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基于MCS51的模型机测试系统
作 者: 卜晓霞
导 师: 耿恒山
学 校: 河北工业大学
专 业: 控制科学与工程
关键词: MCS51 模型机 测试系统
分类号: TP274
类 型: 硕士论文
年 份: 2012年
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内容摘要
我校原有的模型计算机(简称“模型机”)实验台存在芯片布局不够合理、插线散乱、不利于排错等缺点,于是我校在原有实验台的基础上对模型机重新进行了设计。由于教学级模型机的逻辑规模较大,整体布线较复杂,于是在模型机无须插线的情况下,实现对模型机的自动测试显得尤为重要。模型机包括存储器模块、运算器模块、控制器模块、时序模块和辅助电路五个模块。通过对模型机的原理和功能的研究,并参照测试系统的设计原则,提出了基于MCS51的模型机测试方案。测试系统的设计思想是利用MCS51系列单片机系统具有内嵌存储器的结构特点,将测试程序下载到单片机的内嵌存储器中,通过测试端口选择开关选择相应的测试程序,完成对模型机的存储器模块、运算器模块、控制器模块以及其他辅助电路的硬件电路测试。通过分析模型机各模块的功能和数据通路,设计出专门的模型机测试的硬件架构,提出了分时复用的主芯片引脚分配策略。将主芯片的引脚对应分配给各模块的测试口,系统通过测试口向模型机发送测试所需的控制信息和数据信息。软件设计是在系统的硬件架构基础上通过研究模型机各模块的功能,分析各模块要测试的芯片部件和测试所需的控制信号,从而设计出便于故障诊断的模块测试所需硬件线路布局。分析各模块的数据通路和模型机上现有的显示装置,设计出直观简便又高效的测试过程,并对所有可能出现的与预期输出数据不一致的情况进行分析,判断出硬件线路的故障所在。本测试系统经过多次验证,可以在模型机不插线的情况下,很方便地实现对模型机的实验前检测,对模型机的故障覆盖率达到90%以上,在保证模型机的初始完好率方面取得了很好的效果。
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全文目录
摘要 4-5 ABSTRACT 5-10 第一章 绪论 10-13 §1-1 课题来源及研究目的 10 §1-2 国内外研究现状 10-11 1-2-1 模型机的国内外发展现状 10-11 1-2-2 测试系统的国内外发展现状 11 §1-3 论文的研究工作 11-12 §1-4 本文的组织结构 12-13 第二章 模型机的工作原理 13-18 §2-1 模型机的模块划分 13-14 §2-2 模型机的逻辑布局 14-15 §2-3 模型机的数据通路 15 §2-4 模型机的指令系统 15-17 §2-5 本章小结 17-18 第三章 模型机测试系统的总体设计 18-25 §3-1 模型机测试系统的设计原则 18-19 3-1-1 相关概念及基本原理 18 3-1-2 测试系统的设计原则 18-19 §3-2 测试系统的总体设计方案 19-23 3-2-1 本系统的设计思想 19-20 3-2-2 测试系统的硬件体系结构 20-21 3-2-3 主芯片的引脚分配策略 21-23 §3-3 系统的硬件设计工具和软件开发平台 23-24 3-3-1 硬件电路设计工具 23-24 3-3-2 软件开发工具 24 §3-4 本章小结 24-25 第四章 存储器模块的测试 25-34 §4-1 模型机的存储器功能分析 25-26 4-1-1 数据输入电路 25 4-1-2 地址输入电路 25-26 §4-2 存储器模块的测试设计与实现 26-33 4-2-1 存储器的被测功能芯片 26-27 4-2-2 测试所需的硬件连线布局 27 4-2-3 存储器测试流程的分析与设计 27-29 4-2-4 测试存储器的详细步骤 29-33 §4-3 本章小结 33-34 第五章 运算器模块的测试 34-39 §5-1 模型机的运算器功能分析 34-35 §5-2 运算器模块的测试设计与实现 35-38 5-2-1 运算器的被测功能芯片 35 5-2-2 测试所需的硬件连线布局 35 5-2-3 运算器测试流程的分析与设计 35-37 5-2-4 测试运算器测试的详细步骤 37-38 §5-3 本章小结 38-39 第六章 控制器模块的测试 39-45 §6-1 模型机的控制器功能分析 39 §6-2 控制器模块的测试设计与实现 39-44 6-2-1 控制器的被测功能芯片 39-40 6-2-2 测试所需的硬件连线布局 40-41 6-2-3 控制器测试流程的分析与设计 41-43 6-2-4 测试控制器的详细步骤 43-44 §6-3 本章小结 44-45 第七章 其他辅助电路的测试 45-51 §7-1 条件转移电路的功能分析 45-46 §7-2 条件转移电路的测试设计与实现 46-50 7-2-1 条件转移电路的被测功能芯片 46-47 7-2-2 测试所需的硬件连线布局 47 7-2-3 条件转移电路测试流程的分析与设计 47-48 7-2-4 测试条件转移电路的详细步骤 48-50 §7-3 本章小结 50-51 第八章 总结和展望 51-52 参考文献 52-54 附录 A 54-56 致谢 56-57 攻读学位期间所取得的相关科研成果 57
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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化技术及设备 > 自动化系统 > 数据处理、数据处理系统
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