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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
下 载: 10次
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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。

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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