本發(fā)明涉及芯片測試裝置技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于數(shù)字電路實踐教學(xué)的芯片檢測系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

數(shù)字電路相關(guān)實踐課程是數(shù)字電子技術(shù)理論教學(xué)的延伸，實踐過程中所用芯片保持完好是實驗成功的前提條件。由于電路設(shè)計或連接錯誤導(dǎo)致實驗失敗時，可以檢查電路或連線進(jìn)行修改，但芯片損壞往往需要對其每個引腳進(jìn)行測試。最常用的方式是手工檢測，即通過手工連線、搭建電路，根據(jù)芯片的功能表或真值表給相應(yīng)引腳提供輸入電平，觀察對應(yīng)功能引腳的電平輸出，判讀芯片是否完好，但這種方法效率不高，需要連接復(fù)雜的線路，不斷地切換輸入開關(guān)，檢測結(jié)果可靠性不高。

因此，本領(lǐng)域的技術(shù)人員致力于開發(fā)一種用于數(shù)字電路實踐教學(xué)的芯片檢測系統(tǒng)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種用于數(shù)字電路實踐教學(xué)的芯片檢測系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計合理，操作方便，無需人工連接復(fù)雜線路，能夠方便、準(zhǔn)確地判斷芯片是否損壞，并給出檢測結(jié)果，結(jié)果可靠，有效提高教學(xué)和學(xué)習(xí)效率，實用性強，易于推廣使用。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種用于數(shù)字電路實踐教學(xué)的芯片檢測系統(tǒng)，包括模式選擇模塊、芯片檢測模塊和結(jié)果顯示模塊，模式選擇模塊包括有撥碼開關(guān)，模式選擇模塊通過撥碼開關(guān)提供6種檢測模式，根據(jù)所要檢測的芯片，選擇相應(yīng)的模式，從而運行相應(yīng)的程序，并給出最終判斷結(jié)果；芯片檢測模塊包括有51單片機、芯片插座、第一繼電器、第二繼電器；結(jié)果顯示模塊包括有LED燈和蜂鳴器，將所述芯片檢測模塊的檢測結(jié)果通過LED燈、蜂鳴器顯示出來；51單片機分別與撥碼開關(guān)、芯片插座、第一繼電器、第二繼電器、LED燈、蜂鳴器連接，芯片插座分別與第一繼電器、第二繼電器連接，第一繼電器、第二繼電器接地。

作為優(yōu)選，所述芯片檢測模塊根據(jù)模式選擇模塊選定的模式，運行相應(yīng)的程序，對芯片是否燒毀進(jìn)行檢測，通過51單片機的IO口輸出不同的電平組合，提供給被檢測芯片，并將檢測結(jié)果通過IO口輸出，提供給所述結(jié)果顯示模塊；結(jié)果顯示模塊通過LED燈、蜂鳴器與51單片機的IO口連接，將IO口的輸出電平以光、聲的形式體現(xiàn)，直觀顯示判斷結(jié)果，使用者通過不同的現(xiàn)象來判斷芯片是否燒毀。

作為優(yōu)選，所述的芯片插座為16引腳芯片底座，芯片插座上插接有待檢測芯片，所述待檢測芯片包括有74HC/LS00、74HC/LS20、74HC/LS153、74HC/LS161、74HC/LS138、7448/9六種數(shù)字電路實驗常用芯片。

作為優(yōu)選，當(dāng)待檢測芯片為引腳數(shù)為14的芯片時，7號引腳為GND引腳，所述第一繼電器的常閉端分別與51單片機的P0.6口、芯片插座的7號引腳連接。

作為優(yōu)選，當(dāng)待檢測芯片為引腳數(shù)為16的芯片時，8號引腳為GND引腳，所述第二繼電器的常閉端分別與51單片機的P0.7口、芯片插座的8號引腳連接。

本發(fā)明的有益效果是：電路簡單、操作方便、結(jié)果可靠，能夠方便、準(zhǔn)確地判斷芯片是否損壞，直接給出檢測結(jié)果，不需要人工連接復(fù)雜線路，能提高數(shù)字電路實踐課程中的教學(xué)和學(xué)習(xí)效率，方便教師和學(xué)生將時間和精力投入到更深層次的實驗教學(xué)和學(xué)習(xí)中。

以下將結(jié)合附圖對本發(fā)明的構(gòu)思、具體結(jié)構(gòu)及產(chǎn)生的技術(shù)效果作進(jìn)一步說明，以充分地了解本發(fā)明的目的、特征和效果。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明芯片插座的連接示意圖；

圖3是本發(fā)明的測試流程圖。

具體實施方式

參照圖1-3，本具體實施方式采用以下技術(shù)方案：一種用于數(shù)字電路實踐教學(xué)的芯片檢測系統(tǒng)，包括模式選擇模塊、芯片檢測模塊和結(jié)果顯示模塊，模式選擇模塊包括有撥碼開關(guān)1，芯片檢測模塊包括有51單片機2、芯片插座3、第一繼電器4、第二繼電器5；結(jié)果顯示模塊包括有LED燈6和蜂鳴器7，將所述芯片檢測模塊的檢測結(jié)果通過LED燈6、蜂鳴器7顯示出來；51單片機2分別與撥碼開關(guān)1、芯片插座3、第一繼電器4、第二繼電器5、LED燈6、蜂鳴器7連接，芯片插座3分別與第一繼電器4、第二繼電器5連接，第一繼電器4、第二繼電器5接地。

值得注意的是，所述模式選擇模塊通過撥碼開關(guān)1提供6種檢測模式，根據(jù)所要檢測的芯片，選擇相應(yīng)的模式，從而運行相應(yīng)的程序，并給出最終判斷結(jié)果；芯片檢測模塊根據(jù)模式選擇模塊選定的模式，運行相應(yīng)的程序，對芯片是否燒毀進(jìn)行檢測，通過51單片機2的IO口輸出不同的電平組合，提供給被檢測芯片，并將檢測結(jié)果通過IO口輸出，提供給所述結(jié)果顯示模塊；結(jié)果顯示模塊通過LED燈6、蜂鳴器7與51單片機2的IO口連接，將IO口的輸出電平以光、聲的形式體現(xiàn)，直觀顯示判斷結(jié)果，使用者通過不同的現(xiàn)象來判斷芯片是否燒毀。

本具體實施方式由模式選擇、芯片檢測、結(jié)果顯示三個模塊組成，三者相互聯(lián)系，協(xié)同工作，針對待測芯片進(jìn)行功能測試，待檢測芯片包括有74HC/LS00、74HC/LS20、74HC/LS153、74HC/LS161、74HC/LS138、7448/9六種數(shù)字電路實驗常用芯片；這六種芯片有以下幾個共同點：VCC引腳均為芯片右側(cè)的第一個引腳，GND引腳均為芯片左側(cè)的最后一個引腳；提供給芯片一定的輸入，則其輸出端有確定、可知的結(jié)果。上述六種常用芯片引腳數(shù)量有14和16，因此所述芯片插座3選取16引腳芯片底座，待檢測芯片插接在芯片插座3上，連接方式見圖2；當(dāng)芯片損壞時，可能會有以下兩種表現(xiàn)形式：若芯片的VCC引腳和GND引腳連通，則芯片一定損壞；芯片的輸入與輸出和其真值表不匹配。

本具體實施方式的檢測流程如圖3，其檢測結(jié)果顯示包括兩種情況：一是芯片正常，LED燈6亮；二是芯片損壞，蜂鳴器7響。

芯片檢測的步驟為：(1)檢測芯片的VCC、GND引腳是否連通，采取在芯片的GND引腳接繼電器的方案：

①對于引腳數(shù)為14的芯片，7號引腳為GND引腳，第一繼電器4的常閉端分別與51單片機2的P0.6口和待檢測芯片的7號引腳連接，其中，51單片機2的P0.6口接下拉電阻；VCC引腳始終與5V電源相連。裝置開始工作時，首先檢測51單片機2的P0.6口的輸入電平，若為高電平，則說明芯片的VCC引腳和GND引腳連通，說明該芯片損壞，此時，51單片機2控制蜂鳴器7響且LED燈6滅；若為低電平，則說明兩個引腳未連通，第一繼電器4工作使7號引腳與GND相連，進(jìn)行下一步檢測。

②對于引腳數(shù)為16的芯片，8引腳為GND引腳，同樣需要首先檢測芯片的VCC引腳和GND引腳是否連通，第二繼電器5的常閉端分別與51單片機2的P0.7口和待檢測芯片的8號引腳連接，其中，51單片機2的P0.7口接下拉電阻；VCC引腳始終與5V電源相連。裝置開始工作時，首先檢測51單片機2的P0.7口的輸入電平，若為高電平，則說明兩引腳連通，說明該芯片損壞，此時，51單片機2的控制蜂鳴器7響且LED燈6滅；若為低電平，第二繼電器5工作使8號引腳與GND相連，進(jìn)行下一步檢測。

(2)對被測芯片的邏輯輸出功能引腳的輸出電平進(jìn)行檢測，需要根據(jù)被測芯片的類型，通過51單片機2輸出不同的電平組合；此時，通過撥碼開關(guān)1電路選擇所述芯片檢測裝置的工作模式，對應(yīng)不同的芯片，51單片機2內(nèi)部已預(yù)先保存了這些芯片的功能表。

本具體實施方式能夠方便快速地檢測芯片是否燒毀，改變了傳統(tǒng)的手工檢測法，提高芯片檢測的效率，適合用于數(shù)字電路實踐教學(xué)，檢測結(jié)果穩(wěn)定可靠，能提高數(shù)字電路實踐課程中的教學(xué)和學(xué)習(xí)效率，方便師生投入到更深層次的實驗教學(xué)和學(xué)習(xí)中，具有廣闊的市場應(yīng)用前景。

實施例1：對于74HC/LS00二輸入與非門芯片，其引腳數(shù)為14，其中，1號和2號引腳、4號和5號引腳、9號和10號引腳、12號和13號引腳為4個與非門的二輸入引腳，分別連接51單片機2的P0.0和P0.1、P0.3和P0.4、P1.2和P1.3、P1.5和P1.6口；3號、6號、8號和11號引腳為對應(yīng)的邏輯結(jié)果輸出引腳，連接51單片機2的P0.2、P0.5、P1.1、P1.4口；按照芯片的功能表，和與非門輸入端相連的IO口依次輸出所有電平組合作為芯片的輸入，51單片機2每次輸出電平組合變化前，延時1ms，并檢測和與非門輸出端口相連的IO口的輸入電平是否與芯片功能表對應(yīng)；如果對應(yīng)，則繼續(xù)進(jìn)行電平變化；否則，說明芯片損壞，停止檢測，結(jié)果顯示部分顯示芯片損壞；直至遍歷完成芯片的功能表且輸出結(jié)果均與輸入信號相匹配時，表明芯片沒有損壞，結(jié)果顯示部分顯示芯片正常。

實施例2：對于74HC/LS20四輸入與非門芯片，其引腳數(shù)為14，其中1號、2號、4號、5號和9號、10號、12號、13號引腳為兩個與非門的四輸入引腳，分別連接51單片機2的P0.0、P0.1、P0.3、P0.4、P1.2、P1.3、P1.5和P1.6口；6號、8號引腳為對應(yīng)的兩個邏輯結(jié)果輸出引腳，分別與51單片機2的P0.5和P1.1口連接；按照芯片的功能表，和與非門輸入端相連的IO口依次輸出所有電平組合作為芯片的輸入，51單片機2每次輸出電平組合變化前，延時1ms，并檢測和與非門輸出端口相連的IO口的輸出電平是否與芯片的功能表對應(yīng)；如果對應(yīng)，則繼續(xù)進(jìn)行電平變化；否則，說明芯片損壞，停止檢測，結(jié)果顯示部分顯示芯片損壞；直至遍歷完成芯片的功能表且輸出結(jié)果均與輸入信號相匹配時，表明芯片沒有損壞，結(jié)果顯示部分顯示芯片正常。

實施例3：對于74HC/LS153雙4選1數(shù)據(jù)選擇器芯片，其引腳數(shù)為16，包含兩個數(shù)據(jù)選擇器，這兩個數(shù)據(jù)選擇器共用兩個地址輸入端，對兩個數(shù)據(jù)選擇器分別進(jìn)行檢測；2號、14號引腳為公用的地址輸入端，連接51單片機2的P0.1和P1.5口；3、4、5、6號引腳和10、11、12、13號引腳分別為數(shù)據(jù)選擇器1和數(shù)據(jù)選擇器2的數(shù)據(jù)輸入端，依次與51單片機2的P0.2-P0.5、P1.1-P1.4口連接；7、9號引腳分別為數(shù)據(jù)選擇器1和數(shù)據(jù)選擇器2的結(jié)果輸出端，連接51單片機2的P0.6和P1.0口；1、15號引腳分別為數(shù)據(jù)選擇器1和數(shù)據(jù)選擇器2的使能端，連接51單片機2的P0.0和P1.6口。

對于兩個數(shù)據(jù)選擇器，采取逐個檢測的方法，對芯片進(jìn)行檢測。以檢測數(shù)據(jù)選擇器1的好壞為例：首先，使51單片機2的P0.0口輸出相應(yīng)電平使能數(shù)據(jù)選擇器1，P1.6口輸出相反電平；P0.1和P1.5口依次輸入00-11的電平組合作為數(shù)據(jù)選擇器1的地址輸入端，每一次改變地址輸入端電平組合后，相應(yīng)數(shù)據(jù)輸入端進(jìn)行電平變化，檢測數(shù)據(jù)選擇器1輸出端P0.6的電平是否與數(shù)據(jù)輸入端電平相同。若相同，則繼續(xù)進(jìn)行檢測，直至所有檢測都完成時說明數(shù)據(jù)選擇器1完好；否則，說明芯片損壞，停止檢測，結(jié)果提示部分顯示芯片損壞。相似地，可以檢測數(shù)據(jù)選擇器2是否損壞；只有數(shù)據(jù)選擇器1和數(shù)據(jù)選擇器2都完好時，表明芯片沒有損壞。

實施例4：對于74HC/LS161十六進(jìn)制計數(shù)芯片，其引腳數(shù)為16，功能引腳1、9分別為清零端和置數(shù)端，均為低電平有效，分別與51單片機2的P0.0和P1.0口連接，檢測芯片是否具有計數(shù)功能，不需要用到計數(shù)器的清零、置數(shù)端，所以使P0.0和P1.0口輸出高電平；功能引腳7、10為計數(shù)器使能端且為高電平有效，分別連接51單片機2的P0.6和P1.1口且輸出高電平輸入；3、4、5、6號引腳為預(yù)置數(shù)端，無需進(jìn)行處理；2號引腳為脈沖輸入端，連接51單片機2的P0.1口，51單片機2通過定時器在P0.1口輸出一定頻率的PWM波，為芯片提供時鐘脈沖；11、12、13、14號引腳為計數(shù)器輸出端，連接51單片機2的P1.2-P1.5口，51單片機2通過檢測計數(shù)器輸出端電平組合是否與其功能表一致，判斷芯片是否損壞；若輸出結(jié)果與功能表一致，說明芯片沒有損壞；否則，說明芯片損壞。

實施例5：對于74HC/LS138譯碼器，其引腳數(shù)為16，其中，4、5、6號引腳為譯碼器使能端，分別連接51單片機2的P0.3、P0.4和P0.5，當(dāng)其輸入電平組合為001時，譯碼器開始工作；1、2、3號引腳為譯碼器的地址輸入端，連接51單片機2的P0.0-P0.2口，譯碼器的地址輸入端可以決定譯碼器輸出端7號、9-15號引腳的電平，分別連接51單片機2的P0.6、P1.0-P1.6口；51單片機2的P0.0-P0.2口依次輸出000-111的電平組合，每次IO口輸出電平變化之前，延時1ms，檢測譯碼器輸出端的電平，若輸出結(jié)果與地址輸入信號無法匹配，說明芯片損壞，停止檢測；否則，繼續(xù)檢測，直至檢測完成所有輸入組合且結(jié)果功能表一致時，說明芯片沒有損壞，結(jié)果顯示部分顯示相應(yīng)的結(jié)果。

實施例6：對于7448/9七段顯示譯碼器，7448為共陰極極七段顯示譯碼器，7449為共陽極七段顯示譯碼器，其引腳數(shù)均為16；其中，3號引腳為燈測試端，連接51單片機2的P0.2口，保持高電平輸出；4號引腳為動態(tài)滅零輸入端，連接51單片機2的P0.3口，保持高電平輸出；5號引腳為消隱輸入/動態(tài)滅零輸出端，連接51單片機2的P0.4口，保持高電平輸出；1、2、6、7號引腳分別為輸入端B、C、D、A，分別連接51單片機2的P0.0、P0.1、P0.5、P0.6口；9-15號引腳分別為顯示譯碼器輸出端e、d、c、b、a、g、f，連接51單片機2的P1.0-P1.6口，對于7448和7449兩種芯片，輸入相同的信號，其輸出結(jié)果恰好相反；按照其芯片功能表，在芯片的輸入端加不同的輸入電平，并檢測輸出端輸出結(jié)果是否與功能表一致，一旦不一致，則停止檢測，說明芯片已損壞，結(jié)果顯示部分顯示相應(yīng)結(jié)果；直至功能表中所有數(shù)據(jù)都檢測完畢且輸出結(jié)果均與功能表相對應(yīng)，說明芯片完好，結(jié)果顯示部分顯示相應(yīng)結(jié)果。

以上詳細(xì)描述了本發(fā)明的較佳具體實施例。應(yīng)當(dāng)理解，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員無需創(chuàng)造性勞動就可以根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)思做出諸多修改和變化。因此，凡本技術(shù)領(lǐng)域中技術(shù)人員依本發(fā)明的構(gòu)思在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上通過邏輯分析、推理或者有限的實驗可以得到的技術(shù)方案，皆應(yīng)在由權(quán)利要求書所確定的保護(hù)范圍內(nèi)。