(lǐng)域的公司使用量按10萬(wàn)臺(tái)計(jì)算，有8000萬(wàn)人民幣的市場(chǎng)。綜合上述分析，它全國(guó)擁有的市場(chǎng)是27萬(wàn)臺(tái)，銷(xiāo)售額2.16億人民幣/年，利潤(rùn)1.35億人民幣。
同類(lèi)課題研究水平概述
- 據(jù)我們了解，北京金三航科技發(fā)展有限公司在數(shù)字芯片檢測(cè)領(lǐng)域技術(shù)比較成熟，它的GT2100A數(shù)字集成電路多值邏輯測(cè)試儀是數(shù)字芯片檢測(cè)設(shè)備的典型代表，它可以實(shí)現(xiàn)的功能有： 1．測(cè)試電源拉偏狀態(tài)下，輸出電平加載測(cè)試。 2．對(duì)輸出電流、輸出電壓直流參數(shù)進(jìn)行測(cè)試的同時(shí)，完成真值表功能測(cè)試。 3．真值表功能測(cè)試的同時(shí)，完成“三態(tài)”（高阻狀態(tài)）漏電流測(cè)試。 4．對(duì)IC 輸入電流、功耗電流測(cè)試。 5．輸入漏電流及交叉漏電流測(cè)試。 6．測(cè)試過(guò)程無(wú)須人工干預(yù)。 7．用戶(hù)可以自選測(cè)試模式，使用方便、操作簡(jiǎn)潔。 8．可自動(dòng)識(shí)別74 系列中的CMOS 器件。 9．可以查找未知IC 的型號(hào)。 多功能數(shù)字集成芯片檢測(cè)識(shí)別查詢(xún)系統(tǒng)比起北京金三航科技發(fā)展有限公司的GT2100A數(shù)字集成電路多值邏輯測(cè)試儀突出的創(chuàng)新點(diǎn)在于用戶(hù)可通過(guò)上位機(jī)軟件自行擴(kuò)展未知芯片，對(duì)于庫(kù)中不包含的芯片，上位機(jī)軟件有“庫(kù)擴(kuò)展”選項(xiàng)卡，使用者可自行將芯片的真值表、使能條件及電源和地輸入到“庫(kù)擴(kuò)展”界面的表格中。軟件根據(jù)上述芯片資料，將必要的信息存放在電可擦寫(xiě)可編程只讀存儲(chǔ)器（EEPROM）AT24C16A中。檢測(cè)此芯片時(shí)，單片機(jī)調(diào)用I2C讀取函數(shù)讀取EEPROM中的內(nèi)容。擴(kuò)展的芯片信息存放在EEPROM中，不僅掉電不丟失，而且無(wú)須改變單片機(jī)固化的主程序和原始的芯片庫(kù)。
