单片机最小系统的测试

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1、项目9单片机最小系统的测试9．1．1项目内容单片机系统规模较小，本身不具备自我开发和测试能力，正确选择单片机应用系统，判断其工作性能是设计开发前的一项重要工作，采用简易逻辑测试设备、逻辑分析仪等仪器，对单片机最小系统的功能进行测试，并对其配置和性能做出评价。9．1项目要求9．1．2知识要求掌握数字系统的特点、熟悉单片机应用系统的构成、了解数据域测试的基本方法、掌握简易逻辑测试设备、逻辑分析仪仪器的工作原理和测试方法。9．2相关知识9．2．1数据域测试的概念1、数据域测试特点被测信号持续时间短。被测信号故障定位难

2、。被测信号的非周期性。信息传递方式多样化。外部测试点少。2、数据域测试主要目标数据域测试的目标，一是确定系统中是否存在故障，称为合格/失效测试，或称故障检测；二是确定故障的位置，称为故障定位。3、数据域测试的方法从输入端加激励信号，观察由此产生的输出响应，并与预期的正确结果进行比较，一致则表示系统正常；不一致表示系统有故障。一般有穷举测试法、功能测试法、结构测试法和随机测试法。4、数据域测试的步骤测试系统总线测试程序输入计算机测试结果输出时钟发生器实效存储器逻辑比较器电平比较器参考电压被测电路图形发生器波形合成

3、器驱动器图9.1LSI测试系统的简化框图5、数据域测试主要设备数据域测试的主要设备有：逻辑笔和逻辑夹、逻辑分析仪、特征分析仪、激励仪器、微机及数字系统故障诊断仪、在线仿真仪、数据图形产生器、微型计算机开发系统、印制电路板测试系统等。9．2．1数据域测试的概念1、失效和故障当系统提供的服务违背了技术规范，或者偏离了其预定功能时，表示系统已失效。失效的根源是故障，但故障并不等于失效。2、发生故障的原因一类是由设计原因引起的，它包括设计规范有错误或含糊不清、设计人员进行了违背规范的设计等，这类故障主要依靠设计人员通过

4、逻辑正确性验证来消除。另一类故障是由物理原因引起的，称为物理故障。例如在制造期间焊点开路、接线开路和短路、管脚短路和断裂等；在存储期间由于温度、湿度和老化等因数引起的故障3、故障特征的描述（1）故障性质是逻辑故障还是非逻辑故障。逻辑故障使电路中某一条引线的逻辑值变成其规定值的相反值。逻辑故障之外的其它故障统称为非逻辑故障。（2）故障的值对逻辑故障而言，某引线产生了一个固定的错误逻辑值或者是变化的错误逻辑值。（3）故障的范围只影响单条引线的故障是局部故障；影响多条引线的故障是分布式故障。（4）故障的持续时间永久性

5、故障若不经修理是一直存在的；间歇性故障是有时出现，有时不出现的故障，大多数是由于参数临界或器件老化等原因引起的。4、故障模型（1）建立故障模型的作用一是用结构测试代替功能的完全检查，以降低测试的复杂性。二是为了适应不同层次的测试要求。（2）对故障模型的要求故障模型不但要能精确地反映实际的物理故障，而且要能方便测试产生和评价。（3）常见故障模型①固定故障模型②晶体管故障模型③门级故障模型④功能块级故障模型⑤存储故障模型⑥可编程逻辑阵列故障模型⑦微处理器故障模型⑧临时故障模型9．2．3逻辑电路的简易测试简易逻辑电平

6、测试设备常见的有逻辑笔和逻辑夹，它们主要用来判断信号的稳定电平、单个脉冲或低速脉冲序列。其中逻辑笔用于测试单路信号，逻辑夹则用于多路信号。1、逻辑笔的基本组成被测信号经过输入保护电路后同时加到高、低电平比较器，比较结果分别加到脉冲展宽电路，以保证测量单个窄脉冲时有足够时间点亮指示灯。被测信号输入高电平比较器低电平比较器高电平脉冲扩展低电平脉冲扩展高电平指示灯+5V低电平指示灯图9.2逻辑笔的基本组成输入保护电路指示驱动电路2、逻辑笔的应用逻辑笔可用于判断某一端点的逻辑状态。逻辑笔有两只指示灯，红灯指示逻辑“1”

7、（高电平），绿灯指示逻辑“0”（低电平）。9．2．4逻辑分析仪1、逻辑分析仪的主要特点（1）以荧光屏显示的方式表示出数字系统的运行情况，便于观察。（2）有足够多的输入通道。可同时检查32、64路甚至更多路信号。（3）具有多种灵活的触发方式，确保对被观察数据流的准确定位。（4）具有记忆功能，可以观测单次及非周期性数据信息，并可诊断随机故障。（5）具有限定功能，可对数据进行挑选，删除无关数据。（6）具有多种显示方式。（7）具有可靠的毛刺检测能力。2、逻辑分析仪的分类逻辑分析仪按其工作特点，可分为逻辑状态分析仪和逻辑

8、定时分析仪两大类。这两类分析仪的基本结构是相同的，二者的主要区别在于显示方式和定时方式不同。逻辑状态分析仪主要用于检测数字系统的工作程序。并用字符“0”和“1”、助记符或映射图等来显示被测信号的逻辑状态，以便对系统进行状态分析。逻辑定时分析仪用定时图方式显示状态信息，与示波器显示方式类似，即水平轴代表时间，而垂直轴代表电压幅度。它可显示各通道的逻辑波形，特别是各通道之间波形的时序关系。