کارشناسی گروه برقطراحی و ساخت داستگاه ic tester

اغلب در ساخت و طراحی وسایل الكترونیكی نیاز داریم كه آی سی های به كار رفته در مدارات الكترونیكی مورد نظر را تست كرده و از صحت یا خرابی آنها اطلاع دقیقی حاصل نماییم و احیانا در مورد خراب بودن آی سی ها پایه ی خراب شده آنها را بیابیم
دسته بندی برنامه نویسی
فرمت فایل doc
حجم فایل 5986 کیلو بایت
تعداد صفحات فایل 140

کارشناسی  گروه برقطراحی و ساخت داستگاه ic tester

فروشنده فایل

کد کاربری 8044

فهرست

فصل اول

مدارهای مجتمع

4

سطوح مجتمع سازی

5

داده های منطقی دیجیتال

6

مهمترین پارامترهای مورد ارزیابی در آی سی ها

7

منطق کوپلاژ امیتر( ECL)

13

فلز-اکسید-نیمه هادی(MOS)

14

منطق ترانزیستور-ترانزیستور(TTL)

15

مشخصه های اساسی TTL

16

انواع طبقات خروجی TTL

19

اطلاعات کلی درباره ی تراشه های CMOS

20

فصل دوم

المان های بکار رفته در مدار

24

LCD

24

کیبورد

33

رگولاتور

34

پتانسیوتر

35

ZIF SUCKET

35

خازن

35

ATMEGA32

35

شبیه سازی مدار

46

سخت افزار مدار

48

فصل سوم

نرم افزار

50

آشنایی با نرم افزار CodevisionAVR

50

یادآوری زبان برنامه نویسی C

51

Codevision و نحوه ی برنامه ریزی میکرو

52

طرز کار مدار

60

دستور if

60

دستورهای مربوط به LCD

60

قسمتی از برنامه ی مدار به صورت مختصر

63

گسترش مدار با استفاده از بافر 74ATB125

90

انواع IC TESTER

94

ضمیمه

98

منابع و ماخذ

مقدمه:

اغلب در ساخت و طراحی وسایل الكترونیكی نیاز داریم كه آی سی های به كار رفته در مدارات الكترونیكی مورد نظر را تست كرده و از صحت یا خرابی آنها اطلاع دقیقی حاصل نماییم و احیانا در مورد خراب بودن آی سی ها پایه ی خراب شده آنها را بیابیم.

ساخت و طراحی وسیله ای كه این عمل تست را انجام دهد ، هدف اصلی این پرو‍ژه می باشد. كه در این پروژه یك سری از آی سی های خانواده CMOS سری 4000 و 74XX هست می شوند و از سالم یا خراب بودن پایه ها اطلاعات دقیقی را به استفاده كننده ارائه می نماید.

برای شروع كار با مدارهای مجتمع تا حد مورد نیاز آشنایی پیدا می كنیم.. در بخش سخت افزاری توضیحاتی در مورد المان های به كار رفته شده در این مدار داده شده است. در بخش نرم افزاری با یك زبان برنامه نویسی كه بتواند اطلاعات را از طریق كیبورد به مدار ارسال كرده و بعد از دریافت و پردازش در آن زبان برنامه نویسی نتیجه را گزارش دهد ، آشنا می شویم.

با توجه به قابلیت های زبان برنامه نویسی C و نزدیكی این زبان به زبان ماشین ، قسمت نرم افزاری این پروژه را توسط این زبان انجام خواهیم داد.

ما با طراحی سیستم تست كننده ی آی سی در حقیقت قدم های مقدماتی و اصولی در جهت رسیدن به طراحی های پیچیده تر را برداشته ایم ، كه با توجه به عملكرد سخت افزاری و نرم افزاری این پروژه به راحتی می توان آن را طبق طرح پیشنهادی تعمیم داده و برای تست كردن آی سی های دیگر به كار برد.

فصل اول

مدارهای مجتمع :

یک مدار مجتمع (IC) یک کریستال نیمه هادی از جنس سیلیکان است که به آن تراشه می گویند و حاوی اجزاء الکترونیکی در ساخت گیت های دیجیتال می باشد. انواع گیت ها در داخل تراشه به هم وصل می شوند تا مدار مورد نیاز ایجاد گردد. تراشه روی یک محفظه سرامیک یا پلاستیک نصب شده و اتصالات به پایه های بیرون ایجاد مدار مجتمع، متصل می گردند. تعداد پایه ها ممکن است از 14 در یک بسته کوچک IC تا چند هزار در یک بسته بزرگ تغییر کند. در روی هر IC یک شماره برای شناسایی چاپ می شود. سازندگان معمولاً کتابچه ها، کاتالوگ ها و سایت های اینترنتی حاوی توصیف ها و اطلاعات ICهایی که ساخته اند را در اختیار می گذارند.

سطوح مجتمع سازی :

IC های دیجیتال اغلب بر اساس پیچیدگی مدار درونی شان که به تعداد گیت های منطقی مرتبط است دسته بندی می شوند. تفکیک تراشه هایی که تنها چند یا چندصد و یا چندین هزار گیت دارند با ارجاع به بسته و دسته بندی آنها به وسایل مجتمع با فشردگی کم، متوسط، زیاد و خیلی زیاد صورت می گیرد.

مدارهای مجتمع با فشردگی کم (SSI) دارای چند گیت مستقل در بسته اند. ورودی ها و خروجی های گیت ها مستقیماً به پایه های بسته متصل می شوند. تعداد گیت ها معمولاً کمتر از 10 بوده و به وسیله پایه های موجود در IC محدود می گردند.

مدارهای مجتمع با فشردگی متوسط (MSI) دارای فشردگی بین 10 تا 1000 گیت در یک بسته دارند. این دسته از مدارات معمولاً اعمال دیجیتال خاصی را اجرا می کنند. توابع دیجیتال MSI با عناوین دیکدرها، جمع کننده ها و مولتی پلکسرها و ثبات ها و شمارنده ها مطرح شده اند.

مدارهای مجتمع با فشردگی زیاد (LSI) حاوی هزاران گیت در یک بسته می باشند. این دسته از مدارات، پردازنده ها، حافظه ها و مدارات منطقی برنامه پذیر را شامل می شوند.

مدارهای مجتمع با فشردگی خیلی زیاد (VLSI) صدها هزار گیت در یک بسته دارند. از جمله مثال ها می توان از آرایه های حافظه، تراشه میکرو کامپیوترهای پیچیده نام برد. به دلیل کوچکی و ارزانی، وسایل VLSI تکنولوژی طراحی سیستم کامپیوتر را متحول ساخته و به طراح قابلیت ساخت وسایلی را می دهد که قبلاً اقتصادی نبودند.

داده های منطقی دیجیتال :

داده های مجتمع دیجیتال نه تنها بر اساس پیچیدگی و عمل منطقی شان بلکه بر اساس تکنولوژی اصلی که به آن تعلق دارند نیز دسته بندی می گردند. تکنولوژی مدار به نام خانواده مدار منطقی خوانده می شود. هر خانواده منطقی دارای مدار الکترونیک مبنای خاص خود بوده و سایر توابع و پیچیده دیجیتال با استفاده از آنها ساخته می شوند. مدار مبنا در هر خانواده، گیت NAND ،NOR یا NOT است. قطعات الکترونیک بکار رفته در ساخت مدار مبنا معمولاً برای نام گذاری مورد استفاده قرار می گیرد. به لحاظ تجاری انواع متفاوتی از خانواده های منطقی مدارات معرفی شده اند. انواع رایج آنها در زیر لیست شده اند.

TTL transistor – transistor logic

ECL emitter – coupled logic

MOS metal- oxide semiconductor

CMOS complementary metal- oxide semiconductor

TTL مدت مدیدی است که مورد استفاده بوده و به عنوان یک گیت استاندارد شناخته شده است. ECL در سیستم هایی که به سرعت بالا نیاز دارد ارجحیت دارد. MOS در مدارهایی که نیاز به چگالی بالایی دارند مورد استفاده است و CMOS در مواقعی که توان مصرفی باید کم باشد مورد توجه قرار گیرد. نظر به اینکه توان مصرفی کم در طراحی VLSI از اصول است، CMOS تبدیل به یک خانواده ی منطقی غالب شده است در حالی که از کاربرد خانواده های ECL , TTL به تدریج کاسته می شود.

خانواده های منطقی معمولاً با تحلیل مدار گیت مبنا در هر خانواده مقایسه می شوند.

مهمترین پارامترهای مورد ارزیابی و مقایسه در تشخیص انواع مختلف آی سی در زیر ذكر شده است :

1. گنجایش خروجی

2. گنجایش ورودی

3. توان مصرفی

4. تاخیر انتشار

5. حد پارازیت

6. فشار

گنجایش خروجی :

گنجایش خروجی یک گیت نشان دهنده تعداد بارهای استانداردی است که بدون تخریب عملکرد معمولی آن به خروجی گیت وصل شود. معمولاً بار استاندارد به عنوان جریان لازم به وسیله گیت بعدی از همان خانواده تعریف می گردد. گاهی اوقات جمله بار شدن به جای گنجایش خروجی به کار می رود. جمله فوق به این علت به کار رفته که خروجی یک گیت مقدار محدودی از جریان را تهیه می نماید و بیش از آن قادر به ادامه کار صحیح نمی باشد. در این حالت می گوییم خروجی فرابار شده است. معمولاً خروجی یک گیت به ورودی گیت دیگر وصل می شود. هر ورودی مقدار معینی جریان را از خروجی مصرف می کند در نتیجه هر اتصال اضافی به مقدار بار گیت منبع خواهد افزود. قوانین بار شدن حداکثر بار مجاز را برای خروجی هر گیت از یک خانواده تعریف می کنند. تجاوز از مقدار بار حداکثر ممکن است سبب آسیب دیدگی شود زیرا مدار قادر به تحویل توان تقاضا شده نمی باشد. گنجایش خروجی تعداد حداکثر ورودی هایی است که به یک خروجی قابل اتصال می باشد و با یک عدد بیان می شود.

گنجایش خروجی را با توجه به جریان موجود در خروجی یک گیت و مقدار جریان لازم برای ورودی محاسبه می کنند. خروجی یک گیت به یک یا چند ورودی گیت دیگر وصل شده است. این خروجی یک منبع جریان را برای همه ورودی های گیت های دیگر فراهم می نماید. هر ورودی برای انجام کار صحیح نیاز به یک جریان دارد. در این حالت جریان فروکشی از تمام ورودی های گیت ها به خروجی گیت منبع به وجود خواهد آمد. هر ورودی گیت جریان خود را فراهم می سازد. گنجایش خروجی یک گیت از نسبت کوچکتر / یا / محاسبه می شود (هر کدام که کوچکتر باشد). مثلاً گیت های TTL استانداردی دارای مقادیر زیر برای جریان ها هستند :

در این حالت هر دو نسبت، یک عدد را بدست می دهند.

بنابراین گنجایش خروجی TTL استاندارد 10 است. این بدان معنی است که خروجی یک گیت TTL را نمی توان به بیش از 10 ورودی از گیت های همان خانواده منطقی وصل کرد. در غیر این صورت گیت قادر نخواهد بود جریان لازم برای ورودی های متصل به خود تولید و یا فروکش کند.

گنجایش ورودی:

تعداد ورودی های موجود در یک گیت است.

توان مصرفی :

هر مدار الکترونیک برای کار به توان معینی نیاز دارد. توان مصرفی پارامتری است که بر حسب میلی وات (mW) بیان شده و مقدار توان لازم هر گیت را نشان می دهد. عددی که این پارامتر را نشان می دهد به معنی توان انتقال یافته از گیت دیگر نیست، بلکه به معنی توان منتقله از منبع تغذیه متصل به همان گیت است. یک مدار مجتمع با چهار گیت چهار برابر توانی را لازم دارد که یک گیت مصرف می کند.

توان مصرفی در هر گیت از ولتاژ تغذیه و جریان کشیده شده به وسیله مدار محاسبه می گردد. در واقع توان حاصلضرب است. جریان کشیده شده از منبع تغذیه به حالت منطقی گیت بستگی دارد. این جریان وقتی که خروجی گیت در سطح بالای ولتاژ است نامیده می شود. در سطح پایین ولتاژ، جریان، است. جریان متوسط برابر است با :

و برای محاسبه توان مصرفی به کار می رود :

مثلاً یک گیت TTL NAND از یک ولتاژ تغذیه استفاده می کند و جریان فروکش آن و است. متوسط جریان خواهد بود. توان متوسط مصرفی خواهد شد. مدار مجتمعی که دارای چهار گیت است جمعاً توان لازم دارد. در یک سیستم دیجیتال نوعی، تعداد قابل توجهی مدار مجتمع وجود دارد و توان مصرفی به وسیله هر آی سی باید مورد ملاحظه قرار گیرد. توان کل مصرفی در یک سیستم جمع کل توان های مصرفی در همه مدارهای مجتمع است.

تأخیر انتشار:

تأخیر انتشار یک گیت، متوسط تأخیر انتشار زمانی است که طی آن تغییر حالت سیگنال در ورودی، به خروجی منتقل می گردد. انتشار سیگنال ها از ورودی به خروجی یک گیت مدت زمان معینی طول می کشد. این فاصله زمانی همان تأخیر انتشار است. این زمان بر حسب نانو ثانیه محاسبه می شود. هر نانو ثانیه ثانیه است.

سیگنال ها حین انتقال از ورودی ها به خروجی های یک مدار دیجیتال، از یک سری گیت ها می گذرند. مجموع تأخیرهای انتشار از گیت ها برابر با کل تأخیر در مدار است. هنگامی که سرعت عمل اهمیت دارد، هر گیت باید تأخیر انتشار کوتاهی داشته و مدار دیجیتال هم باید حداقل تعداد گیت ها را بین ورودی و خروجی دارا باشد.

زمان تأخیر انتشار متوسط هر گیت با توجه به شکل موج های ورودی و خروجی، محاسبه می گردد. زمان تأخیر سیگنال بین ورودی و خروجی به هنگام تغییر خروجی از 1 به 0 را نامند. بطور مشابه وقتی خروجی از 0 به 1 می رود، تأخیر را خوانند. رسم بر این است که تا فاصله زمانی بین 50 درصد از تغییر حالت در ورودی و خروجی اندازه گیری شود. به طور کلی این دو تأخیر با یکدیگر برابر نیستند و هر دو با تغییر شرایط بار تغییر می کنند. زمان متوسط تأخیر انتشار به عنوان متوسط دو تأخیر در نظر گرفته می شود.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *