Для проверки и анализа работы отдельных интегральных микросхем (ИС) в лабораторных условиях можно собрать универсальный тестовый прибор. Его принципиальная схема представлена на рисунке 15.10. Конструкция позволяет тестировать широкий спектр микросхем, относящихся к семействам ТТЛ и КМОП.
Комплектующие и сборка
Для изготовления стенда потребуется набор радиодеталей: 11 светодиодов, 15 резисторов, микросхемы К155ТЛ2 и К521СА3, три конденсатора, стабилитрон КС139, а также 18 тумблеров (например, типа МТ1). Важным элементом являются разъемные соединения: необходим комплект из 30 гнезд (XS) и 24 соответствующих штырьков (XP), которые можно взять от старых разъемов. Каждый штырек оснащается проводником длиной до 150 мм.
Микросхемы, предназначенные для тестирования, с выправленными и зачищенными выводами устанавливаются в одну из трех стандартных гребенок (например, РС24-Н), помеченных на схеме как А, Б или В. К выводам этих гребенок припаиваются 24 провода со штырьками XP, что обеспечивает гибкое подключение.
Органы управления и индикации
Тумблеры S1-S14 и соответствующие им гнезда XS1-XS14 расположены линейно. На лицевую панель прибора в зоне управления (условно "место 2") наклеивается чистая полоска бумаги. Здесь, в соответствии с описанием тестируемой микросхемы, под каждым тумблером подписывается название управляемого входа. Например, для счетчика К155ИЕ9 потребуется задействовать восемь входов: D0-D3, R, CEP, CET, PE. Тактовый вход C подключается к отдельному гнезду XS26, на которое подаются импульсы ТТЛ-уровня.
Аналогичным образом организуется зона индикации ("место 8"). Здесь подписываются обозначения выходов микросхемы, состояние которых отображается светодиодами. Для того же счетчика ИЕ9 это будут выходы Q0-Q3 и перенос TC. Тумблер позволяет установить на соответствующем входе логический "0" (низкий уровень) или "1" (высокий уровень). Светодиод загорается, когда на обслуживаемом им выходе устанавливается высокий логический уровень. Общий провод (вывод 8) и питание +5В (вывод 16) тестируемой ИС подключаются к гнездам XS33 и XS32 соответственно.
Тактовый генератор и адаптация для КМОП
Генератор тактовых импульсов собран на триггере Шмитта микросхемы К155ТЛ2. Его ключевая особенность — формирование импульсов с острыми фронтами на очень низкой, инфразвуковой частоте около 1 Гц (один импульс в секунду). Это позволяет визуально наблюдать за переключениями схемы. Для тестирования микросхем КМОП, требующих большей амплитуды сигнала, используется компаратор К521СА3. Он увеличивает амплитуду тактовых импульсов до 9 В, которые затем подаются на специальное гнездо XS25.
Процедура тестирования
После подачи напряжения питания +5 В светодиод VD11 должен начать мигать с частотой примерно 1 Гц, сигнализируя о работе генератора. Перед установкой тестируемой микросхемы необходимо отключить питание, сверить маркировку входов/выходов и правильность подключения.
Установив микросхему, с помощью входных тумблеров, в соответствии с таблицей состояний, задается статический режим. Например, для перевода счетчика К155ИЕ9 в режим "Счет" устанавливаются: R = 1, CEP = CET = 1, PE = 1. После каждого импульса (вспышки VD11) значение на выходе Q0-Q3 должно увеличиваться на единицу. Можно проверить функцию загрузки, переключая тумблеры D0-D3. После завершения счета до 15 (1111 в двоичном коде) загорится светодиод выхода TC (переноса), и счет продолжится с нуля. Таким образом последовательно проверяются все режимы работы микросхемы.
Особые случаи
Микросхемы с открытым коллектором: Для их тестирования требуется временно припаять нагрузочные резисторы номиналом 5.1 кОм между гнездами группы XS15-XS24 и шиной питания +5 В (от XS27). После завершения проверки резисторы необходимо отпаять, чтобы избежать ложного свечения светодиодов.
КМОП микросхемы с напряжением питания 9 В: Некоторые КМОП-микросхемы не работают при стандартном для ТТЛ напряжении +5 В. В этом случае тумблер S15 размыкается, и питание +9 В подается от внешнего источника. Дальнейшая процедура тестирования остается неизменной.
