1、本 科 毕 业 设 计集成电路检测仪主控电路的设计所在学院 专业班级 电气工程与自动化 学生姓名 学号 指导教师 职称 完成日期 年 月 I摘要随着集成电路的发展的日益广泛的应用，其相关检测技术也显得的愈发重要。在对集成电路的设计验证以及各种维护都需要对集成电路的性能进行测试，因此对这方面的研究是具有一定的实际意义的。本文设计的集成电路检测仪主控电路的设计采用单片机 AT89C51 为核心，控制整个检测仪进行工作，使检测仪实现检测功能。整个工作流程是当芯片放入导轨，芯片进入分粒器，分粒器进行分粒使一块芯片进入下阶段的检测，芯片到达检测区后，驱动检测夹板夹紧芯片，然后对芯片进行测试，测试出芯片是
2、好的或坏的对应驱动气缸推动接收的管放入 FAIL 管或PASS 管。论文的第一章主要阐述本人设计的背景和意义，本文需要解决的主要问题。第二章对系统设计的总方案做下介绍。第三章主要对硬件的系统构成做下介绍。第四章要对软件的系统构成做下介绍。以 AT89C51 单片机为核心设计的集成电路检测仪的主控电路，电路简单可靠，测试精确快速，并且具有体积小，重量轻，成本低等优点。关键字：集成电路；检测；AT89C51；传感器；LCDIIAbstractWith the development of integrated circuits increasingly wide range of applicat
3、ions, the correlation detection 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 this area is the female has a certain practical s
4、ignificance. Detector integrated circuit designed in this paper the design of main control circuit sensor using AT89C51 as the core, control of the detector to work, so that detector to achieve detection. The entire workflow is when the chips into the track, the chip into the sub-grain, sub grain we
5、re fractionated device to a chip into the next phase of testing, the chip after the arrival detection zone, drive test splint clamp chip, and then test the chip test the chip is good or bad driver corresponding tube in the cylinder to promote the received PASS FAIL pipe or tube.In the first chapter
6、describes the background and meaning of my design, the paper the main issues to be resolved. Chapter 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 sy
7、stem structure.The AT89C51 microcontroller as the core design of the master integrated circuit detector circuit, the circuit is simple, reliable, precise and rapid testing, and small size, light weight and low cost. Keywords: integrated circuit；testing；AT89C51；sensors；LCD III目 录第 1 章 绪论 .11.1 课题的研究背
8、景和意义.11.2 主要问题的提出与解决方案 .11.3 检测仪的基本原理和构成.11.4 设计内容及要求.2第 2 章 检测仪的总体方案 .32.1 集成电路检测仪主控电路的特点.32.2 总方案的构成 .32.3 电路总体设计思路分析.32.4 电路主要功能的要求.32.5 集成电路检测仪控制系统方案 .42.6 工作流程 .4第 3 章 硬件系统设计 .63.1 单片机外围电路的设计 .63.1.1 单片机 AT89C51 介绍.63.1.2 单片机必要工作条件 .83.1.3 单片机外接电磁阀电压转换电路 .93.2 LCD 电路的设计 .103.2.1 LCD 电路模块的要求和选择.
9、103.2.2 LCD12864 的基本特性.113.3 按键的设计.163.4 传感器部分电路设计.163.4.1 光电传感器.163.4.2 霍尔开关传感器.173.4.3 微动开关传感器 .173.4.4 检测夹具的运用 .17第 4 章 软件部分的设计 .194.1 主程序流程图 .194.2 LCD12864 液晶显示电路和按键电路的软件设计 .20IV设计总结 .22致谢 .23参考文献 .24附录 1.25附录 2.271第 1 章 绪论1.1 课题的研究背景和意义自 1947 年 12 月，世界第一个晶体管的诞生，晶体管便拉开了人类社会步入电子时代的序幕。之后，1958 年 T
10、I 的公司科学家研制出世界上第一块集成电路。在后来的几十年里集成电迅速发展成电子信息的产业的核心。集成电路具有体积小，重量轻，引出线和焊接点少，寿命长，可靠性高，性能好等优点，同时成本低，便于大规模生产。它不仅在工、民用电子设备如收录机、电视机、计算机等方面得到广泛的应用，同时在军事、通讯、遥控等方面也得到广泛的应用。用集成电路来装配电子设备，其装配密度比晶体管可提高几十倍至几千倍，设备的稳定工作时间也可大大提高。集成电路芯片的出现与发展，给人类进入信息时代提供了源动力。现在集成电路的制造技术在工厂生产条件下，已经在深亚微米层次上加工细微化，硅片大直径化，加工环境，生产自动化，设备超净化，柔性
11、化发展。在我国，集成电路的生产因为起步晚，在人才方面比较缺乏等一些原因，发展的的层次较低，当国内也已经采取相关措施加快集成电路的发展，现在国内已经可以投产 0.35 微米甚至 0.25 微米的集成电路工艺线，更小线宽的工艺线也在建设中，相信国内的集成电路行业将会速度发展起来。集成电路的发展也必然离不开集成电路的检测与分析的研究。可以说没有了电路的检测与分析的研究，集成电路也不可能如此快速的正常发展。因此跟踪检测技术的前沿，研究新的检测理论技术，开发高性能的检测设备和测试系统非常重要。目前，我国的集成电路技术与国外相比，还有一端不小的差距。国内有关集成电路检测的理论分析的资料还很缺乏。目前的集成
12、电路测试系统可以主要分两种集成电路测试系统，一种是整板测试，称板级测试系统。另一种是对单个芯片测试称芯片测试系统。电路板的测试可分为带微处理器的的电路板的测试和不带微处理器的电路板的测试，及 CPU 板和普通电路板的测试。芯片的测试又分在线测试和离线测试。所谓在线测试是指对焊接在电路板上的各种芯片做逻辑测试和故障测试；而离线测试是对脱离电路板的芯片进行测试和故障判断。随着电子芯片市场的快速发展，有很多不法商人用损坏的芯片或者假的芯片代替好的芯片来牟取暴利。同时在学校的电子实验当中也经常需要判断集成芯片是否损坏，芯片的正常与否是教学顺利进行的必要条件。因此对集成电路检测仪的研制是非常有必要的。1
13、.2 主要问题的提出与解决方案本文设计的检测仪属于测试芯片功能是否完好的测试系统，通过测试的结果对好的和坏的芯片进行分粒，本文中需要解决的主要问题有：1、使用的电源电压为+5V，供电方式为直流稳压电路。2、各种传感器的选择。3、液晶显示器的连接控制。4、对原理图的绘制。5、论文的书写1.3 检测仪的基本原理和构成整台机器主要由底座和工作斜平面组成。工作斜平面固定在底座上，与水平面呈一定角度。工作斜平面上装有导轨，未分捡的集成电路经添料翻斗添入导轨，在重力作用下滑入导轨底部。导轨内通有气流，以减少芯片与导轨的摩擦力。导轨底部有分粒器，每次释放一粒芯片进入测试区。芯片进入测试区之后，专用夹具带动金
14、手指夹住芯片管脚，金手指引出导线连接到测试机，测试机对该芯片进行通电测试性能。测试机判断芯片性能为正品或次品，反馈给分捡机的控制电路。控制电路根据芯片是否正品，驱动分料梭移动到相应的位置，使正品管或次品管准备接收已测试完毕的芯片。接着测试区后的挡板释放测试完毕的芯片，在重力作用下，芯片落入相应的管中。机器的运动部件均为气动元件，由气泵提供压缩空气作为动力，控制元件为电磁阀。运动部件有：分粒器、测试夹、测试挡板、分料梭及导轨气流。芯片位置传感器为光电传感器，有：器件在导轨中列满、器件在分粒器、测试区有 2 粒器件、测试区有器件、器件卡在检测站后、器件进入 PASS 管、器件进入 FAIL 管。有
15、两个微动开关传感器：PASS 管存在、FAIL 管存在。有两个霍尔开关传感器：分料梭气缸在 PASS 位、分料梭气缸在 FAIL 位。有 5 个按钮开关：开始、停止、复位、急 停、测试。2有 5 个输出指示灯：PASS 管料满、FAIL 管料满、红色指示灯、黄色指示灯、绿色指示灯。有一个声音报警输出。与测试机的接口信号为 TTL 信号：开始测试、清除 EOT、测试结束（EOT） 、测试进行中、BIN1（PASS） 、BIN2（FAIL） 。图 1.1 集成电路检测仪成品图1.4 设计内容及要求研究的基本内容设计一个集成电路检测仪的主控电路。1、液晶显示操作界面。2、自动分粒、自动检测、根据检测
16、结果自动分料。3、自动计数，接料管满自动停机并报警。4、卡料自动停机并报警。3第 2 章 检测仪的总体方案2.1 集成电路检测仪主控电路的特点该检测仪是以 AT89C51 单片机为核心，通过软件编程，对液晶显示器和检测的整个过程进行控制，同时对检测中出现的问题及故障进行自动报警。各种芯片的厂家都拥有自己芯片的测试系统一般都在芯片出厂前检测出芯片的基本参数和功能，但对于一些小企业和高校来说并不关心芯片的内部结构，只要芯片的逻辑功能正确就好了，本文的检测仪针对一些企业和高校的实验室来说具有成本低，稳定性好、准确率高的特点。2.2 总方案的构成在自动检测系统中，各个组成部分常以信息流的过程来划分，一
17、般分为：信息的获取、转换、处理和输出几部分。它首先要获取被检测的信息，把它变换成单位，然后把已转换成电量的信息进行放大、整形等转换处理，在通过输出单位（如液晶显示仪）把信息显示出来，或者通过输出单位把已经处理的信息送到控制系统其他单元使用，成为控制系统的一部分等，其组成部分如下图 2.1 所示被检测的信息传感器检测电路输出单元图 2.1 基本检测流程图2.3 电路总体设计思路分析电路的设计围绕 AT89C51 单片机为核心，主要由检测电路模块，单片机控制电路模块，TCM 点阵液晶显示模块，按键控制模块、电磁阀控制模块、各种传感器和报警电路模块等。各种传感器显示模块LCD 显示模块AT89C51
18、单片机报警电路模块检测电路模块按键控制模块电磁阀的控制模块图 2.2 系统框图2.4 电路主要功能的要求1、键盘控制检测仪的开始、停止、复位、 急停、测试。42、运行故障或出现问题能够自动报警。3、微动开关传感器的自动计数和气缸的推进缩回的控制。4、霍尔开关对 PASS 管和 FAIL 管的满管报警。2.5 集成电路检测仪控制系统方案1、电源：单相交流 220V 输入，成品开关电源直流 24V 输出供给控制板及电磁阀驱动电路。2、控制板 CPU：高速单片机。3、人机接口：液晶触摸屏。4、控制系统尺寸： 390350120mm（长宽高）5、I/O 点数：共 31 点。表 2.1 集成电路检测仪控
19、制系统方案序号 名称 类型1 开始 INPUT2 停止 INPUT3 复位 INPUT4 急停 INPUT5 测试 INPUT6 器件在导轨中列满 INPUT7 器件在分粒器 INPUT8 测试区有 2 粒器件 INPUT9 测试区有器件 INPUT10 器件卡在检测站后 INPUT11 器件进入 PASS 管 INPUT12 器件进入 FAIL 管 INPUT13 PASS 管存在 INPUT14 FAIL 管存在 INPUT15 测试结束（EOT） INPUT16 测试进行中 INPUT17 BIN1（PASS） INPUT18 BIN2（FAIL） INPUT19 红色指示灯 OUTPU
20、T20 黄色指示灯 OUTPUT21 绿色指示灯 OUTPUT22 声音报警 OUTPUT23 清除 EOT OUTPUT24 开始测试（SOT） OUTPUT25 分粒器放料 OUTPUT26 测试夹夹紧 OUTPUT27 测试挡板放料 OUTPUT28 分料气缸推进 OUTPUT29 分料气缸缩回 OUTPUT30 PASS 管满料指示灯 OUTPUT31 FAIL 管满料指示灯 OUTPUT2.6 工作流程整台机器主要由底座和工作斜平面组成。工作斜平面上装有导轨，未分捡的集成电路经添料翻斗添入导轨，在重力作用下滑入导轨底部。导轨底部有分粒器，每次释放一粒芯片进入测试区。芯片进入测试区之后
21、，专用夹具带动金手指夹住芯片管脚，金手指引出导线连接到测试机，测试机对该芯片进行通电测试性能。测试机判断芯片性能为正品或次品，反馈给分捡机的控制电路。控制电路根据芯片是否正品，驱动分料梭移动到相应的位置，使正品管或次品管准备接收已测试完毕的芯片。接着测5试区后的挡板释放测试完毕的芯片，在重力作用下，芯片落入相应的管中。1分料梭处插入两根空料管，若无料管则报警。2翻斗上翻，把料导入导轨中，料管中无料则报警。3当分粒器感应到有料时，分粒器放料，芯片落在测试区。若分粒器没有感应到有料，则报警。4当测试区传感器感应到有料时，测试夹夹紧，然后向测试电路发开始测试信号，测试电路开始工作。若分粒器感应到无料或有 2 粒器件，则报警。5测试机测试结束后，反馈给分捡机一个测试结束信号。分捡机根据测试结果（BIN1、BIN2）信号推动分料梭气缸运动到相应位置，然后测试挡板放料，器件落入相应管中。6若芯片卡在测试区和分料梭之间，则报警。7当芯片进入料管时，计数器计数。当料管中的芯片达到设定值时，料满指示灯亮。
