Реферат: Разработка для контроля и определения типа логических интегральных микросхем методом сигнатурного анализа

<u/>Содержание:

 

1.   Введение.....................................................................................        3

2.   Постановка задачи.....................................................................       5

2.1. Назначениесистемы ..........................................................       5

2.2. Анализисходной проектной ситуации ............................     5

2.3. Переченьосновных функций, подлежащих реализации.   7

2.4. Основныетехнические параметры ..................................      9

2.5. Требованияк персональному компьютеру и системе ...    9

2.6. Требованияк интерфейсу пользователя .........................     9

3.   Проектирование структуры системы......................................      11

3.1. Описаниеструктуры системы ..........................................      11

4.   Выбор технических и программныхсредств реализации ....    18

4.1. Выборэлементной базы ....................................................      18

4.2. Выборпрограммных средств ...........................................      25

5.   Описание принципиальных схем.............................................      27

5.1. Описаниесостава принципиальных схем в сопоставлении     с соответствующими структурнымисхемами узлов ........       27

6.   Проектирование алгоритма функционирования системы.....    47

6.1. Методсигнатурного анализа ............................................     47

6.2. Описаниеалгоритма функционирования системы .........    49

6.3. Распределениеадресного пространства LPT-порта .......    50

6.4. Описаниеподпрограмм .....................................................      53

7.   Описание конструкции системы...............................................     59

8.   Инструкция по эксплуатации....................................................     60

9.   Экономическая часть.................................................................      61

10. Вопросыохраны труда и техники безопасности ..................     65

11. Заключение...............................................................................       75

12. Литература ................................................................................       76

13. Приложения..............................................................................       77


1.    Введение

Заводыи предприятия, выпускающие радиодетали (и в частности — микросхемы), послеизготовления, но до отправки готовой продукции на склад, подвергают их контролюна работоспособность, а также соответствие техническим условиям и параметрамГОСТ’а. Однако, радиодетали, даже прошедшие ОТК назаводе-изготовителе, имеют некоторый процент отказа в процессе транспортировки,монтажа или эксплуатации, что влечет за собой дополнительные затраты рабочеговремени и средств для их выявления и замены (причем большую часть временизанимает именно выявление неисправных деталей).

Особенноважна 100% исправность комплектующих деталей при сборке ответственных узловуправляющих систем, когда неисправность какой-либо одной детали может повлечьза собой выход из строя других деталей, узлов, а возможно, и всего комплекса вцелом.

Дляобеспечения полной уверенности в работоспособности той или иной радиодетали,необходимо проверять ее на исправность непосредственно перед сборкой узла илиизделия (“входной контроль” на заводах и предприятиях, занимающихсяпроизводством радиоэлектронных устройств). Если большинство радиодеталей можнопроверить обычным омметром (как, например, резисторы или диоды), тодля проверки интегральной микросхемы (ИМС) требуется гораздо большийассортимент оборудования.

Вэтом плане хорошую помощь могло бы оказать устройство, позволяющее оперативнопроверять работоспособность ИМС, с возможностью проверки как новых (подготовленныхдля монтажа), так и уже демонтированных из платы микросхем. Оченьудобна проверка микросхем, для которых конструктивно на плате изделия предусмотреныколодки. Это позволяет производить достаточно быструю проверку радиодетали,сведя риск ее выхода из строя к минимуму, поскольку в этом случае полностьюисключается ее нагрев и различные механические повреждения при монтаже/демонтаже.

Существуютнекоторые методы маркировки радиодеталей, отличающиеся от стандартных (кпримеру, в случае, когда их выпуск и сборка готовых изделий производится наодном и том же заводе; при этом часто используется сокращенная или цветоваямаркировка). Не исключением являются и микросхемы, что сильно затрудняетопределение их типа. Такая маркировка обусловлена упрощением (и, как следствие,удешевлением) технологического процесса производства радиодеталей. В этомслучае определение возможно с помощью того же устройства, функции которогосведены к определению типа микросхемы методом сигнатурного анализа.

Внастоящее время на заводах и предприятиях достаточно широкое распространениеполучили персональные IBM-совместимые компьютеры. Поскольку задача тестированияи определения типа методом сигнатурного анализа микросхем требует наличияинтеллектуального устройства для выполнения алгоритма тестирования и базыданных, содержащей информацию по микросхемам, целесообразно проектироватьименно приставку к компьютеру, подключаемую через внешний порт, а не отдельноесамостоятельное устройство. Это обусловлено наличием в стандартном комплекте IBM-совместимогокомпьютера многих компонент, необходимых для решения данной задачи(микропроцессора, составляющего основу компьютера; жесткогодиска, предназначенного для хранения информации; внешних портовввода-вывода — последовательных COM1, COM2 и параллельного LPT;клавиатуры и дисплея — для ввода и вывода информации соответственно).


2.        Постановка задачи.

2.1.    Назначение системы.

Цельюданной работы является разработка относительно недорогого устройства,подключаемого к IBM-совместимому компьютеру, предназначенного длятестирования и определения типа методом сигнатурного анализа микросхем ТТЛ (серииК155, К555, К531, К1531) и КМОП (серии К176, К561, К1561) логики, позволяющеепроизводить проверку всех статических режимов работы этих ИМС.

Проверкапроизводится следующим образом:

Кпорту принтера (LPT) компьютера посредством кабеля подключается устройство. В колодку,выведенную на его корпус, вставляется испытуемая микросхема. На компьютерезапускается программа поддержки. Она управляет выдачей сигналов в порт, которыев свою очередь поступают на входы микросхемы. Далее программа считывает данныес выходов микросхемы, анализирует считанные данные, сверяя их с табличными, ивыводит на дисплей результат тестирования. При определении типа ИМСпроизводится перебор всех известных для тестирования комбинаций (выполняетсясигнатурный анализ), после чего осуществляется анализ поступивших данныхи вывод результатов на экран.

2.2.    Анализ исходной проектнойситуации.

Зачастуюпроверка микросхем (например, в радиомастерских), в связи сотсутствием широкодоступных и недорогих устройств такого класса, осуществляетсяпо работоспособности того или иного изделия путем пайки или вставления в панельИМС на плату данного изделия. Этот процесс занимает достаточно длительное времяи не всегда может служить показателем полной исправности микросхемы (кпримеру, когда микросхема исправна лишь частично).

Какпоказал поиск в технической литературе, а также во всемирной компьютерной сети InterNet, в настоящее время в нашей стране не существует серийных аналоговподобного устройства, позволяющего производить проверку статических режимовработы различных логических микросхем, хотя на заводах, производящих их выпуск,применяются единичные экземпляры подобных устройств. Они имеют достаточноограниченный спектр применения, поскольку предназначены для проверки узкогоряда радиоэлектронных приборов(обусловленного выпускаемыми типами микросхем).

Так,например, в 80-х годах выпускался испытатель цифровых интегральных схем Л2-60,предназначенный для определения работоспособности логических интегральных схемс количеством выводов до 16 путем их проверки на выполнение логической функции.Для подключения испытуемых ИМС в разных корпусах к прибору служат адаптеры и 2соединительных устройства, смена комбинации сигналов производитсяпереключателями, расположенными на его лицевой панели, смена типов микросхемвыполняется при помощи перемычек. Основные технические данные прибора Л2-60:

Максимальное количество выводов испытуемой микросхемы       — 16

Регулируемоенапряжение питания тестируемой микросхемы        — 1...30в

Потребляемыймикросхемой ток                                                            — 0...60мА

Продолжительностьнепрерывной работы в рабочих условиях      — 8 часов

Напряжениепитания устройства                                                            — сеть ~220в, 50Гц

Потребляемаяот сети мощность, не более                                            — 20Вт

Каквидно из описания и характеристик прибора, его функциональные возможности попроверке сильно ограничены выпускающимся ассортиментом микросхем 80-х годов.Длительный процесс смены типа микросхемы и выставляемые вручную комбинациисигналов делают это устройство ныне морально устаревшим.

Ассортиментвыпускаемых на данный момент микросхем ТТЛ и КМОП логики настолько велик, чтоделать устройство для тестирования каждого элемента в отдельностинерентабельно. Потому целесообразно, создавая устройство, интегрировать в немпроверку большого множества элементов, чтобы сделать его как можно болееуниверсальным.

Данноеустройство может с успехом применяться для проверки комплектующих микросхем назаводах, производящих их выпуск и сборку готовых изделий; ворганизациях, производящих ремонт бытовой техники, применяющих эти микросхемы; влюбительской радиоэлектронике.

2.3.    Перечень основных функций,подлежащих реализации.

Проектируемоеустройство должно выполнять 2 основные функции:

а) Тестированиемикросхем.

Серияи тип испытуемой микросхемы известны. Микросхема считается исправной, если всеее контролируемые входные и выходные сигналы соответствуют имеющимся вбазе данных (и соответствующим ТУ) для данного типа в течение некоторогопромежутка времени, называемого временем тестирования.

б) Определение типа микросхем.

Типиспытуемой микросхемы заранее неизвестен, и целью анализа служит именно определениетипа данной микросхемы. При этом  пользователь должен указать по меньшей меренапряжение питания данной микросхемы и выводы, на которые оно подается.

Припроектировании необходимо учесть несколько ограничений, возникающих в процессеразработки:

1)  Различное номинальное напряжение питание микросхем(+5в ТТЛ и +9в КМОП);

2)  Разнообразное назначение выводов микросхемы (вход,выход, GND, +Uпит); не должно быть конфликтов в случае определения типа (приподаче потенциалов, предназначенных для входа микросхемы, на ее выход, когдатип микросхемы заранее неизвестен);

3)  Ограничение максимально потребляемого микросхемой тока(в случае проверки неисправной микросхемы);

4)  Преобразование ТТЛ-уровней LPT-порта вуровни, пригодные для тестирования микросхемы (min токи входов,max токи выходов и пр.);

5)  Недостаточная разрядность LPT-порта длятестирования отдельных микросхем логики;

6)  Возможность подачи +9в питания на микросхему сноминальным напряжением питания +5в при определении типа ИМС.

Необходимоучитывать возможность установки в панель для тестирования неисправноймикросхемы, чтобы ни при каких условиях не допустить повреждения устройства,или тем более LPT-порта компьютера. Защиту можно организовать, вводя вблок питания аппаратное отключение напряжения питания, если ток потребленияпревысил максимально допустимые для ИМС параметры. Значение порога отключенияжелательно устанавливать программно. Также необходима гальваническая развязкавторичных цепей блока питания от сети переменного тока.


2.4.    Основные технические параметры.

Исходяиз вышесказанного, сформулируем основные технические характеристикипроектируемого устройства:

Максимальное количество выводов испытуемой микросхемы       — 32

Логическиеуровни сигналов                                                                   — КМОП, ТТЛ.

Номинальноенапряжение питания микросхемы ТТЛ типа             — +5в

Номинальноенапряжение питания микросхемы КМОП типа         — +9в

Регулируемоенапряжение питания испытуемой микросхемы        — +2...+

Шагрегулировки напряжения питания                                                — не более 0.05в

Максимальнодопустимый потребляемый микросхемой ток           — ~250мА

РазрядностьЦАП управления напряжением                                       — 256

РазрядностьЦАП управления потребляемым током                                    — 256

Точностьизмерения потребляемого микросхемой тока                    — ±1мА

Время1-го шага тестирования                                                                — ~100мкс

Напряжениепитания устройства                                                            — сеть ~220в, 50Гц

Максимальнопотребляемый от сети ток                                              — 0.1А

 

2.5.    Требования к персональномукомпьютеру и операционной системе.

Дляработы данного устройства необходим IBM-совместимый персональныйкомпьютер на базе процессора 80286или выше, имеющий в своем составестандартный порт принтера (LPT). Выбор 80286 обусловлен использованием для созданияподпрограмм тестирования команд 286-го процессора (которых не былов более ранних моделях на базе 8086). Для работы программы поддержкиустройства необходима операционная система MS-DOS версиине ниже 3.3.

2.6. Требования к интерфейсупользователя.

Пользовательскийинтерфейс — это общение между человеком и компьютером. На практическом уровнеинтерфейс — это набор приемов взаимодействия с компьютером. Пользователивыигрывают от того, что понадобится меньше времени, чтобы научитьсяиспользовать приложения, а потом — для выполнения работы. Грамотно построенныйинтерфейс сокращает число ошибок и способствует тому, что пользовательчувствует себя с системой комфортнее. От этого, в конечном итоге, зависитпроизводительность работы.

Потому пользовательский интерфейс необходимопроектировать так, чтобы было обеспечено максимальное удобство пользователям вработе с данной программой. Т.е. в программе должны быть заложены:

·    подсказки, позволяющие пользователю принять решение всоздавшейся ситуации;

·    интерактивная помощь (возможность еевызова из любого места программы);

·    очевидность меню (простаяформулировка, иерархическая структура, логическое соответствие пунктов иподпунктов);

·    возможность использования “горячих” клавиш;

·    экстренный выход из программы.

Более подробную информацию о проектированиипользовательского интерфейса можно найти в [8], [9].


3.        Проектирование структурысистемы.

3.1.    Описание структуры системы.

Исходяиз поставленных технических условий разработаем структурную схему устройства,на основании которой можно будет вести дальнейшее проектирование системы.

Общаяструктурная схема приведена на рис.1.

/>

Рис.1. Общаяструктурная схема.

 

Питаниеустройства осуществляется от сети переменного тока ~220в, обменданными между устройством и компьютером осуществляется посредством портапринтера LPT. Микросхема вставляется в колодку, расположенную накорпусе проектируемого устройства.


LPT-порткомпьютера в нормальном режиме представляет собой параллельный регистр, которыйимеет 12 линий на вывод и 5 линий на ввод [7]. Поскольку микросхемыимеют самую разнообразную структуру, то этого явно недостаточно длятестирования микросхем, имеющих, к примеру, 6 входов и 16 выходов (К155ИД3),или 21 вход и 1 выход (К155КП1).

Поэтомунеобходимо наращивание разрядности LPT-порта путем введения входныхзапоминающих регистров, выходных мультиплексоров и дешифратора, управляющегозаписью в регистры и чтением данных при помощи мультиплексоров соответственно.Применение в данном случае выходных мультиплексоров, а не регистров,обусловлено упрощением схемы, и возможно благодаря статическому характерусигналов на выводах испытуемой микросхемы. Так как стандартный LPT-порткомпьютера имеет на выходе ТТЛ-уровни, то целесообразно выбрать в качестверегистров и мультиплексоров именно ТТЛ-микросхемы.

Структурнаясхема устройства представлена на рис.2.

/>

Рис.2. Структурнаясхема устройства.

Входныерегистры необходимы для запоминания выставленных значений, предназначенных дляподачи на вход микросхемы. Выходные мультиплексоры предназначены для чтениясигналов с выходов микросхемы. При проектировании необходимо ориентироваться на32 разряда (поскольку максимальное число выводов микросхем ТТЛ- иКМОП-логики не превышает 32). Так как число входных и выходных линий LPT-портаограничено, то наиболее эффективным и удобным для программирования в этомслучае будет использование 8-ми выходных линий LPT-порта длязаписи данных в регистры и 4-х входных линий LPT-порта длячтения данных из мультиплексоров. Для записи данных понадобятся четыре8-разрядных регистра, для чтения данных — четыре двухвходовых 4-разрядныхмультиплексора.

Посколькувходные и выходные линии разделены (для ввода и вывода данных будутиспользоваться различные физические линии LPT-порта), томультиплексоры можно адресовать параллельно регистрам (для адресациипонадобится 4-е линии вместо 8-ми). При этом для управления выборкой входовмультиплексоров будет использоваться один бит LPT-порта навывод (0-й бит порта 378H).

Вблоке питания аналогично входным будут использованы еще три 8-разрядныхрегистра (2 на управление и 1 на коммутацию, речь о них пойдетниже), которые потребуют еще 3 адресные линии.

Такимобразом, для адресации 7-ми регистров понадобятся 3 дополнительные линии LPT-порта (37AH)на вывод (адресуемые при помощи дешифратора 3x8). Иеще одна линия порта 37AH на вывод будет нужна для управления записью врегистры.

Таккак проектируемое устройство предназначено как для тестирования микросхем ТТЛ,так и для тестирования микросхем КМОП, то после входных запоминающих регистровнеобходимо ввести устройство согласования по входу (для преобразования выходныхТТЛ-уровней регистров в уровни испытуемой микросхемы (КМОП или ТТЛ, взависимости от серии). Для чтения данных с выходов испытуемой микросхемы, передвходами мультиплексоров необходимо поставить аналогичное устройствосогласования по выходу (преобразование выходных КМОП или ТТЛ сигналов вТТЛ-уровни).

Приопределении типа микросхемы для каждого разряда заранее неизвестно, является липодключенный к нему вывод микросхемы входом или выходом. Потому ток,протекающий через ее вывод, должен быть выбран таким, чтобы обеспечиватьмаксимально возможный входной ток для проверяемой серии. Нужно учесть тот факт,что ток выхода некоторых микросхем меньше этого входного тока, потому припопытке определения их типа, результаты могут быть искажены; т.к.таких микросхем очень мало, они могут быть исключены из списка определяемых.Также необходимо учитывать различие входных/выходных токовдля микросхем КМОП и ТТЛ серий.

/>

Рис.3. Структурнаясхема блока питания.


Блокпитания устройства должен обеспечивать необходимое питание аппаратной частипроектируемого устройства. Структурная схема блока питания представлена нарис.3. Величины напряжения и максимально потребляемого тока в цепи нагрузкидолжны устанавливаться программно. Регулировка напряжения и тока нужна длятого, чтобы иметь возможность измерить минимальное напряжение питания имаксимально потребляемый ток для каждого конкретного экземпляра. Учитывая всевышеизложенное, в его состав включены следующие узлы:

1)  источник питания устройства;

2)  8-разрядныйрегистр для запоминания выставленного значения напряжения питания испытуемоймикросхемы;

3)  8-разрядный ЦАП для преобразования цифрового значениянапряжения в аналоговое, источник опорного напряжения для него;

4)  регулируемый стабилизатор напряжения испытуемоймикросхемы;

5)  8-разрядный регистр для запоминания выставленногозначения максимально потребляемого тока;

6)  8-разрядный ЦАП для преобразования цифрового значениямакс. тока в напряжение, источник опорного напряжения для него;

7)  датчик и преобразователь потребляемого тока внапряжение (с усилением — для согласования со следующим звеном);

8)  устройство сравнения (компаратор)выставленного значения тока с реально потребляемым микросхемой (при  превышениипоследнего должна срабатывать аппаратная защита);

9)  1-разрядный регистр для запуска регулируемогоисточника питания в случае срабатывания защиты;

10) 8-разрядныйрегистр управления коммутацией напряжения питания ИМС;

11) устройствокоммутации питания ИМС.

          8-разрядныерегистры и ЦАП’ы могут обеспечить ступенчатую регулировку в 28=256 значений напряжения.Т.е. при опорном напряжении в 9в, шаг будет равен />,этого вполне достаточно для регулировки напряжения питания ИМС. Так какмаксимально допустимый потребляемый микросхемой ток выбран ~250мА,то изменяя коэффициент усиления преобразователя можно добиться дискретностиизменения тока в />. Для определенияреально потребляемого тока такой точности будет вполне достаточно.

Длячтения состояния устройства сравнения потребляемого тока необходим еще один разряд LPT-портана ввод (3-й бит порта 379H).

Посколькуу различных микросхем питание подается на различные выводы (к примеру, уК155ЛА3 — 14 и 7 выводы, а у К155ИЕ2 — 5 и 10 выводы дляподачи +5в и GND соответственно), необходимо предусмотреть все вариантыподачи питания на различные выводы колодки, предназначенной для испытуемоймикросхемы. Как показал анализ разновидностей питания микросхем [3,4],возможны 6 вариантов включения “+” питания и 3 варианта включения GND(микросхема вставляется со смещением в сторону 16-го контакта колодки, “ключ”микросхемы при этом должен быть направлен в сторону 1-го контакта колодки).Таким образом, устройство коммутации содержит:

1)  регистр коммутации питания

2)  2дешифратора (для “+” и GND соответственно);

3)  коммутационные ключи по «+» питания;

4)  коммутационные ключи по GND.

Структурнаясхема устройства коммутации  приведена на рис.4.

/>

Рис.4. Структурнаясхема устройства коммутации питания ИМС.


4.   Выбор технических и программных средств реализации.

 

4.1.    Выбор элементной базы.

Для реализации программного управления напряжениемпитания и током потребления ИМС в качестве ЦАП выбран К572ПА1А, отвечающийтребованиям разрядности (>=8бит) ибыстродействия (<100мкс).

Микросхема представляет собой умножающий ЦАП,выполненный по КМОП технологии. Предназначена для преобразования параллельного10-разрядного двоичного кода на цифровых входах в ток на аналоговом выходе,который пропорционален значениям кода и (или) опорногонапряжения.

Микросхема поставляется в герметичном 16-выводномметаллокерамическом корпусе типа 201.16-8 с двухрядным вертикальным расположением выводов.

Электрические параметры ЦАП К572ПА1А приведены втабл.1, условное графическое обозначение на рис.5, назначение выводов — втабл.2.

 

Таблица1

Номинальное напряжение питания 15в Ток потребления 3 мА Дифференциальная нелинейность +0.1% Погрешность коэффициента преобразования +3% Время установления выходного тока 5 мкс Среднее значение входного тока по цифровым входам 1 мкА Выходной ток при опорном напряжении 10В 2 мА Предельные значения опорного напряжения +17в Предельные значения напряжения питания 5...17в

 К572ПА1А

/>

Рис.5. ЦАП К572ПА1А (обозначение).


Таблица2

1 1-й аналоговый выход 2 2-й аналоговый выход 3 общий 4 10-й цифровой вход (старший значащий разряд) 5 9-й цифровой вход 6 8-й цифровой вход 7 7-й цифровой вход 8 6-й цифровой вход 9 5-й цифровой вход 10 4-й цифровой вход 11 3-й цифровой вход 12 2-й цифровой вход 13 1-й цифровой вход (младший значащий разряд) 14 “+” питания 15 опорное напряжение 16 вывод резистора обратной связи

Для запоминания выставленных значений в качестве входных регистров необходимы 8-битные параллельные регистры-защелки с суммарнымчислом запоминаемых битов — 32. Эти регистры должны иметь тактируемый входзаписи, вход разрешения параллельной загрузки, быстродействие <100мкс,не должны иметь Z-состояния (чтобы не было неопределенныхуровней сигналов). Этим требованиям соответствуют 4 регистра К555ИР27.

В качестве регистров коммутации, управлениянапряжением и током можно выбрать К555ИР27, поскольку они обеспечиваютнеобходимую разрядность (8 бит), управление (запись/запоминание/хранение) ибыстродействие.

Микросхема выполнена в пластмассовом корпусе 1400.20-2с двухрядным вертикальным расположением выводов.

Электрические параметры микросхемы К555ИР27 приведеныв табл.3, условное графическое обозначение на рис.6, назначение выводов — втабл.4, состояния регистра ИР27 — в табл.5.

Таблица3

Uпит., ном., В 5

U0вых., не более, В

0.5

U1вых., не менее, В

2.7

I0вх., не более, мА

-0.4

I1вх., не более, мА

0.02

Iпот., не более, мА

28

t1.0зд.р., не более, нс

30

t0.1зд.р., не более, нс

30

 

К555ИР27

/>

Рис.6. РегистрК555ИР27 (обозначение).

     

 

Таблица4

1 Вход разрешения параллельной загрузки /PE 2 Выход данных Q0 3 Вход данных Q0 4 Вход данных Q1 5 Выход данных Q1 6 Выход данных Q2 7 Вход данных Q2 8 Вход данных Q3 9 Выход данных Q3 10 GND 11 Синхронный тактовый вход C 12 Выход данных Q4 13 Вход данных Q4 14 Вход данных Q5 15 Выход данных Q5 16 Выход данных Q6 17 Вход данных Q6 18 Вход данных Q7 19 Выход данных Q7 20 “+” питания

Таблица5

Режим работы Вход C Вход /PE Вход Dn Выход Qn Загрузка “1” ­ 1 1 Загрузка “0” ­ Хранение ­ 1 X Qn’ X 1 X Qn’

В качестве управляющего устройства необходимдешифратор с количеством входов 3, количеством выходов не менее 7 ибыстродействием <100мкс. Этим требованиям соответствует микросхемаК555ИД7. Это двоично-десятичный дешифратор-демультиплексор, преобразующийтрехразрядный код A0...A2 в напряжение низкого уровня, появляющееся на одном извосьми выходов /0.../7. Эту же микросхему можно выбрать в качестведешифратора в устройстве коммутации питания как в цепи “+” питания, так и вцепи GND.

Микросхема выполнена в пластмассовом корпусе 238.16-2с двухрядным вертикальным расположением выводов.

Электрические параметры микросхемы К555ИД7 приведены втабл.6, условное графическое обозначение на рис.7, назначение выводов — втабл.7, состояния регистра ИР27 — в табл.8.

Таблица6

Uпит., ном., В 5

U0вых., не более, В

0.48

U1вых., не менее, В

2.9

I0вх., не более, мА

-0.36

I1вх., не более, мА

0.02

Iпот., не более, мА

10

t1.0зд.р., не более, нс

41

t0.1зд.р., не более, нс

27

 К555ИД7

/>

Рис.7. ДешифраторК555ИД7 (обозначение).


 

Таблица7

1 Вход данных A0 2 Вход данных A1 3 Вход данных A2 4 Вход разрешения /E1 5 Вход разрешения /E2 6 Вход разрешения E3 7 Выход данных /7 8 GND 9 Выход данных /6 10 Выход данных /5 11 Выход данных /4 12 Выход данных /3 13 Выход данных /2 14 Выход данных /1 15 Выход данных /0 16 “+” питания

Таблица8

Входы Выходы /E1 /E2 E3 A0 A1 A2 /0 /1 /2 /3 /4 /5 /6 /7 1 X X X X X 1 1 1 1 1 1 1 1 X 1 X X X X 1 1 1 1 1 1 1 1 X X X X X 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> />

Для считывания данных с выводов испытуемой микросхемы (для перевода 4-битного кода в 8-битный) необходимыдвухвходовые 4-канальные мультиплексоры без инверсии, с суммарным числомсчитываемых бит — 32 и быстродействием <100мкс. Этимтребованиям соответствуют 4 микросхемы К555КП11.

Микросхема выполнена в пластмассовом корпусе 238.16-2с двухрядным вертикальным расположением выводов.

Электрические параметры микросхемы К555КП11 приведеныв табл.9, условное графическое обозначение на рис.8, назначение выводов — втабл.10, состояния мультиплексора КП11 — в табл.11.

Таблица9

Uпит., ном., В 5

U0вых., не более, В

0.48

U1вых., не менее, В

2.5

I0вх., не более, мА

-0.76

I1вх., не более, мА

0.02

I0пот., не более, мА

13.6

I1пот., не более, мА

9.7

t1.0зд.р., не более, нс

21

t0.1зд.р., не более, нс

18

 К555КП11

/>

Рис.8. МультиплексорК555КП11 (обозначение).

 


 

Таблица10

1 Вход адреса данных S 2 Вход данных I 1a 3 Вход данных I2a 4 Выход данных Ya 5 Вход данных I1b 6 Вход данных I2b 7 Выход данных Yb 8 GND 9 Выход данных Yc 10 Вход данных I1c 11 Вход данных I2c 12 Выход данных Yd 13 Вход данных I1d 14 Вход данных I2d 15 Вход разрешения трансляции данных на выходы /E0 16 “+” питания

Таблица11

Входы Выходы /E0 S I1 I2 Y 1 X X X Z X 1 X 1 1 X 1 X 1 1 /> /> /> /> /> /> /> />

4.2. Выборпрограммных средств.

В настоящее время существует большой выбор различныхпрограммных средств. При этом каждое из них имеет свою область применения.Например, для написания системных драйверов используются языки программированиянизкого уровня (Assembler,Forth), так как работа таких программидет в реальном времени, и для своевременной обработки данных требуется большоебыстродействие драйвера-программы. Для написания удобных интерфейсов программ,а также программ, связанных с ведением баз данных, где не требуется стольвысокого быстродействия, используются языки программирования высокого уровня (Clipper, Pascal, FoxPro, C++, VisualBasic). Т.е. выбор тех или иныхпрограммных средств реализации зависит конкретно от поставленной задачи ивозлагаются на программиста, решающего эту задачу.

При проектировании данного устройства, для написанияподпрограмм обмена информацией между проектируемым устройством и компьютеромбыло решено использовать Assembler (процессора 80286), посколькуон обеспечивает максимальное быстродействие,минимальный объем, а также простоту иудобство в написании подпрограмм подобного класса.

При этом сохраняется возможность использования дляэтой цели морально устаревших в настоящее время компьютеров на базе процессоров80286 и 80386, имеющихся в достаточном количестве на предприятиях,работающих в операционной системе MS-DOS. Также (прииспользовании соответствующих микропроцессоров и программных средств)этим обеспечивается максимальная транспортабельность программы при созданииинтерфейсов под другие операционные системы (OS/2, Windows 95,Windows NT, Unix и пр.).

Ассемблер представляет собой язык программированиянизкого уровня, в котором программист пишет инструкции, управляющие работойпроцессора. При помощи программы-компилятора эти инструкции переводятся вмашинный код, исполняемый непосредственно процессором. В число командАссемблера входит самый минимальный набор (командыперехода, вызова подпрограмм и возврата из них, работы с регистрами, памятью,арифметические операции, логические операции, операции сдвига, сравнения,работы с портами ввода/вывода).

Для написания интерфейса программы поддержки данногоустройства возможно использование любого из языков программирования высокогоуровня, позволяющего вставлять  подпрограммы на Ассемблере втекст программы. Поскольку данный вопрос выходит за рамки настоящейработы, подробно он рассматриваться не будет [8,9].


5. Описание принципиальных схем.

 

5.1. Описаниесостава принципиальных схем в сопоставлении с соответствующими структурнымисхемами узлов.

После выяснения структуры устройства и выбораэлементной базы можно приступать к проектированию принципиальной схемы.

1)  Входные регистры (см. структурнуюсхему на рис.2).

Данный узел представляет собой 32-разрядныйзапоминающий регистр с ТТЛ-уровнями, без Z-состояния,использующий 8 входных линий данных и несколько линий управления на 32 выходныхлинии. Принципиальная схема узла изображена на рис.9.

Работает следующим образом: на контакты 2-9 разъема LPT-порт подаются 8 бит данных.На один из контактов 1-4 разъема X1 (с дешифратора) подается логический “0” — выборрегистра, в который должна быть произведена запись. Перепадом логическихуровней “0”Þ”1” на контакте 16 разъема LPT-порт происходит защелкивание данных в выбранном регистре.Запись данных в остальные регистры производится аналогичным образом.

Питание узла: микросхемы DD2-DD5: 10 вывод- GND, 20 вывод — +5в.

Максимальнопотребляемый ток I1+5в<sub/>потр.= 28мА*4 = 112мА

/>

Рис.9. Входные регистры (принципиальнаясхема).

2)  Устройство согласования по входу (см. структурнуюсхему на рис.2).

Данный узел обеспечивает согласование между ТТЛ-выходами регистрови входами испытуемой микросхемы  как по напряжению (приведениеуровней ТТЛ Þ КМОП или ТТЛ), так и по току. Принципиальнаясхема узла изображена на рис.10.

 Исходя из приложения [3]максимальные входные токи для микросхем ТТЛ логики равны: ток“0” — 2мА, ток “1” — 0.1 мА.

Напряжение +Umc — напряжение питанияиспытуемой микросхемы. Для ТТЛ микросхем оно равно +5в. Для КМОПмикросхем — +9в. При помощи него формируется входной ток “1”.

Напряжение -Umc зависит от выбранного типамикросхемы (задается пользователем, выставляется при помощи одногобита управляющего регистра). Для ТТЛ микросхем оно равно -9.3в. Для КМОПмикросхем — -1в.

Расчет резисторов R33 и R65 вцепях стоков транзисторов VT1 и VT33соответственно:

а) Для ТТЛ типа (считаем падение напряжения наоткрытых полевых транзисторах близким к 0):

R33 = (|+Umc|-2.4в)/I1вх.макс.ТТЛ= 2.6в/0.1мА = 26К » 27К

R65 = (|-Umc|-Uпад.VD2)/I0вх.макс.ТТЛ = 9.3в-1.1в/2мА » 4.3К

б) Для КМОП логики соответственно:

I1вх.макс.КМОП= (|+Umc|-7в)/R33= 9в-7в/27К » 0.07 мА

I0вх.макс.КМОП= (|-Umc|-Uпад.VD2)/R65 = 0.3в/4.3К» 0.07 мА

Диоды VD1и VD2 нужны дляограничения потенциала U0вх. (т.е. этот потенциал не должен быть ниже потенциалаобщего провода, поскольку при этом возможен выход из строя микросхем КМОПлогики). Значения 2.4в и 7в в формулах — этоминимальные уровни логической “1” для ТТЛ и КМОП микросхем соответственно [3].

Данный узел инвертирует значение входного сигнала.Разъем X3 является панелью для вставки испытуемой микросхемы.

Узел работает следующим образом:

При подаче на вход логической “1”, напряжение назатворе транзистора VT1 будет близко к +5в, вследствиечего он находится в закрытом состоянии. Канал исток-сток этоготранзистора имеет большое сопротивление, и ток через него не течет (неучитывая очень малые токи утечки). В то же время транзистор VT33 открыт,т.к. напряжение между подложкой и затвором равно около +5в. Через него,резистор R65 и диод VD2течет ток, равный » 2мА. При подключении входаиспытуемой микросхемы к аноду диода VD1, часть этого тока пойдетчерез него, обеспечивая уровень логического “0” на входе микросхемы. Диод VD1нужен для компенсации падения напряжения на VD2, чтобы недопустить на входе микросхемы уровня напряжения ниже уровня общего провода (чтоявляется причиной выхода из строя КМОП микросхем).

При подаче на вход уровня логического “0” наоборот,транзистор VT33 будет закрыт, транзистор VT1 — открыт.Ток потечет через переход исток-сток транзистора VT1, резистор R33 и вход испытуемоймикросхемы. Максимальный входной ток для ТТЛ микросхем будет примерно U1вх; макс.=(|+Uмс| — 2.4в)/R33» 0.1мА.

Питание узла: +Uмс, -Uмс, +5в.

Максимальнопотребляемые токи (+Uмс.макс.=+9в, -Uмс.макс.=-10в):

I2+Uмспотр.= (+Uмс.макс./R33)*32 = (9в/27000)*32» 11мА

I2-Uмспотр.= (|-Uмс.макс.+UVD2|/R65)*32 = (9.3в/4300)*32» 69мА

I2+5впотр.= Iзатв.VT1*32 » 0мА (Iзатв.VT1 имеет малуювеличину, порядка нескольких микроампер, поэтому в расчет не принимается)

/>Рис.10. Устройствосогласования по входу (принципиальная схема).


3)  Устройство согласования по выходу (см.структурную схему на рис.2).

Узел служит для согласования ТТЛ или КМОП уровней,считываемых с испытуемой микросхемы, в ТТЛ-уровни, для подачи на выходныемультиплексоры. Представляет собой простейшую схему включения NPN-транзисторас ОЭ. Инвертирует входной сигнал. Схема изображена на рис.11. Работаетследующим образом:

При подаче на вход логической “1” в цепи базы течетток, равный Iб=(|+Uмс|-Uбэ)/R97.Iб»0.043мА для ТТЛ и Iб»0.083мА для КМОП микросхем. Ток в цепи коллектора Iк=(5в-Uбэ)/R129 » 0.43мА. Потенциална коллекторе транзистора равен ~0.7в, что на входе мультиплексора будет воспринято какуровень логического “0” (поскольку для серии К555 напряжение U0вх.макс.=0.8в).

При подаче же на вход логического “0”, транзистор будетзакрыт. Напряжение на коллекторе будет близко к +5в. Ток потечет через R129 ивход мультиплексора.

Питание узла: +5в.

Максимальнопотребляемый ток: I3+5впотр.= ((+5в-Uкэ VT65)/R129)*32 = (4.3в/10000)*32 » 14мА

/>

Рис.11. Устройствосогласования по выходу (принципиальная схема).


4)  Выходные мультиплексоры (см. структурнуюсхему на рис.2).

Узел представляет собой мультиплексор-преобразовательдля передачи данных с 32-х входных линий на 4 выходных линии.Уровни сигналов — ТТЛ. Принципиальная схема изображена на рис.12, в схемеиспользуется параллельное включение выходов и раздельное управление выборкоймультиплексоров.

Узел работает следующим образом: на один из выводов1-4 разъема X1 длявыборки нужного мультиплексора подается уровень логического “0”. При помощивывода 2 разъема LPT-порт подачей“0” или “1” производится выбор входов мультиплексора. На выходах мультиплексорапоявляются данные с соответствующих входов. Эти данные могут быть считаны свыводов 10-13 разъема LPT-порт. Далее2 считанных ниббла (по 4 бита) программно собираются в 1 байт (8бит).

Питание узла: +5в (микросхемы DD13-DD16).

Максимальнопотребляемый ток: I4+5впотр.= 19мА*4= 72мА

/>

Рис.12. Выходные мультиплексоры (принципиальнаясхема).

5)  Управляющее устройство  (см. структурную схему на рис.2).

Узел служит для выборки необходимыхрегистров и мультиплексоров при записи данных в регистры и считывании данных измультиплексоров. Является дешифратором адреса 3x8. Схемаизображена на рис.13.

Узел работает следующим образом: приподаче на выводы 1,14,16 разъема LPT-порт двоичного кода, на соответствующем выводе разъема X1 появляетсяуровень логического “0”. При этом производится выборка соответствующегорегистра или мультиплексора.

Питание узла: +5в (DD1, 8 вывод- GND, 16 вывод — +5в).

Максимально потребляемый ток I5+5впотр.= 10мА

/>

Рис.13. Управляющееустройство (принципиальная схема).


 

6)  Блок питания (см. структурные схемы на рис.2,3).

Принципиальная схема узла (без устройствакоммутации и источника питания устройства) изображена нарис.14. Узел обеспечивает цифровую регулировку напряжения питания испытуемоймикросхемы, цифровое управление ограничением потребляемого тока с малым шагом (благодарячему возможно его измерение с достаточной точностью), защиту от к/з вцепи нагрузки.

Узел работает следующим образом:

а) Регулировка напряжения.

В регистр DD7 программно записываются 8бит значения  напряжения (числовые значения лежат в диапазоне от 0 (0H) до255 (0FFH)). С выхода этого регистра 8 бит поступают на умножающийЦАП (DA3), где преобразуются в аналоговое напряжение. ВыбранныйЦАП имеет разрядность 10 бит. Его младшие 2 бита не используются (заземлены). Ихиспользование в данном случае нецелесообразно, так как этопотребовало бы введения дополнительных разрядов у запоминающего регистра, чтосделало бы точность установки напряжения питания избыточной и усложнилоустройство. С точки зрения программирования и размещения данных также намногоудобнее и эффективнее работать с 8-битными величинами, нежели с 10-битными.

Опорное напряжение для DA3 поступает с VD65 иравно +9в. Резистор R161 выбран из расчета, что Uвх.»13в, Iстаб.»10мА, R161=(Uвх.-Uстаб.)/Iстаб.=(13-9)/10»390ом.Шаг регулировки в этом случае будет равен 9в/256»0.04в. Далее напряжение с аналогового выхода DA3 поступаетна вход регулируемого стабилизатора напряжения DA1, включенногопо типовой схеме с внешним транзистором VT98 [2]. Сэмиттера этого транзистора снимается напряжение питания устройства согласования+Uмс, ачерез резистор R171 — напряжение +Uпит.мс., предназначенноедля питания испытуемой микросхемы.

б) Регулировка потребляемого тока.

В регистр DD8 программно заносятся 8 битзначения ограничиваемого тока(0-255). Аналогично регулировкенапряжения, для преобразования численного значения в напряжение используетсяЦАП DA4. При опорном напряжении +9в, шагрегулировки напряжения на аналоговом выходе DA4 равенпримерно 0.04в.

Как было сказано выше, в цепи питания испытуемоймикросхемы стоит резистор R171.Он служит простейшим преобразователемток-напряжение, т.к. напряжение на нем   прямо пропорционально току,проходящему через данный резистор:UR171=Iпотр.*R171.Для развязки разности потенциалов, снимаемых с данного резистора применендифференциальный усилитель на ОУ DA6,схема которого взята из [1]. Приравенстве сопротивлений R163=R164и R165=R166 Uвых.ОУ.=UR171(R165/R163)=Iпотр.*R171*R165/R163.

Для уменьшения погрешности измерений, R171 долженбыть выбран как можно меньше, чтобы падение напряжения на нем было минимальным.Чувствительность можно поднять за счет увеличения усиления (соотношенияR165/R163) дифференциального усилителя. Примем R171=0.1ом.Поскольку максимальный потребляемый ток Iпит.мс. выбран 256мА, то макс. падение напряжения на R171,соответствующее этой величине, будет 256мА*0.1ом=25.6 мВ. При  напряжении питания в +9впогрешность составит 0.0256в/9в*100%=0.28%, что по величине меньше суммарной погрешности ЦАП.Напряжению 25.6мВ на входе дифференциального усилителя должно соответствоватьнапряжение +9в на его выходе, чтобы  обеспечить сравнение сигналов,поступающих с ЦАП и с усилителя. Т.е. коэффициент усиления должен быть равен R165/R163=9в/0.0256в=351.5. Выбрав R163=1К, получимR165»360К.

Сигналы с выходов дифференциального усилителя DA6 иЦАП DA4 поступают на вход компаратора DA5. Навыходе компаратора появляется сигнал сравнения, который в свою очередь подаетсяна вход S триггера DD12. Данный триггер обеспечиваетхранение состояния включен/выключен для регулируемого стабилизатора напряжения DA1. Вход R триггераDD12 используется для сброса сработавшейаппаратной защиты по току. При инициализации устройства на контакте 1 разъема X5 выставляетсяуровень логической “1”, который поступает на базу транзистора VT98. Этоттранзистор инвертирует входной сигнал и обеспечивает согласование уровней;сигнал с его коллектора (в нормальном режиме — логический “0”) поступаетна вход R триггера DD12.

Если реально потребляемый ток меньше выставленногоцифрового значения в регистре DD8 (положительный потенциал напрямом входе 3 компаратора ниже потенциала на его инверсном входе 4), то на выходекомпаратора DA5 напряжение близко к 0в. Оно поступаетна вход S триггера. Состояние триггера остается неизменным, навыходе Q DD12 и входе +Uвыкл. DA1 присутствует уровень логического “0”; наиспытуемую микросхему подается напряжение питания.

Если же реально потребляемый ток превышаетвыставленное в регистре DD8 цифровое значение (соответственнопотенциал на входе 3 DA5 выше потенциала на  входе 4), то на выходекомпаратора появляется напряжение около +12в, котороеподается на вход S триггера DD12. На выходе Q триггерапоявляется напряжение логической “1” (+12в), которое, всвою очередь подается на вход +Uвыкл. DA1,и приводит к снятию напряжения питания с нагрузки. Теперь для включениястабилизатора напряжения питания необходимо программно осуществить перепаднапряжения “1”Þ”0”Þ”1” на контакте 1 разъема X5, но при этомвключение будет возможно только при условии, что реальная нагрузка нижевыставленной цифровой. В противном случае на выходе Q триггера DD12 останетсяуровень логической “1” (поскольку на входе S будет +12вс компаратора) и стабилизатор не будет включен.

Для контроля состояния выхода компаратора DA5 используетсяконтакт 15 разъема LPT-порт. Нанего данный сигнал поступает через резистор R169 истабилитрон VD67, служащие для его преобразования к ТТЛ уровню.Присутствие логической “1” на нем показывает, что потребляемый испытуемоймикросхемой ток превышает программно выставленный.

Конденсаторы C1, С2 служат для сглаживанияпульсаций в цепях формирования опорного напряжения, C4 — в цепи питанияиспытуемой микросхемы.

 

Питание узла: +5в (DD7, DD8, DA3, DA4), +Uвх. (из него формируется +Uмс, +Uпит.мс,питания микросхем DD12, DA5,DA6 и опорные напряжения для микросхем DA3, DA4).

Максимальнопотребляемые токи:

I6+5впотр.= Iпотр.DD7*2 + Iпотр.DA3*2 = 28мА*2 + 2мА*2 = 60 мА

I6+Uвх.потр.= IR161+ IR162 = (Uвх.-Uстаб.VD65)/R161 + (Uвх.-Uстаб.VD66)/R162 = (13в-9в)/390ом+ (13в-11в)/270ом = 10+7 мА = 17мА

/>

Рис.14. Блок питания(принципиальная схема).


 

6.1) Устройствокоммутации питания (см. структурную схему на рис.4).

Данный узел обеспечивает коммутацию напряженияпитания, подаваемого на выводы испытуемой микросхемы. При помощи негопроизводится также переключение -Uмс ( -1вили -9.3в, для КМОП и ТТЛ логики соответственно, в зависимости от выбранноготипа микросхемы) и включение регулируемого стабилизатора напряжения.Схема изображена на рис.15.

Работает следующим образом:

Аналогичнозаписи во входные регистры, в регистр DD6 программно записывается8-битное число. Путем анализа разновидностей питания ТТЛ и КМОПмикросхем установлено, что необходимо коммутировать 6 выводов испытуемоймикросхемы по “+” и 3 вывода по GND.

а) Коммутация “+” питания испытуемой микросхемы.

0-2 биты регистра DD6 отвечают закоммутацию “+” питания микросхемы. Эти сигналы с регистра поступают надешифратор DD9, где шестнадцатеричное число (0-7H),преобразуется в двоичную форму. Результат появляется на выходах дешифратора винверсном виде (на выбранном будет уровень логического “0”, наостальных выходах дешифратора — уровень логической “1”). Буфернаямикросхема DD11 (с ОК, без инверсии) служит дляумощнения выходных сигналов дешифратора. Для примера, пусть логический “0”будет присутствовать на âûâîäå/0 дешифратора DD9. Черезрезистор  R172 он поступит на базу транзистора VT99.Данный транзистор будет в открытом состоянии, и с его эмиттера через переход КЭнапряжение +Uпит.мс. поступит на соответствующий вывод микросхемы. Натранзисторе при этом образуется падение напряжения Uкэ»0.7в. Остальные транзисторы будут закрыты, и влиять наработу практически не будут (исключая малый ток утечки, которым можно пренебречь).

Номинал резистора R172 выбран изследующих соображений:

Iкэ VT99 = 256мА. КэVT99 возьмемминимальным (равным 25). Тогда Iб VT99<sub/>min » 10мА. Следовательно,взяв минимальное +Uпит.мс.=5в, получим R172= (+Uпит.мс-Uкэ VT99)/Iб VT99<sub/>min = 4.3в/0.01А » 430ом.

Резистор R181 служит для поддержаниятранзистора VT99 в закрытом состоянии при отсутствии сигнала “0” навходе.

б) Коммутация GND.

3-5биты регистра DD6 отвечают за коммутацию GND питанияиспытуемой микросхемы. Аналогично коммутации “+” питания микросхемы (Uпит.мс.),сигналы с соответствующих выводов регистра DD6 поступают надешифратор DD10. На одном из его выходов появляется логический “0”. Наостальных выходах остается уровень логической “1”. Этот “0” поступает наэлектронный ключ, собранный на 2-х транзисторах. Для примера, пусть логический“0” присутствует на выходе /0 дешифратора DD10. Тогдатранзистор VT109 (необходимый для согласования по напряжению, а такжеумощнения выхода дешифратора) будет открыт, транзистор VT105 такжебудет открыт, и на коллекторе VT105будет потенциал, равный уровню GND (посколькунапряжение -0.7в компенсируется падением напряжения UкэVT105). Остальныеже транзисторы (на других выходах дешифратора) будут закрыты,и влиять на работу практически не будут (исключая оченьмалый ток утечки, которым можно пренебречь).

Резистор R178 рассчитан аналогично R172 иза) и равен 430 ом. Резистор R192 служит для поддержаниятранзистора VT105 в закрытом состоянии, в случае, когда закрыттранзистор VT107. Резистор R189 рассчитывается исходя из КэVT107=25, Iб VT105 =       Iк VT107 » 10мА.Iб VT107 min = Iк VT107/ Кэ = 10мА/25 = 0.4мА

R189 = (+5в-UкэVT107)/IбVT107 min = 4.3в/0.4мА » 10к

в) Коммутация -Uмс. Производится при помощи бита 6 регистраDD6. Сигнал с него через R187 поступаетна базу транзистора VT108, служащего для согласования уровней напряжения. Сколлектора транзистора VT108 сигнал через резистор R188 поступаетна базу транзистора VT112, которым производится коммутация напряжения. В случае,если на выходе DD6 присутствует уровень логического “0”, то транзисторы VT108и VT112 открыты, переход КЭ транзистора VT112 шунтируетстабилитрон VD68, и напряжение -Uмс=-10в+Uкэ.VT112= (-10+0.7)в= 9.3в.

Если же на выходе DD6 присутствуетуровень логической “1”, то VT108и VT112 закрыты, анапряжение -Uмс = (-10в+Uстаб.VD68) = (-10+9)в = 1в

г) Включение напряжения питания. Осуществляется припомощи 7 бита регистра DD6. Данный сигнал идет в схему блока питания, где ипроизводится управление.

Питание узла: +5в (DD6, DD9-DD11), -10в (для формирования -Uмс.), -0.7в(для коммутации GND), +Uпит.мс. (для коммутации “+” питания).

Максимальнопотребляемые токи:

I7+5впотр.= Iпотр.DD6 + Iпотр.DD9*2 + Iпотр.DD11 + IR188 + IR178 = Iпотр.DD6 + Iпотр.DD9*2 + Iпотр.DD11 + (5в+10в-Uкэ.VT108-Uкэ.VT112)/R188 + (5в-Uкэ.VT109)/R178 = 28мА +10мА*2 + 30мА + 13.6в./10к + 4.3в/430ом = 89мА

I7-10впотр.= IR188 = (5в+10в-Uкэ.VT108-Uкэ.VT112)/R188 = 1мА

I7-0.7впотр.= IR178 = (5в-Uкэ.VT109)/R178 = 10мА

I7+Uпит.мс.потр.= IR172=  (+Uпит.мс.макс.-Uкэ.VT99)/R172 = (9в-0.7в)/430ом = 7мА

/>

Рис.15. Устройство коммутации питания (принципиальнаясхема).


 

6.2) Источникпитания устройства.

Данный узел обеспечивает питание всех остальных узловпроектируемого устройства. Перед началом проектирования схемы необходимовыяснить максимально потребляемый ток по каждому из напряжений питания (I+5впотр., I-10впотр., I-0.7впотр., I+Uвхпотр.).Максимально потребляемый ток Iмс.потр.макс.= 256мА.

 

I+5впотр.= I1+5впотр.+ I2+5впотр.+ I3+5впотр.+ I4+5впотр.+ I5+5впотр.+ I6+5впотр.+ I7+5впотр.= 112мА+0мА+14мА+72мА+10мА+60мА+89мА= 357мА

I-10впотр.= I2-Uмспотр.+ I7-10впотр.= 69мА+1мА = 70мА

I-0.7впотр.= I7-0.7впотр.+ Iмс.потр.макс. = 10мА + 256мА = 266мА

I+Uвх.потр.= I2+Uмс.потр.+ I6+Uвх.потр.+ I7+Uпит.мс.потр.+ Iмс.потр.макс. = 11мА+17мА+7мА+256мА = 291мА

 

Таким образом, для нормального функционированияустройства необходимы следующие напряжения питания:

+5в(400мА),-10в(100мА), -0.7в(300мА), +13в(350мА).

Напряжения +13в и -10в могут быть выпрямленными,сглаженными, но нестабилизированными (т.к. в схеме блока питания из +13вдалее получаются стабилизированные, а -10в служит лишь для обеспечения I0вх. навходах испытуемой микросхемы).

Потому необходим двуполярный источник питания с напряжениями+13в и -10в, из которых при помощи дополнительныхстабилизаторов получаются напряжения +5в и       -0.7в. При этом токипотребления по соответствующим напряжениям будут суммироваться. Т.е. от плеча+13в будет потребляться ток порядка 400+350=750мА, а от плеча -10всоответственно 100+300=400мА.

Для источника питания требуется трансформатор T1 с2-мя вторичными обмотками, 2 диодныхвыпрямительных моста(VD69-VD76) и 2 сглаживающих конденсатора.Мощность трансформатора должна быть не менее 13в*0.75А+10в*0.4А=13.75Вт.Под эти требования подходит трансформатор ТПП-207-127/220-50.

Принципиальная схема узла изображена на рис.16,

В качестве стабилизатора +5в выбрана микросхемаКР142ЕН5А по типовой схеме включения, в качестве стабилизатора -0.7в — регулируемаясхема на двух транзисторах (VT113,VT114). Причем в связи со столь малымнапряжением, стабилизация производится не относительно “земли” (чтоне удалось бы осуществить в связи с суммарным падением напряжения на переходахБЭ транзисторов порядка 1.4в), а относительно стабилизированного источника +5в.

Настройка данного узла заключается в подстройкеточного значения напряжения -0.7в на выходе блока питания при помощи подстроечногорезистора R198.

 

/>

Рис.16. Источникпитания устройства (принципиальная схема).


6. Проектированиеалгоритма функционирования системы.

 

6.1.    Метод сигнатурного анализа.

Представим микросхему в виде устройства с несколькимивходами, на которые поступают двоичные входные сигналы, и несколькими выходами,с которых снимаются двоичные выходные сигналы.

Для проверки работоспособности такого устройства наего входы необходимо подать тестовую последовательность комбинаций входныхсигналов и сравнить получаемые значения выходных сигналов со значениями,указанными в документации. В общем случае при проверке существенной проблемойявляется сжатие информации о правильных и наблюдаемых при контроле реакцияхустройства на тестовые последовательности.

Для сжатия длинных двоичных последовательностей иполучения кодов сигнатур используется сигнатурный анализатор, основу которогосоставляет сдвиговой регистр с внутренними обратными связями, замыкаемыми черезсумматор по модулю 2, на вход которого также поступает последовательность бит,снимаемая с контролируемой точки.

Сигнатурный анализ основывается на следующем принципесжатия данных: двоичная последовательность x в видеинформационного полинома G(x) поступаетс выхода проверяемой схемы на сдвиговой регистр и делится в виде полинома  xkG(x) (где k — количестворазрядов сдвигового регистра) на порождающий полином P(x) степениk. Делениене порождающий полином P(x) реализуетсяс помощью сдвигового регистра с обратными связями. Результатом деления являетсяостаток R(x), получающийсяв сдвиговом регистре после приема  входной последовательности.

Математически процесс описывается формулой:

xkG(x)=Q(x)P(x)ÅR(x),где

Q(x) — частное; R(x) — остаток;P(x) - порождающий полином степениk, а G(x) — информационныйполином, соответствующий входной двоичной последовательности x.

При прохождении последовательности x через сдвиговыйрегистр R(x) изменяется до тех пор, пока не закончится всяпоследовательность x. Конечноевыражение R(x) является сигнатурой [11].

Для проектируемого устройства алгоритм работызаключается в подаче на вход устройства входной последовательности, считываниивыходной последовательности с его выхода и ее сложении по модулю 2 сконтрольной последовательностью.

В случае, если результат сложения не равен логическому“0” (выходная и контрольная последовательности не равныдруг другу), для ускорения выдачи результатов процесстестирования прерывается с возвратом ошибки. Если же в результате сложения всехвходных и контрольных последовательностей по модулю 2 получили логический “0” — микросхема исправна.


6.2. Описаниеалгоритма функционирования системы.

Общая структурная схема работы системы в целомпредставлена на рис.17.

/>

Рис.17. Алгоритм функционирования системы.


Комментарии к рис.17 изложены в табл.12.

Таблица12

Блок Наименование Комментарии 2 Инициализация устройства Установка начальных значений регистров, снятие напряжения питания с панели для ИМС. 3 Ввод режима работы устройства Выбор меню “Тестирование” или “Определение типа”. 4 Режим работы В зависимости от п.3 переход на исполнение выбранной части программы. 5 Ввод напряжения питания ИМС и выбор выводов для его подачи Ввод с клавиатуры напряжения питания ИМС и выбор выводов для его подачи из числа доступных в меню 6 Вызов подпрограммы определения типа микросхемы Определение типа ИМС, возврат из п/п результата определения типа 7 Ввод типа микросхемы Выбор в меню типа микросхемы 8 Вызов подпрограммы тестирования микросхемы Тестирование микросхемы, возврат из п/п результата тестирования 9 Вывод результатов на экран Вывод на экран результатов тестирования или определения типа 10 Инициализация устройства См. п.2. 11 Завершить работу с устройством ? В зависимости от выбора продолжить работу программы с п.3, либо завершить выполнение программы

6.3. Распределениеадресного пространства LPT-порта.

Весь обмен данными осуществляется через стандартныеадреса LPT-порта (см. приложение 4). За базовыйпринят стандартный адрес порта LPT1- 378H. Рассмотрим назначение портовприменительно к разрабатываемому устройству:

Порт 378H.Через него осуществляется запись информацииво входные регистры, регистры управления напряжением и током (биты0-7), а также для управления считыванием данных из“половинок” выходных мультиплексоров (бит 0).

Порт 379H.Используется для чтения данных извыходных мультиплексоров (биты 4-7), а также для контроля наличия напряжения питания наиспытуемой микросхеме (бит 3).

Порт 37AH. Используется для дополнительной дешифрации регистрови мультиплексоров (биты 0-2), а также для стробирования записи во входные регистры(бит 3). Дополнительная дешифрация осуществляется следующимобразом (табл.13):

Таблица13

2 бит 1 бит 0 бит Назначение Запись во входной регистр DD2, чтение из выходного мультиплексора DD13 1 Запись во входной регистр DD3, чтение из выходного мультиплексора DD14 1 Запись во входной регистр DD4, чтение из выходного мультиплексора DD15 1 1 Запись во входной регистр DD5, чтение из выходного мультиплексора DD16 1 Не используется 1 1 Запись в регистр регулировки напряжения питания DD7 1 1 Запись в регистр регулировки макс. потр. тока DD8 1 1 1 Запись в регистр управления коммутацией питания, выбора типа МС и включения напряжения питания DD6

Запись 8-ми бит данных в соответствующий регистрпроизводится из порта 378H (биты 0-7)при перепаде стробирующего сигнала 0Þ1 (бит 3, порт 37AH). Чтение 4-х бит данных изсоответствующего мультиплексора производится из порта 379H (биты0-3). Входы данного мультиплексора переключаются припомощи бита 0 порта 378H. Далеедва считанных ниббла (по 4 бита) программно собираются в 1 байт (8бит).

Значение, записываемое в регистр коммутации питания,зависит от типа микросхемы. Биты 0-2 регистра отвечают за коммутацию “+” питаниямикросхемы (табл.14), биты 3-5 — за коммутацию GND (табл.15), бит6 отвечает за тип микросхемы (табл.16), бит 7 — за включение напряжения питания (табл.17):

Таблица14

0 бит 1 бит 2 бит Коммутируемый вывод разъема X3 13 1 14 1 23 1 1 24 1 26 1 1 28

Таблица15

3 бит 4 бит 5 бит Коммутируемый вывод разъема X3 16 1 19 1 20

Таблица16

6 бит Тип микросхемы ТТЛ 1 КМОП

Таблица17

7 бит Напряжение питания испытуемой микросхемы Неизменно 1 Включено

6.4. Описаниеподпрограмм.

1)  Подпрограмма инициализации устройства.

После включения питания устройства в регистрахнаходится случайная информация. Для того, чтобы привести его в исходное состояние,необходимо записать начальные значения в управляющие регистры. Для этого нужнозаписать в порты следующие значения (значениеÞпорт): 7FHÞ378H, 07HÞ37AH, 0FHÞ37AH (запись 7FHв регистр управления коммутациейпитания — отключение напряжения питания и коммутаторов),затем 0Þ378H,05HÞ37AH, 0DHÞ37AH (запись 0 врегистр регулировки напряжения), и затем  06HÞ37AH, 0EÞ37AH (запись 0 врегистр регулировки тока). Эти же действия необходимо будет выполнять послекаждого цикла тестирования, чтобы избежать выхода из строя испытуемоймикросхемы при ее смене. Блок-схема подпрограммы инициализации приведена нарис.18. Подпрограмма инициализации, написанная на языке Ассемблер, приведена вприложении 4.

/>

Рис.18. Блок-схемаподпрограммы инициализации устройства.


 

2)  Подпрограмма тестирования микросхем.

Блок-схема подпрограммытестирования представлена на рис.19.

При помощи интерфейса пользовательвыбирает тип микросхемы. Программа находит в базе данных значения,соответствующие выбранной микросхеме и считывает их. Данные для каждоймикросхемы представляют собой следующую структуру:

1 байт — данные по коммутации напряжения питания (значениезаписывается в регистр DD6, 7-й бит не используется).

1 байт — данные   по  максимально  потребляемомумикросхемой току (в мА), значение записывается в регистр DD8.

2 байта — количество 8-байтовых данных в повторяющейсяпоследовательности записи-сверки (см. ниже). Фактически представляет собой количество цикловзаписи-сверки.

Далее идет периодическиповторяющаяся последовательность, длина которой зависит от конкретноймикросхемы:

4 байта- данные, записываемые во входныерегистры (входная последовательность).

4 байта — данные,  сверяемые  со  считанными  с  выходовиспытуемой микросхемы (контрольная последовательность).

При программировании учтены следующие особенности:

·    инверсия данных, записываемых во входные регистры, вустройстве согласования по входу;

·    инверсия данных, считываемых из выходныхмультиплексоров, в устройстве согласования по выходу;

·    дополнительное потребление по току в устройствекоммутации, равное 7мА.


/>

 

Рис.19. Блок-схемаподпрограммы тестирования.


Рассмотримпроцесс тестирования на примере микросхемы К555ЛА3:

1) Значение, записываемое в регистр DD6. Дляподачи питания на данную микросхему используются выводы 7 (GND) и14 (+5в). Им соответствуют контакты 16 и 23 разъема X3. Длякоммутации +Uпит.мс.необходимо в разряды 0-2 регистра DD6 записать значение 010B.Для коммутации GND необходимо в разряды 3-5 регистра DD6 записатьзначение 000B. Поскольку тип микросхемы ТТЛ, необходимо в разряд 6регистра DD6 записать значение 0B.Просуммировав, получим значение, которое необходимо записать в регистр DD6: 0000010B=2H.

2) Значение потребляемого микросхемойтока — 4.4мА. Округляем до целого в большую сторону — 5H.

3) Число циклов тестирования. Зависитот микросхемы. Для тестирования микросхемы К555ЛА3 (с 2-мя входамиу каждого элемента) достаточно 22=4 цикла тестирования.

4) Периодически повторяющаясяпоследовательность. Представляет собой 4 записываемых байта и 4 байта, скоторыми производится сверка считанных значений. Для неиспользуемых разрядовзаписываемое и считываемое значения должны соответствовать друг другу, длявыводов “+” питания микросхемы будет считываться логическая “1”, для GND — логический“0”. Для данной выбранной микросхемы тестирование будетзаключаться в переборе комбинаций по 2-м ее входам (т.е. 00, 01, 10и 11) и сравнении выходных сигналов с заведомо верными.

Разработанная подпрограмма тестирования на языке Ассемблердля микросхемы К555ЛА3 приведена в приложении 5 (подробностиработы данной подпрограммы изложены в комментариях).


3)  Подпрограмма определения типа микросхем.

Задача определения типа микросхемы представляет собойперебор всех известных для тестирования комбинаций при заданном значениинапряжения питания микросхемы. Блок схема алгоритма определения типа приведенана рис.20.

/>

Рис.20. Блок-схемаподпрограммы определения типа.

Нужно учесть, что в приведенной на рис.20 блок-схеме,внутри подпрограммы тестирования программно выставляемое напряжение питанияиспытуемой микросхемы меняться не должно Т.е. это необходимо учитыватьпри использовании алгоритма, представленного на рис.19.


7.   Описание конструкции системы.

 

Устройство собрано на плате из двустороннегофольгированного стеклотекстолита размерами 260x130. Корпусустройства — алюминиевый, размеры корпуса — 310x140x60.Внутри корпуса размещен трансформатор T1 блока питания. Сетевойвыключатель SA1, держатель предохранителя FU1 и индикатор HL1 находятсяна лицевой панели корпуса, колодка для микросхемы X3 находится наего верхней панели. На задней панели размещены: теплоотводразмерами 100x60x36, клемма заземления, разъем “LPT-порт” дляподключения стандартного интерфейсного кабеля 25М-25М. При помощи этого кабеляустройство подсоединяется к соответствующему разъему (LPT) компьютера(кабель в комплект не входит).

На теплоотвод установлены микросхемный стабилизатор DA2 и транзистор VT114. Этиэлементы должны быть изолированы от теплоотвода прокладками из листовой слюды.Эскиз устройства приведен на рис.21.

Устройство питается от сети переменного тока ~220в.


/>

Рисунок 21


 

8.   Инструкция по эксплуатации.

 

Порядокработы с устройством:

1)  Подсоединяем устройство к LPT-портукомпьютеру при помощи интерфейсного кабеля (устройство икомпьютер при этом должны быть выключены).

2)  Включаем компьютер при помощи переключателя,расположенного на панели компьютера (обычно лицевой).

3)  Включаем устройство при помощи переключателя SA1,расположенного на лицевой панели устройства.

4)  Запускаем на компьютере программу поддержки (testing.exe).

5)  Вставляем микросхему в колодку, расположенную наверхней панели устройства.

6)  Выбираем в меню режим работы устройства (“Тестирование”/”Определениетипа”).

7)  Если выбран режим “Тестирование”, далее выбираем типмикросхемы из списка предлагаемых к тестированию (например,К555ЛА3). Если выбран режим “Определение типа”, то выбираемнапряжение питания микросхемы (+2...+9в) и выводы для подачи  питания в меню из числадоступных.

8)  В зависимости от выбранного режима визуально наблюдаемна дисплее результат тестирования (“Исправна”/“Неисправна”) илиопределения типа (<тип микросхемы>, либо“Микросхема не опознана или неисправна”).

9)  Вынимаем микросхемы из колодки устройства.

10) Принеобходимости повторного анализа (например, для другой микросхемы)повторяем пп.5-9.

11) Поокончании работы выключаем устройство переключателем SA1.

12) Выключаемкомпьютер.

13) Отсоединяемот компьютера интерфейсный кабель.


9.   Экономическая часть.

 

В настоящей главе производится расчет производственнойсебестоимости устройства.

Себестоимость устройства включает в себя:

1.  Стоимость сырья и основныхматериалов

2.  Стоимость покупных изделий иполуфабрикатов

3.  Заработную плату производственныхрабочих

4.  Отчисления на социальноестрахование

5.  Накладные расходы

Расчет стоимости материалов сведен в табл.18.

Таблица 18

Материалы Кол-во Единица измерения

Цена за единицу

(тыс. руб./ед.)

Сумма

(тыс. руб.)

Провод МГТФ 10 м 0.6 6 Припой ПОС-61 0.1 кг 45 4.5 Канифоль 0.005 кг 50 0.25 Спирт технический 0.02 л 44 0.88

Итого:

11.63

Транспортные расходы составляют 10% отстоимости материалов и равны  1.16 тыс. руб.

Таким образом, затраты на материалы составляют~12.8 тыс. руб.

Расчет затрат на покупные изделия и полуфабрикатысведен в табл.19.
Таблица 19

Наименование

Цена/шт.

(тыс. руб.)

Кол-во

(шт.)

Цена

(тыс. руб.)

Микросхемы:

К555ИД7 1 3 3 К555ИР27 2 7 14 К155ЛП4 1 1 1 К561ТМ2 1 1 1 К555КП11 1 4 4 К142ЕН1А 2.5 1 2.5 К142ЕН5А 1.5 1 1.5 К554СА3А 3 1 3 К140УД6 3 1 3 К572ПА1А 5 2 10

Транзисторы:

КТ315, КТ361 0.3 39 11.7 КТ814, КТ815 0.8 11 8.8 КП301 2 32 64 КП303 2 32 64

Диоды и стабилитроны:

/> КД522А 0.2 64 12.8 КД202В 1 8 8 Д814А, КС818Г, КС147А, КС168А 0.5 5 2.5 АЛ307Б 0.3 1 0.3

Резисторы:

Постоянные МЛТ-0.125 0.2 197 39.4 Подстроечные СП5-3ВА 1.5 1 1.5 Прецизионные С5-16 3 1 3

Конденсаторы:

Керамические КМ-3б 0.5 1 0.5

Электролитические K50-6,

 2000мк x 16в

4 2 8

Электролитические К50-16

10мк x 16в, 100мк x 16в

1 5 5 Переключатели ПКН-41 3 1 3 Печатная плата 20 1 20 Панель SLC-32 1 1 1 Разъемы DB25M 2 1 2 Вставка плавкая 0.5А, с держателем 2.5 1 2.5

Итого:

301

Основная заработная плата равна: />

          Bri — часовая тарифнаяставка рабочего

          Tнi — норма времени

Расходы на основную заработную плату составят 120тыс. руб.

Дополнительная заработная плата составляет 8% отосновной и равна 9.6 тыс. руб.

Отчисления на социальное страхование составляют 41% отзаработной платы основных производственных рабочих, и равны   49.2 тыс. руб.

Накладные расходы составляют 300% отзаработной платы основных производственных рабочих, и равны 360 тыс. руб.

Стоимость разработки равна Sраз.= Bосн.×N×(1+Wс+Wд), где

Sраз. — стоимость разработки, тыс. руб.

Bосн. — заработная плата разработчика,тыс. руб. в месяц

N — количество месяцев разработки

Wс — отчисления на социальное страхование

Wд — дополнительная заработная плата.

Sраз.<sub/>=400×2×(1+0.41+0.5) =800×1.91= 1528 тыс. руб.

Такимобразом, накладные расходы, включающие затраты на разработку, равны 1888 тыс.руб.


На основании проведенных выше расчетов определим ценуустройства (табл.20):

Таблица20

N п/п Статьи расходов

Сумма

(тыс. руб.)

1 Основные материалы 12.8 2 Покупные изделия и полуфабрикаты 301 3 Заработная плата производственных рабочих 129.6 4 Отчисления на социальное страхование 49.2 5 Накладные расходы, включая затраты на разработку 1888

 

Производственная себестоимость:

2380.6 6 Прибыль (25%) 595.2

 

Цена устройства

2975.8

Прибыль составляет 25% отсебестоимости устройства и равна 595.2 тыс. руб.

Таким образом, цена устройства составляет 2975.8 тыс.руб.


10. Вопросы охраны труда и техники безопасности.

 

10.1 Потенциально опасные и вредные производственныефакторы.

Имеющийся в настоящее время в нашей стране комплексразработанных организационных мероприятий и технических средств защиты,накопленный передовой опыт работы ряда вычислительных центров показывает, чтоимеется возможность добиться значительно больших успехов в деле устранениявоздействия на работающих опасных и вредных  производственных факторов. Однакосостояние условий труда и его безопасности в ряде ВЦ еще не удовлетворяютсовременным требованиям. Операторы ЭВМ, операторы  подготовки данных, программисты  и другие работники ВЦ еще сталкиваются с воздействием такихфизически опасных и вредных производственных факторов, как повышенный уровеньшума, повышенная температура внешней среды, отсутствие или недостаточнаяосвещенность рабочей зоны, электрический ток, статическое электричество идругие.

Многие сотрудники ВЦ связаны с воздействием такихпсихофизических факторов, как умственное перенапряжение, перенапряжениезрительных и слуховых анализаторов, монотонность труда, эмоциональныеперегрузки. Воздействие указанных неблагоприятных факторов приводит к снижениюработоспособности, вызванное развивающимся утомлением. Появление и развитиеутомления связано с изменениями, возникающими во время работы в центральной нервнойсистеме, с тормозными процессами в коре головного мозга. Например сильный шумвызывает трудности с распознанием цветовых сигналов, снижает быстротувосприятия цвета, остроту зрения, зрительную адаптацию, нарушает восприятиевизуальной информации, уменьшает на 5-12% производительность труда. Длительноевоздействие шума с уровнем звукового давления 90 дБ снижает производительностьтруда на 30-60 %.

Медицинские обследования работников ВЦ показали, чтопомимо снижения производительности труда, высокие уровни шума приводят кухудшению слуха. Длительное нахождение человека  в  зоне комбинированноговоздействия различных неблагоприятных факторов может привести кпрофессиональному заболеванию. Анализ травматизма среди работников ВЦпоказывает, что в основном несчастные случаи происходят от воздействияфизически опасных производственных факторов при заправке носителя информации навращающийся барабан при снятом кожухе, при выполнении сотрудникаминесвойственных им работ. На втором месте случаи, связанные с воздействиемэлектрического тока.  

       

10.2 Обеспечение электробезопасности.

          

Электрические установки, к которым относитсяпрактически все оборудование ЭВМ, представляют для человека большуюпотенциальную опасность, так как в процессе эксплуатации или проведениипрофилактических работ человек может коснуться  частей, находящихся поднапряжением. Специфическая опасность электроустановок: токоведущие проводники,корпуса ЭВМ и прочего оборудования, оказавшегося под напряжением в результатеповреждения (пробоя) изоляции, не подают каких-либо сигналов, которыепредупреждают человека об опасности. Реакция человека на электрический токвозникает лишь при протекании последнего через тело человека. Исключительноважное значение для предотвращения электротравматизма имеет правильнаяорганизация обслуживания действующих электроустановок ВЦ, проведения ремонтных,монтажных и профилактических работ. При этом под правильной организациейпонимается строгое выполнение ряда организационных и технических мероприятий исредств, установленных действующими “Правилами технической эксплуатацииэлектроустановок потребителей и правила техники безопасности при эксплуатацииэлектроустановок потребителей” (ПТЭ и ПТБ потребителей) и “Правила установкиэлектроустановок” (ПУЭ). В зависимости от категории помещения необходимопринять определенные меры, обеспечивающие достаточную электробезопасность приэксплуатации и ремонте электрооборудования. Так, в помещениях с повышеннойопасностью электроинструменты, переносные светильники должны быть выполнены сдвойной изоляцией или их напряжение питания  не должно превышать 42В. В ВЦ ктаким помещениям могут быть отнесены помещения машинного зала, помещения дляразмещения сервисной и периферийной аппаратуры. В особо опасных же помещенияхнапряжение питания переносных светильников не должно превышать 12В, а работа снапряжением не выше 42В разрешается только с применением СИЗ (диэлектрическихперчаток, ковриков и т.п.). Работы без снятия напряжения на токоведущих частяхи вблизи них, работы проводимые непосредственно на этих частях или приприближении к ним на расстояние менее установленного ПЭУ. К этим работам можноотнести работы по наладке отдельных узлов, блоков. При выполнении такого родаработ в электроустановках до 1000В необходимо применение определенныхтехнических и организационных мер, таких как:

·    ограждения, расположенные вблизи рабочего места идругих токоведущих частей, к которым возможно случайное прикосновение;

·    работа в диэлектрических перчатках, или стоя на диэлектрическом коврике;

·    применение инструмента с изолирующими рукоятками, приотсутствии такого инструмента следует пользоваться диэлектрическими перчатками.

Работы  этого  вида  должны  выполнятся  не  менее чем  двумя работниками.

В соответствии с ПТЭ и ПТВ потребителям иобслуживающему персоналу электроустановок предъявляются следующие требования:

·    лица, не достигшие 18-летнего возраста, не могут бытьдопущены к работам в электроустановках;

·    лица не должны иметь увечий и болезней, мешающихпроизводственной работе;

·    лица должны после соответствующей теоретической ипрактической подготовки пройти проверку знаний и иметь удостоверение на доступк работам в электроустановках.

В ВЦ разрядные токи статического электричества чащевсего возникают при прикосновении к любому из элементов ЭВМ. Такие разрядыопасности для человека не представляют, но кроме неприятных ощущений они могутпривести к выходу из строя ЭВМ. Для снижения величины возникающих зарядовстатического электричества в ВЦ покрытие технологических полов следуетвыполнять из однослойного поливинилхлоридного антистатического линолеума.Другим методом защиты является нейтрализация заряда статического электричестваионизированным газом. В промышленности широко применяются радиоактивныенейтрализаторы. К общим мерам защиты от статического электричества в ВЦ можноотнести общие и местное увлажнение воздуха.

10.3 Обеспечение санитарно-гигиенических требований кпомещениям  ВЦ.

Помещения ВЦ, их размеры (площадь, объем) должны впервую очередь соответствовать количеству работающих и размещаемому в нихкомплекту технических средств. В них предусматриваются соответствующиепараметры температуры, освещения, чистоты воздуха, обеспечивают изоляцию, отпроизводственных шумов и т.п. Для обеспечения нормальных условий трудасанитарные нормы СН 245-71 устанавливают на одного работающего, объем производственного помещения не менее 15 м3, площадь помещениявыгороженного стенами или глухими перегородками не менее 4,5 м3.

Для эксплуатации ЭВМ следует предусматривать следующиепомещения:

·    машинный зал, помещение для размещения сервисной ипериферийной аппаратуры, помещение для хранения запасных деталей, инструментов,приборов (ЗИП);

·    помещения для размещения приточно-вытяжныхвентиляторов;

·    помещение для персонала;

·    помещение для приема-выдачи информации.

Основныепомещения ВЦ располагаются в непосредственной близости друг от друга. Ихоборудуют вентиляцией и искусственным освещением. К помещению машинного зала ихранения магнитных носителей информации предъявляются особые требования.Площадь машинного зала должна соответствовать площади, необходимой по заводскимтехническим условиям данного типа ЭВМ.

Высота зала над технологическим полом до подвесногопотолка должна быть 3-3,5м. Расстояние между подвесным и основным потолками приэтом должно быть 0,5-0,8м. Высоту подпольного пространства принимают равной0,2-0,6м.

В ВЦ, как правило, применяется боковое естественноеосвещение. Рабочие комнаты и кабинеты должны иметь естественное освещение. Востальных помещениях допускается искусственное освещение.

В тех случаях, когда одного естественного освещения нехватает, устанавливается совмещенное освещение. При этом дополнительноеискусственное освещение применяется не только в темное, но и в светлое времясуток.

Искусственное освещение по характеру выполняемых задачделится на рабочее, аварийное, эвакуационное.

Рациональное цветовое оформление помещения направленона улучшение санитарно-гигиенических условий труда, повышение егопроизводительности и безопасности. Окраска помещений ВЦ влияет на нервнуюсистему человека, его настроение, и в конечном счете на производительностьтруда. Основные производственные помещения целесообразно окрашивать всоответствии с цветом технических средств. Освещение помещения и оборудованиядолжно быть мягким, без блеска.

Снижение шума, создаваемого на рабочих местах ВЦвнутренними источниками, а также шума, проникающего извне,  является оченьважной задачей. Снижение шума в источнике излучения можно обеспечитьприменением упругих прокладок между основанием машины, прибора и опорнойповерхностью. В  качестве прокладок используются резина, войлок, пробка,различной конструкции амортизаторы. Под настольные шумящие аппараты можноподкладывать мягкие коврики из синтетических материалов, а под ножки столов, накоторых они установлены — прокладки из мягкой резины, войлока, толщиной 6-8мм.Крепление прокладок возможно путем приклейки их к опорным частям.

Возможно также применение звукоизолирующих кожухов,которые не мешают технологическому процессу. Не менее важным для снижения шумав процессе эксплуатации является вопрос правильной и своевременной регулировки,смазывания и замены механических узлов шумящего оборудования.

Рациональная планировка помещения, размещенияоборудования в ВЦ является важным фактором, позволяющим снизить шум присуществующем оборудовании ЭВМ. При планировке ВЦ машинный зал и помещение длясервисной аппаратуры необходимо располагать вдали от шумящего и вибрирующегооборудования.

Снижение уровня шума, проникающего в производственноепомещение извне, может быть достигнуто увеличением звукоизоляции ограждающихконструкций, уплотнением по периметру притворов окон, дверей.

Таким образом для снижения шума создаваемого нарабочих местах  внутренними источниками, а также шума, проникающего извне,следует:

·    ослабить шум самих источников (применение экранов,звукоизолирующих кожухов);

·    снизить эффект суммарного воздействия отраженныхзвуковых волн (звукопоглощающие поверхности конструкций);

·    применять рациональное расположение оборудования;

·    использовать архитектурно-планировочные итехнологические решения изоляции источников шума.


10.4 Противопожарная защита.

Пожары в ВЦ представляют особую опасность, так каксопряжены с большими материальными потерями. Характерная особенность ВЦ — небольшиеплощади помещений. Как известно, пожар может возникнуть при взаимодействиигорючих веществ, окисления и источников зажигания. В помещениях ВЦ присутствуютвсе три основные фактора, необходимые для возникновения пожара.

Горючими компонентами на ВЦ являются: строительныематериалы для акустической и эстетической отделки помещений, перегородки,двери, полы, перфокарты и перфоленты, изоляция кабелей и др.

Противопожарная защита — это комплекс организационныхи технических мероприятий, направленных на обеспечение безопасности людей, напредотвращение пожара, ограничение его распространения, а также на созданиеусловий для успешного тушения пожара.

Источниками зажигания в ВЦ могут быть электронныесхемы от ЭВМ, приборы, применяемые для технического обслуживания, устройстваэлектропитания, кондиционирования воздуха, где в результате различных нарушенийобразуются перегретые элементы, электрические искры и дуги, способные вызватьвозгорание горючих материалов.

В современных ЭВМ имеет место быть очень высокая плотностьразмещения элементов электронных схем. В непосредственной близости друг отдруга располагаются соединительные провода, кабели. При протекании по нимэлектрического тока выделяется значительное количество теплоты.  При этомвозможно оплавление изоляции. Для отвода избыточной теплоты от ЭВМ служатсистемы вентиляции и кондиционирования  воздуха. При постоянном действии этисистемы представляют собой дополнительную пожарную опасность.

Энергоснабжение ВЦ осуществляется от трансформаторнойстанции и двигатель-генераторных агрегатов. На  трансформаторных подстанцияхособую опасность представляют трансформаторы с масляным охлаждением. В связи сэтим предпочтение следует отдавать сухим трансформаторам.

Пожарная опасность двигатель-генераторных агрегатов обусловленавозможностью коротких замыканий, перегрузки, электрического искрения. Длябезопасной работы необходим правильный расчет и выбор аппаратов защиты. Припроведении  обслуживающих, ремонтных и профилактических работ используютсяразличные смазочные вещества, легковоспламеняющиеся жидкости, прокладываютсявременные электропроводники, ведется пайка и чистка отдельных узлов. Возникаетдополнительная пожарная опасность, требующая дополнительных мер пожарнойзащиты. В частности, при работе с паяльником следует использовать несгораемуюподставку с несложными приспособлениями для уменьшения потребляемой мощности внерабочем состоянии.

Для большинства помещений ВЦ установлена категорияпожарной опасности В.

Одной из наиболее важных задач пожарной защиты являетсязащита строительных помещений от разрушений и обеспечение их достаточнойпрочности в условиях воздействия высоких температур при пожаре. Учитываявысокую стоимость электронного оборудования ВЦ, а также категорию его пожарнойопасности, здания для ВЦ и части здания другого назначения, в которыхпредусмотрено размещение ЭВМ, должны быть 1 и 2 степени огнестойкости.

Для изготовления строительных конструкцийиспользуются, как правило, кирпич, железобетон, стекло, металл и другиенегорючие материалы. Применение дерева должно быть ограничено, а в случаеиспользования, необходимо пропитывать  его огнезащитными составами. В ВЦпротивопожарные преграды в виде перегородок из несгораемых материаловустанавливают между машинными залами.

К средствам тушения пожара, предназначенных длялокализации небольших возгораний, относятся пожарные стволы, внутренниепожарные водопроводы, огнетушители, сухой песок, асбестовые одеяла и т. п.

В зданиях ВЦ пожарные краны устанавливаются вкоридорах, на площадках лестничных клеток и входов. Вода используется длятушения пожаров в помещениях программистов, библиотеках, вспомогательных ислужебных помещениях. Применение воды в машинных залах ЭВМ, хранилищахносителей информации, помещениях контрольно-измерительных приборов ввиду опасностиповреждения или полного выхода из строя дорогостоящего оборудования возможно висключительных случаях, когда пожар принимает угрожающе крупные размеры. Приэтом количество воды должно быть минимальным, а устройства ЭВМ необходимозащитить от попадания воды, накрывая их брезентом или полотном.

Для тушения пожаров на начальных стадиях широкоприменяются огнетушители. По виду используемого вещества огнетушителиподразделяются на следующие основные группы:

·    Пенныеогнетушители, применяются для тушения горящих жидкостей, различных материалов,конструктивных элементов и оборудования, кроме электрооборудования,находящегося под напряжением.

·    Газовыеогнетушители, применяются для тушения жидких и твердых веществ, а такжеэлектроустановок, находящихся под напряжением.

·    В производственных помещениях ВЦ применяются главнымобразом углекислотные огнетушители, достоинством которых являетсявысокая эффективность тушения пожара, сохранность электронного оборудования,диэлектрические свойства углекислого газа, что позволяет использовать этиогнетушители даже в том случае, когда не удается обесточить электроустановкусразу. 

Для обнаружения начальной стадии загорания иоповещения службы пожарной охраны используют системы автоматической пожарнойсигнализации (АПС). Кроме того, они могут самостоятельно приводить в действиеустановки пожаротушения,  когда пожар еще не достиг больших размеров. СистемыАПС состоят из пожарных извещателей, линий связи и приемных пультов (станций).

Эффективность применения систем АПС определяетсяправильным выбором типа извещателей и мест их установки. При выборе пожарныхизвещателей необходимо учитывать конкретные условия их эксплуатации:особенности помещения и воздушной среды, наличие пожарных материалов, характервозможного горения, специфику технологического процесса и т.п.

В соответствии с “Типовыми правилами пожарнойбезопасности для промышленных предприятий”, залы ЭВМ, помещения для внешнихзапоминающих устройств, подготовки данных, сервисной аппаратуры, архивов,копировально-множительного оборудования и т.п. необходимо оборудовать дымовымипожарными извещателями. В этих помещениях в начале пожара при горении различныхпластмассовых, изоляционных материалов и бумажных изделий выделяетсязначительное количество дыма и мало теплоты.

В других помещениях ВЦ, в том числе в машинных залахдизель-генераторов и лифтов, трансформаторных и кабельных каналах, воздуховодахдопускается применение тепловых пожарных  извещателей.

Объекты ВЦ, кроме АПС, необходимо оборудоватьустановками стационарного автоматического пожаротушения. Наиболее целесообразноприменять в ВЦ установки газового тушения пожара, действие которых основано набыстром заполнении помещения огнетушащим газовым веществом с резким снижениемсодержания в воздухе кислорода.

Пожарам в ВЦ должно уделяться особое внимание, так какпожары в ВЦ сопряжены с опасностью для человеческой жизни и большимиматериальными потерями.

        

11. Заключение

 

11.1 Краткаяинформация о результатах разработки, выполненной при создании аппаратных средстви ПО.

Целью данной работы являлась разработка устройства,подключаемого к персональному компьютеру, предназначенного для контроля иопределения типа интегральных логических микросхем методом сигнатурногоанализа. В ходе дипломного проектирования была разработана структурная схемаустройства. После выбора элементной базы результатом проделанной работы явиласьразработка принципиальной схемы проектируемого устройства;разработка алгоритмов и выбранные программные средства позволили создатьподпрограммы тестирования и определения типа микросхем на языке Ассемблер. Вэкономической части диплома была рассчитана себестоимость и цена данногоустройства.


12. Литература

1) В.С.Гутников “Интегральнаяэлектроника в измерительных устройствах”, Л.: Энргоатомиздат, 1988

2) А.Л.Булычев, В.И.Галкин“Аналоговые интегральные схемы”, Мн.: Беларусь, 1994

3) М.И.Богданович, И.Н.Грель“Цифровые интегральные микросхемы”: справочник, Mн.: Беларусь,1991

4) В.Л.Шило “Популярные цифровыемикросхемы”: справочник, М.: Радио и связь, 1987

5) Р.Джордейн “Справочникпрограммиста персональных компьютеров типа IBM PC XT и AT”:пер с англ. М: Финансы и статистика, 1992

6) С.Т.Усатенко, Т.К, Каченюк,М.В.Терехова. “Выполнение электрических схем по ЕСКД”: справочник, М.: Издательствостандартов, 1989. — 325| с.

7) Д.В.Стефанков “Справочникпрограммиста и пользователя”. — М:“Кварта”, 1993.- 128с.

8) Под ред. М.Дадашова“Проектирование пользовательского интерфейса на персональных компьютерах.Стандарт фирмы IBM.” — M: фирма “ЛЕВ”, 1992. — 186с.

9) Коутс Р., Влейминк И.  “ИнтерфейсЧеловек-Компьютер”: пер. с англ. — M.: Мир, 1990. — 501с.

10)П.Нортон, Д.Соухэ “Язык Ассемблера для IBM PC”: Пер.с англ., — M.: Издательство “Компьютер”, 1993г. — 352с.

11)Каган Б.М., Мкртумян И.Б. “Основы эксплуатации ЭВМ”: Учеб. пособиедля вузов/ Под ред. Б.М.Кагана. — М.: Энергоатомиздат,1983.-376с., ил.


13. Приложения

 

1)  Перечень элементов к принципиальным схемам, описаннымв разделе 5.


Поз. обоз-начение Наименование Кол Примечание

 

Диоды и стабилитроны

VD1..VD64 КД522А 64 VD65 КС818Г 1 VD66 Д814А 1 VD67 КС147А 1 VD68 КС818Г 1

VD69..

VD76

КД202В 8 VD77 КС168А 1 HL1 АЛ307Б 1

 

Конденсаторы

C1, C2 К50-16 — 16в-10мкф 2 C3 КМ-3б-Н30 — 0.1мкф ±20% 1 C4 К50-16 — 16в-100мкф 1 C5, C6 К50-6 — 16в-2000мкф 2 C7, C8 К50-16 — 16в-100мкф 2

 

Микросхемы аналоговые ГОСТ 18682-83

DA1 К142ЕН1А 1 DA2 К142ЕН5А 1 DA3, DA4 К572ПА1А 2 DA5 К554СА3А 1 DA6 К140УД6 1 ППИ СПГТУ 2201.97.01 ПЭ1 Изм Лист N докум. Подп. Дата Разраб. Лит. Лист Листов

 

Пров. Сигнатурный анализатор 1 3

 

 

N контр. Перечень элементов

 

Утв.

 

/> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> Поз. обоз-начение Наименование Кол Примечание

 

Микросхемы цифровые ГОСТ 17021-75

DD1 К555ИД7 1 DD2..DD8 К555ИР27 7 DD9, DD10 К555ИД7 2 DD11 К155ЛП4 1 DD12 К561ТМ2 1

DD13..

DD16

К555КП11 4

Переключатели

SA1 ПКН-41 1

Предохранители

FU1 0.5А 1

Разъемы

X3 Панель SLC-32, 32pin 1 LPT-порт DB25-M, 25pin 1

 

Резисторы

R1..R32 МЛТ-0.125 — 100К ±10% 32 R33..R64 МЛТ-0.125 — 27К ±10% 32 R65..R96 МЛТ-0.125 — 4.3К ±10% 32 R97..R128 МЛТ-0.125 — 100К ±10% 32 R129..R160 МЛТ-0.125 — 10К ±10% 32 R161 МЛТ-0.125 — 390 ±10% 1 R162 МЛТ-0.125 — 270 ±10% 1 R163, R164 МЛТ-0.125 — 1К ±10% 2 R165, R166 МЛТ-0.125 — 360К ±10% 2 R167 МЛТ-0.125 — 10К ±10% 1 Лист ППИ СПГТУ 2201.97.01 ПЭ1 2 Изм Лист N докум. Подп. Дата /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> Поз. обоз-начение Наименование Кол Примечание R168 МЛТ-0.125 — 100К ±10% 1 R169, R170 МЛТ-0.125 — 10К ±10% 2 R171 C5-16-0.125 — 0.1 ±1% 1 R172..R180 МЛТ-0.125 — 430 ±10% 9 R181..R194 МЛТ-0.125 — 10К ±10% 14 R195 МЛТ-0.125 — 100К ±10% 1 R196 МЛТ-0.125 — 910 ±10% 1 R197 МЛТ-0.125 — 1К ±10% 1 R198 СП5-3ВА-0.5 — 4.7К ±10% 1 R199 МЛТ-0.125 — 390 ±10% 1 R200 МЛТ-0.125 — 10К ±10% 1

 

Транзисторы

VT1..

VT32

КП303 32

VT33..

VT64

КП301 32

VT65..

VT97

КТ315Б 33 VT98 КТ815Б 1

VT99..

VT104

КТ814Б 6

VT105..

VT107

КТ815Б 3

VT108..

VT111

КТ361Б 4 VT112 КТ315Б 1 VT113 КТ361Б 1 VT114 КТ815Б 1

Трансформаторы

T1 ТПП207-127/220-50 1 Лист ППИ СПГТУ 2201.97.01 ПЭ1 3 Изм Лист N докум. Подп. Дата /> /> /> /> /> /> /> /> /> />

2)  Основные параметры тестируемых микросхем.

а) ТТЛ микросхемы [3,4](при Uпит.=5в):

Параметр К155 К555 К531 КР1531

U1вх. мин., В

2 2 2 2

U0вх. макс., В

0.8 0.8 0.8 0.8

U0вых. макс., В

0.4 0.5 0.5 0.5

I0вых. макс., мА

16 8 20

U1вых. мин., В

2.4 2.7 2.7 2.7

I1вых., макс., мА

-0.8 -0.4 -1

I1вых. макс. с ОК, мкА

250 100 250

I1вых. макс. сост. Z, мкА

40 20 50

I0вых. макс. сост. Z, мкА

-40 -20 -50

I1вх. макс., мкА

40 20 50 20

I0вх. макс., мА

-1.6 -0.4 -2.0 -0.6

Iк.з. макс., мА (U0вых=0)

-(18¸55) -100 -100 -(60¸150)

tзд. Р., нс

9 9.5 3 3

Rн, кОм

0.4 2 0.28 0.28

Pпот., мВт

10 2 19 4

б) КМОП микросхемы [3,4](при Uпит.=10в):

Параметр К176 К561 КР1561

U1вх. мин., В

7 7 7

U0вх. макс., В

3 3 3

Iвх. макс., мкА

0.1 0.2 0.3

U0вых. макс., В

0.3 2.9 1

I0вых. макс., мА

0.3 1.1

U1вых. мин., В

8.2 7.2 9

I1вых. макс., мА

0.3 -1.1

tзд. Р., нс

600 620 190

3)  Описание и распайка LPT-порта (нормальный режим) [7].

Порт Бит Контакт разъема Описание 378H

1

2

3

4

5

6

7

2

3

4

5

6

7

8

9

используется для записи

-“”-

-“”-

-“”-

-“”-

-“”-

-“”-

-“”-

379H

0-2

3

4

5

6

7

-

15

13

12

10

11

не используются

используется для чтения

-“”-

-“”-

-“”-

-“”-

37AH

1

2

3

4-7

1

14

16

17

-

используется для записи

-“”-

-“”-

-“”-

не используются


4)  Подпрограмма инициализации устройства.

INIT PROC    NEAR ; началоподпрограммы инициализации

push ax       ; Запоминаем значениярегистров axи dx

push dx

mov  dx, 378h

mov  al, 7Fh

out  dx, al   ;7FHÞ378H

mov  dx, 37AH

mov  al, 7

out  dx, al   ;07HÞ37AH

mov  al, 0Fh

out  dx, al   ;0FHÞ37AH

mov  dx, 378h

mov  al, 0

out  dx, al   ;00HÞ378H

mov  dx, 37AH

mov  al, 5

out  dx, al   ;05HÞ37AH

mov  al, 0Dh

out  dx, al   ;0DHÞ37AH

mov  al, 6

out  dx, al   ;06HÞ37AH

mov  al, 0Eh

out  dx, al   ;0EHÞ37AH

pop dx       ; Восстанавливаем значениярегистров

pop  ax       ; dx и ax

INIT ENDP         ;конецподпрограммы инициализации


5)  Подпрограмма тестирования микросхемы.

b_data db      02h            ; Данные по коммутации

       db      05h            ; Макс. ток

       dw      4              ; Число циклов тестирования

                               ; Далее идут 32 байта данных:

       dd      00000000000000000000000000000000b; запись

       dd      00000000010010010100100000000000b; сверка

       dd      00000000001001000001001000000000b; запись

       dd      00000000010010010100100000000000b; сверка

       dd      00000000000100100010010000000000b; запись

       dd      00000000010010010100100000000000b; сверка

       dd      00000000001101100011011000000000b; запись

       dd      00000000010000000000000000000000b; сверка

TESTINGPROC    NEAR        ; начало подпрограммы

; тестирования

       push    bx          ; сохраняем регистры в стеке

       push    cx

       push    dx

       mov     bx, offset cs:b_data; регистр BX — указатель

 ; на данные

       mov     al, cs:[bx] ;загрузка в AL данных по

; коммутации

       mov     ah, 7       ; выбор регистра коммутации(DD6)

       call    write_r     ;запись AL в регистр коммутации

       and     al, 01000000B    ; выделяем 6-й бит

; (тип микросхемы)

       jnz     kmop

       mov     al, 142     ; напряжение питания — +5в,

; если ТТЛ

       jmp     end_u

kmop:  mov     al, 255     ; напряжение питания — +9в,

; если КМОП

end_u: mov     ah, 5       ; выбор регистра управления

; напряжением (DD7)

       call    write_r     ; запись AL в регистр управления

; напряжением

       inc     bx          ; ставим указатель на макс.ток

       mov     al, cs:[bx] ;загрузка в AL данных по току

       add     al, 7       ; коррекцияданных по току на 7мА

       mov     al, 6       ; выбор регистра управлениятоком

; (DD8)

       call    write_r     ;запись AL в регистр управления

; током

       inc     bx          ; ставим указатель на число

; циклов

       mov     cx, cs:[bx] ;загружаем число циклов в

; регистр CX

       inc bx

cycle: mov     dl,0        ; внешний цикл записи (поCX)

wr1:   mov     al, cs:[bx] ;внутренний цикл записи

; в 4 регистра (DD2-DD5)

       call    write_r     ;по регистру DL

       inc     bx

       inc     dl

       cmp     dl, 4

       jnz     wr1

       mov     dl,0

rd1:   mov     ah, dl      ; внутренний цикл чтения и

; сравнения данных, считанных из

       call    read_r      ; 4-х мультиплексоров(DD13-DD16)

       mov     ah, cs:[bx] ;и указателя [BX]; порегистру DL

       cmp     al, ah

       jnz     error

       inc     bx

       inc     dl

       cmp     dl, 4

       jnz     rd1

       loop    cycle

good:  mov     al, 0       ; выход из п/п с AX=0 вслучае,

; если все OK

       jmp     exit

error: mov     al, 0FFH         ;выход из п/п с AX=0FFH в случае

; ошибки

exit:  pop     dx          ; восстанавливаем регистрыпри

; выходе

       pop     cx

       pop     bx

TESTINGENDP

WRITE_RPROC    NEAR        

;процедура записи значения в регистры DD2-DD8

;Входные параметры: AL — записываемое значение

;                   AH — номер регистра

;(0-DD2, 1-DD3, 2-DD4, 3-DD5, 5-DD7, 6-DD8, 7-DD6)

       push    ax          ;сохраняем используемые регистры

; в стеке

       push    dx

       mov     dx, 378H

       not    al           ; инвертируемзначение

       out     dx, al

       mov     dx, 37AH

       mov     al, ah

       out     dx, al

       or      al, 00001000b    ; устанавливаем 3-й бит для

; записи в порт 37AH

       out     dx, al      ; запись данных в регистр

       pop     dx          ; восстанавливаем значения

; регистров из стека

       pop     ax

WRITE_RENDP

READ_R PROC    NEAR

;процедура чтения данных из мультиплексоров DD13-DD16

;Входные параметры: AH — номер мультиплексора

;                   (0-DD13, 1-DD14, 2-DD15, 3-DD16)

;Выходные параметры: AL — считанное значение

       push    cx          ; сохраняем используемыерегистры

; в стеке

       push    dx

       mov     dx, 37AH

       mov     al, ah

       out     dx, al      ;выбираем мультиплексор записью

; AL в 37AH

       mov     al, 0       ; записываем 0 в регистр378H для

; выбора для чтения

       mov     dx, 378H         ;«младшей» половины

; мультиплексора

       out     dx, al

       mov     dx, 379H

       in      al, dx      ; считываем данные«младшей»

; половины мультиплексора

       mov     ah, al      ; сохраняем их в AH

       mov     al, 1       ; записываем 0 в регистр378H для

; выбора для чтения «старшей»

       mov     dx, 378H         ;половины мультиплексора

       out     dx, al

       mov     dx, 379H

       in      al, dx      ; считываем данные«старшей»

; половины мультиплексора

;далее производим сборку считанных «половинок» из

;мультиплексоров по 4-е байта в 8 байт данных:

       mov     cl, 4

       ror     ah, cl      ; сдвигаем данные в AH

; из 4-7 в 0-3 биты

       and     ah, 00001111b    ; сбрасываем 4-7 биты в AH

       and     al, 11110000b    ; сбрасываем 0-3 биты в AL

       or      al, ah      ; логически суммируем AL иAH

       not    al            ; инвертируемAL

       pop     dx          ; восстанавливаем значения

; регистров из стека

       pop     cx

READ_R ENDP

еще рефераты
Еще работы по радиоэлектронике