數字集成電路自動測試儀研制和設計1. 緒論1.1 該課題的研究意義在高校的教學實驗環節中，需要大量地使用一些基本系列的集成芯片。目前，市場上存在一種可以對TTL、CMOS數字芯片進行檢測的工程應用型測試儀，但是考慮到其價格較貴，較難滿足學生人手一臺。因此，從節約經費、提高利用率的角度出發，我們采用AT89S52單片機設計了集成芯片測試系統。1.2 該課題有關的國內外研究概況和發展趨勢。集成電路測試是保證集成電路性能、質量的關鍵手段之一。集成電路測試技術是發展集成電路產業的三大支撐技術之一。因此，集成電路測試儀（或測試系統，下同）作為一個測試門類受到很多國家的高度重視。40年來，隨著集成電路發展到第四代，集成電路測試儀也從最初測試小規模集成電路發展到測試中規模、大規模和超大規模集成電路，到了八十年代，超大規模集成電路測試儀進入全盛時期。 集成電路測試儀的發展過程可以粗略地分為四個時代。 第一代始于1965年，測試對象是小規模集成電路，可測管腳數達16只。用導線連接、撥動開關、按鈕插件、數字開關或二極管矩陣等方法，編制自動測試序列，僅僅測量IC外部管腳的直流參數。第二代始于1969年，此時計算機的發展已達到適用于控制測試儀的程度，測試對象擴展到中規模集成電路，可測管腳數24個，不但能測試IC的直流參數，還可用低速圖形測試IC的邏輯功能。這是一個飛躍。 第三代始于1972年，這時的測量對象擴展到大規模集成電路（LSI），可測管腳數達60個，最突出的進步是把功能測試圖形速率提高到10MHz。從1975年開始，測試對象為大規模、超大規模集成電路（LSI/VLSI），可測管腳劇增到128個，功能測試圖形速率提高到20MHz。不但能有效地測量CMOS電路，也能有效地測量TTL、ECL電路。此時作為獨立發展的半導體自動測試設備，無論其軟件、硬件都相當成熟。 1980年測試儀進入第四代，測量對象為VLSI，可測管腳數高達256個，功能測試圖形速率高達100MHz，測試圖形深度可達256K以上。測試儀的智能化水平進一步提高，具備與計算機輔助設計（CAD）連接能力，利用自動生成測試圖形向量，并加強了數字系統與模擬系統的融合。有些系統實現了與激光修調設備連機工作，對存儲器、A/D、D/A等IC芯片進行修正。從1970年仙童(Fairchard)公司形成Sentry系列以來，繼而形成系列的還有泰克（Tektronix）公司的3200系列，泰瑞達(Teradyne)公司的A380系列、A300系列、日木安藤電氣（Ando Electron）的8000系列、愛德萬(Aduantest)的T3100、T320、T3700系列以及美國Megatest公司的Q-11系列，都取得較好的效益。現在，測試儀的功能測試速率已達500MHz以上，可測管腳數多達1024個，定時精度55ps，測試儀的發展速度是驚人的。我國在70年代初就開始了集成電路測試儀的研制工作，80年代后期國產集成電路測試儀的水平，特別是自行設計能力有較大提高，測試理論、測試方法、測試系統的研究試驗工作受到國家重視，初步形成一支科研、設計、制造的技術隊伍。國內研究或制造集成電路測試儀的研究所與工廠主要有中國科學院計算技術研究所、半導體所、北京自動測試技術研究所、光華無線電儀器廠（767廠）、北京無線電儀器廠、北京科力公司等。1986年科學院計算技術研究所研制成功ICT-2 LSI/VISI綜合測試系統，功能測試速率10MHz/20MHz，通道數48（128），OTA(系統總定時精度)2ns。1987年北京自動測試技術研究所研制成功BC3170存儲器測試系統，功能測試速率20MHz，通道數32個。同期光華無線電儀器廠推出GH3123型集成電路自動測試儀，北京自動測試技術研究所BC3110X型集成電路測試儀研制成功。這兩種采用CAT技術的中小規模集成電路測試系統，標志著國產中小規模集成電路測試儀的技術水平進入新的發展時期和走向實用階段。繼而北京科力公司研制和生產測試速率12.5MHz、64通道大規模數字集成電路測試系統。此后不久，光華無線電儀器廠又研制成功功能測試速率為10MHz的16M位RAM存儲器測試儀，大規模測試系統獲得長足的發展。1996年，由北京自動測試技術研究所、國營光華無線電儀器廠、中科院計算技術研究所聯合研制成功3190數字集成電路大型測試系統，測試速率 40MHz，通道數64個，定時精度750ps，達到八十年代中后期國際先進水平，國產集成電路測試儀上了一個新臺階。 國產集成電路測試儀雖有一定的發展，但與國際水平仍存在較大差距。市場上各種型號國產測試儀，中小規模占80%，只有少數采用計算機輔助測試。大規模IC測試系統ICT-2、BC3170、3190類大系統，由于價格、可靠性、實用性等因素導致沒有實用化。因此，大規模IC測試系統主要依靠進口解決國內的科研、生產與應用測試。 集成電路測試儀按測試門類可分為數字集成電路測試儀、存貯器測試儀、模擬與混合信號電路測試儀，在線測試系統和驗證系統等。由于這些測試儀的測試對象、測試方法以及測試內容都存在差異，因此各系統的結構、配置和技術性能差別較大。 目前有兩種集成電路測試系統，一種是整板測試，稱板級測試系統。另一種是對單個芯片測試，稱芯片級測試系統。電路板的測試可分為帶微處理器的電路板的測試和不帶微處理器的電路板的測試，即CPU板和普通電路板的測試。隨著計算機和微電子技術的迅猛發展，微處理器在電子產品中得到了廣泛的應用.它們在提高電路板的集成度、增強電路板的功能的同時，也給電路板的測試和維修帶來了困難。對于普通PCB的測試，常用的方法有功能測試、在線測試和組合測試。但是，隨著SMD技術以及其它新的封裝和制造技術在PCB中運用，使得電路板上并非每一個電路節點都是可及的，因此，無法實現完全的在線測試;同時，由于器件日益復雜和集成度的不斷提高，無論是功能測試還是在線測試都出現了編程和測試圖形產生困難的問題。目前，國內儀器、儀表公司和科研機構研制的電路板測試儀，其對微處理儀器的測試采用存儲響應法，要求測試圖形量大且難度大，故障診斷率不高。而市場上的先進的可準確檢測應用微處理器的電路板的測試儀器都是國外儀器、儀表公司研制生產的，價格昂貴，一般在幾萬美元至幾十萬美元不等。電路板測試儀采用的測試技術除了在線測試、功能測試之外，近幾年又出現了矢量測試技術、邊界掃描技術和非矢量測試技術。因為帶微處理器的電路板對外界來說主要是輸出信號，直接從外界注入激勵比較困難，另外微處理器一旦發生故障，整個系統將無法運行，也就無法進行下一步的測試。所以采用通常的功能測試、在線測試都難以準確定位故障源。帶微處理器電路板的大部分功能是通過微處理器的控制來實現的，因為目前大多數集成電路芯片和電路板很少考慮到邊界掃描技術等可測性設計，所以采用板邊界掃描測試方法也難以對其進行測試。在這種情況下，性能測試應運而生，即對內含LSI.VLSI等的總線結構電路板，采用仿真技術進行測試。20世紀80年代，國內外共出現了四種仿真測試方法，即處理器仿真測試、存儲器仿真測試、總線周期仿真測試和存儲器直接訪問仿真測試(簡稱為DMA仿真測試)。到90年代又產生了一種新的通用總線仿真測試方法。測試儀器也因測試技術的發展而不斷發展和完善.芯片級測試又分在線測試和離線測試。所謂在線測試對焊接 在電路板上的各芯片做邏輯測試和故障診斷;而離線測試是對脫離電路板的芯片進行測試和故障判斷。隨著數字集成電路的應用日趨廣泛和國家對半導體行業發展的支持，國內TTL系列、CMOS系列數字集成電路設計能力得到了長足的發展。數字集成電路的應用非常普及，常用的有TTL系列、CMOS系列等。在調試或維修電路工作中經常需要對芯片進行測試、分析。但是，一般設計公司不會去考慮生產線設備的開發，而大多數家工廠沒有系統研發能力，因而國內從事集成電路后到加工的企業所用的測試設備大部分是從國外引進的。這些設備價格昂貴，操作復雜，在一定程度上增加了集成電路生產的成本。目前，有一些測試數字集成電路的測試儀，測試儀體積較大，操作麻煩，測量準確性差，測量時間長，使用起來很不方便。集成電路的測試是一件經常性的工作，在一批電路里電路是好是壞從表面上是看不出來的。如用簡單辦法，給電路加電源用萬用表測，則是一件非常麻煩的事，這不僅對技術人員的素質有很高的要求，而且故障診斷的速度慢，質量差。因為一塊電路有好多腳，要按照真值表一拍一拍去測，是一件困難的事。對一般用戶而言，只需對數字電路進行功能測試，也就是只要判別其邏輯功能是否符合真值表即可閣。1.3 本論文的研究內容本論文研究的內容為芯片級數字集成電路邏輯功能測試系統，采用功能驗證測試法產生測試矢量，離線完成24腳以下TTL74154COMS4000/4500系列芯片測試。本測試系統即可實現脫機工作，適應野外作業，又可連機工作，享受PC機提供的強大功能和友好的人機界面。 本論文首先介紹測試原理和測試基本概念，接著提出測試生成算法，構造測試系統硬件電路，用功能驗證測試法建立各芯片測試數據庫，最后給出程序流程圖和測試程序，實現脫機工作和連機工作。即一方面單片機系統獨立工作，通過小鍵盤鍵入芯片型號，按測試運行鍵后，通過查表把固化在單片機ROM 中的部分芯片測試數據庫調入內部RAM中，進行測試;另一方面根據芯片測試表在PC機上建立ACCESS數據庫，在VB環境中調用數據庫，通過串行通信，把數據輸入到單片機內部RAM，進行測試。其中，硬件電路包括:PC機和單片機測試平臺。單片機測試平臺包括:中心控制單元，電源和地自動控制單元，外設單元等。電源和地自動控制單元就是通過573通過三極管8550控制待測芯片Vcc和GND引腳與電源和地線之間的接通與斷開，從而實現待測芯片Vcc和GND引腳的自動控制。而三極管導通與否，由AT89S52和573口的輸出來控制。 2總體方案設計及工作過程 74系列的芯片較常見的就有好多，不同型號的數字集成芯片其邏輯功能不同、引腳排列不同、甚至哪些引腳作為輸入，哪些引腳作為輸出都不固定，也就是說，某個型號的集成芯片的其中一只引腳是輸入腳，而另一個型號的集成芯片的同一只引腳卻可能是輸出腳了。所以必須要有這樣的接口電路：和集成芯片引腳連接的檢測端口既可作為輸入，又可作為輸出。 單片機89C51的P1、P3端口是準雙向I/O口：既可作為輸入口，又可作為輸出口;為檢測奠定了重要的基礎。檢測的基本原理是：根據芯片的功能、引腳排列情況、以及各引腳的輸入輸出特性，向芯片的輸入引腳發送輸入信號，再由芯片的輸出引腳接收輸出（響應）信號，然后從輸出信號的邏輯值與正確的結果是否相符來判斷芯片的好壞。2.1 芯片檢測原理2.1.1 芯片檢測原理(1)首先檢測待測芯片是否接觸良好(見芯片引腳檢測原理).(2)根據真值表，計算出芯片的輸入輸出的關系，從單片機的ROM中取出真值表并輸出到待測芯片的端口。再通過檢測芯片的輸出是不是和預期的一樣，如果一致則進行顯示芯片的具體型號，如果不一致則檢測下一組真值表。例如：74LS02的真值表計算后如下unsigned char code ls02_l4=0xff ,0xb7,0x6f, 0x27;/芯片左邊輸入值unsigned char code ls02_r4=0xff ,0x6f, 0xb7, 0x27;/芯片右邊輸入值unsigned char code ls02_test_l4=0xdb,0x93,0x4b,0x27;/芯片左邊輸出值unsigned char code ls02_test_r4=0xdb,0x4b,0x93,0x27;/芯片右邊輸出值從單片機中調出0xb7,0x6f輸出到芯片座左右邊。載檢測輸出結果是不是0x93,0x4b.依次檢測所有該型號的真值表。其中只要有一個不正確就檢測下一組真值表，全部正確則顯示該真值表對應的型號等信息。2.1.2 芯片引腳檢測原理 單片機首先掃描待測芯片引腳是否接觸良好。過程如下：芯片引腳內部都有方向二極管保護如圖所示。當CD4051選通后，芯片引腳就加上負電壓，D1導通，電流經過GND-D1-芯片引腳內部電阻-CD4051(工作時相當于120歐姆的電阻)-R1-R2-5v電源，形成電流回路(見圖紙I)。從原理圖* 處取出電壓與基準電壓(由R3產生,約-1.4v)相比較(比較器LM311)。得出OUT信號，單片機檢測OUT信號，若是高電平則芯片接觸良好，如果是低電平則引腳接觸不良或者引腳損壞。依次下去直到全部引腳檢測完畢。引腳檢測的作用：(1) 可以判斷芯片是否正確放入插座(2) 判斷芯片的具體引腳個數(3) 初步判斷芯片是否完好(D1是否完好)幾點說明：(1) CD4051是8路模擬開關,由ABC控制芯片OUT引腳與X0X7的相連，INH是使能信號(2) LM311是OC門輸出(開漏輸出)，輸出必須接上拉電阻(3) 芯片引腳接觸良好時引腳(圖中已注明)電壓約-1.29v，未插入芯片是測該店電壓為-1.59v2.2 測試儀的原理、結構和技術指標 2.2.1 測試儀工作原理和總體結構本設計方案要實現24腳以內的TTL系列、CMOS系列雙列直插封裝數字集成電路邏輯功能的自動測試。測試儀的基本原理是將被測集成電路器件的實際邏輯功能與存儲器中的標準邏輯功能表相比較，兩者一致證明被測器件是好的，不一致證明是壞的。圖3-1為IC芯片測試系統硬件框圖。測試儀由PC機、單片機測試平臺及測試分析處理軟件構成。單片機測試平臺由單片機AT89S52、鍵盤、LCD顯示等組成。AT89S52是一種電擦寫低功耗、高性能的8位CMO0btS5系S微控制器，內含8ki閃爍存儲器，與工業標準MC-1列全兼容。由于內含EPROM和RAM，不需外接存儲器。EPROM中存有根據集成電路的測試原理求出的各種集成電路芯片的最小測試集和標準測試結果。RAM作為數據存儲和交換區。在電路中采用多支可編程拍接口芯片與測試座相連，原因在于在測試各種IC芯片時不盡相同，電路設計時的插座引腳一經接好就不能動。為了保證CPU輸出的信息能更有效的傳送到被側IC芯片的輸入端，還要保證CPU能有效的從被測IC芯片的輸出端讀入響應值，就希望不更改硬件的連接，而又能根據IC芯片的不而更改輸入輸出引腳的位置，這只有使用可編程接口芯片才能完成1 1151。在進行測試時，先將待測芯片插好并通過鍵盤輸入被測芯片的型號，然后啟動測試運行鍵。由監控測試程序分時分組送出被測芯片的測試集，并對測試結果數據進行分析處理之后通過LCD顯示出來。好的芯片顯示芯片具體型號及真值表等信息，壞的芯片顯示檢測不通過.在測試芯片時，流過被測芯片電源引腳VCC和接地引腳GND的電流較大，而Plo口不能輸送和流入這樣大的電流，所以不能作為芯片的供電電源和接地線。常用的數字IC芯片其VCC和GND引腳一般分別在芯片的左下角和右上角，但有些芯片并非如此，為了在測試不同芯片時，使測試插座能根據需要分別與電源和地線直接相連，可通過三極管控制引腳與電源或地線之間的接通與斷開，而三極管導通與否，可用AT89S52和573鎖存器的輸出來控制，另外，測試儀不僅可以脫機工作，適應野外作業，而且可以與計算機連機工作，通過串行通信，享受計算機提供的功能強大的用戶操作界面和軟件資源。連機運行時，可將PC機程序庫中的測試矢量調入測試儀中，并將測試后的結果在PC機屏幕上顯示。屏幕同時顯示真值表全部內容和實測結果。也可以在PC機上對新增IC進行編程，并將數據存入程序庫中。2.2.2 測試儀的技術指標 l.測試自動化，24腳測試插座固定，測試范圍不受被測器件的輸入、輸出、電源和地的位置的限制。. 2.同型號大批量器件測試簡捷方便，效率很高。 3能測試TTTL45, MOS/5000系列的門電路，計數器等器件。2.2.3 電路工作過程（1）待測芯片放入底座上，芯片底座24腳分別連接到3片CD4051共24腳上，4051為8路模擬開關，8路輸入信號，一路輸出由使能信號及控制信號控制每一路的輸出，使能信號由單片機通過573鎖存器控制每一個模擬開關的工作，CD4051每一路的輸出CMP分別輸入到LM311比較器進行比較，比較后的信號LM311 OUT輸入到單片機P1.1口，直到比較完成，確定待測芯片管腳數目，這樣就對待測芯片進行供電。當知道待測芯片的管腳數目后，通過單片機寫程序，由單片機P0口輸入到573鎖存器，再通過三極管8550的導通控制高電平的輸出到芯片電源位置，待測芯片上電工作。（2）單片機輸入真值表到待測芯片進行比較。單片機通過573鎖存器輸入到待測芯片，由P0口每輸入到一573后，573暫時將其所存，全部輸出完成后，此3片573的打開信號由單片機通過138譯碼器控制，三573全部打開，數據輸入到芯片上，檢測芯片的輸出。此數據通過245雙向收發器輸入到單片機，此過程中245的使能信號也有138譯碼器控制，單片機的輸出與輸入進行比較，如果相同，則此芯片正確，單片機發出指令，有245輸入到LCD顯示屏上進行邏輯符號與真值表的顯示，此芯片檢測完成。如果比較不相同，單片機繼續輸出下一組真值表數據，重復上述步驟檢測，3硬件部分介紹單片機AT89S52時鐘電路復位電路鍵盤LCD顯示VCC自動控制DUT插座31 AT89S52微處理器對單片機的要求是能夠方便地擴展顯示器、鍵盤、外設，其他并無特殊要求。常見的單片機有8051系列的單片機、8096系列的單片機、凌陽的SPCE061A單片機等等。由于8051系列的單片機應用范圍廣，價格便宜，功能齊全。因此我們選用了的8051系列的單片機。311 簡介我們采用8051系列的AT89S52作為CPU，AT89S52是一種帶8K字節FLASH可編程可擦除只讀存儲器（FPEROMFlash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓，高性能CMOS8位微處理器。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲器制造技術制造，與工業標準的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。312 主要特性1）與MCS-51兼容 ；2）8位字長的CPU；3）可在線ISP編程的8KB片內FLASH存儲器，用于程序存儲，可擦寫1000次；4） 256B的片內數據存儲器，其中高128字節地址被特殊功能寄存器SFR占用；5）可編程的32根I/O口線（P0P3）；6）2個可編程16位定時器；7）一個數據指針DPTR；8）1個可編程的全雙工串行通信口；9）具有“空閑”和“掉電”兩種低功耗工作方式；10）可編程的3級程序鎖定位；11）工作電源的電壓為5（10.2）V；12）振蕩器最高頻率為24MHz；13）編程頻率3 24 MHz，編程電流1mA，編程電壓為5V。313 芯片引腳排列與名稱DIP封裝形式的AT89S51的芯片引腳排列與名稱如圖1所示。VCC：供電電壓。GND：接地。P0口：P0口為一個8位，并行， 圖1 AT89S51的芯片引腳排列與名稱漏極開路雙向I/O口，作為輸出時可驅動8個TTL負載。該口內無上拉電阻，在設計中作為真值表輸入、輸出，DUT供電選擇的控制輸出以及液晶顯示器的數據口。P1口：P1口是一個內部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4個TTL門電流。P1口管腳寫入1后，被內部上拉為高，可用作輸入，該口在設計中分開作位控制器，具體見電路圖P2口：P2口為一個內部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收/輸出4個TTL門電流，當P2口被寫“1”時，其管腳被內部上拉電阻拉高，可作為輸入。在作為輸出時，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。P3口：P3口管腳是帶內部上拉電阻的8位雙向I/O口，可接收輸出4個TTL門電流。當P3口寫入“1”后，它們被內部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3口將輸出電流，這是由于上拉的緣故。P3口也可作為AT89S51的一些特殊功能口，如下表1所示：表1 各端口引腳與復用功能表端口引腳復用功能P3.0TXD（串行輸入口）P3.1RXD（串行輸出口）P3.2/INT0（外部中斷0）P3.3/INT1（外部中斷1）P3.4T0（記時器0外部輸入）P3.5T1（記時器1外部輸入）P3.6/WR（外部數據存儲器寫選通）P3.7/RD（外部數據存儲器讀選通）RST：該引腳為復位信號輸入端，高電平有效。在振蕩器穩定工作情況下，該引腳被置成高電平并持續兩個機器周期以上是系統復位。ALE/PROG：當訪問外部存儲器時，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。該引腳在設計中作為鎖存器器和A/D的時鐘信號。/PSEN：外部程序存儲器的選通信號。/EA/VPP：/EA為訪問芯片內部和芯片外部程序存儲器的選擇信號。在FLASH編程期間，此引腳也用于施加12V編程電源（VPP）。XTAL1：芯片內振蕩器放大器的輸入及內部時鐘工作電路的輸入。XTAL2：芯片內振蕩器放大器的輸出。 3.2 ZLG7290 I C 接口鍵盤及LED 驅動器 一 特點 1 I C 串行接口 提供鍵盤中斷信號 方便與處理器接口 2 可驅動8位共陰數碼管或64只獨立LED和64個按鍵 3 可控掃描位數 可控任一數碼管閃爍 4 提供數據譯碼和循環 移位 段尋址等控制 5 8 個功能鍵 可檢測任一鍵的連擊次數 6 無需外接元件即直接驅LED ，可擴展驅動電流和驅動電壓 7 提供工業級器件 多種封裝形式PDIP24 三 功能描述 1 鍵盤部分 ZLG7290可采樣 64 個按鍵或傳感器，可檢測每個按鍵的連擊次數 其基本功能如下 ： （1）鍵盤去抖動處理 當鍵被按下和放開時 可能會出現電平狀態反復變化 稱作鍵盤抖動 若不作處理會引起按鍵盤命令錯誤所以要進行去抖動處理 以讀取穩定的鍵盤狀態為準 （2）雙鍵互鎖處理 當有兩個以上按鍵被同時按下時 ZLG7290 只采樣優先級高的按鍵 優先順序為S1S2S64 如同時按下S2和S18時采樣到S2 （3）連擊鍵處理 當某個按鍵按下時，輸出一次鍵值后，如果該按鍵還未釋放，該鍵值連續有效，就像連續壓按該鍵一樣，這種功能稱為連擊。連擊次數計數器 RepeatCnt，可區別出單擊（某些功能不允許連擊如開關）或連擊。判斷連擊次數可以檢測被按時間，以防止某些功能誤操作（如連續按5秒進入參數設置狀態）。 （4）功能鍵處理 功能按鍵實現2個以上按鍵同時按下來擴展按鍵數目或實現特殊功能。如機上的“SHIFT”，“CTR”，等Alt 鍵 典型應用圖中的S57S64 為功能鍵。2 顯示部分 在每個顯示刷新周期 ZLG7290 按照掃描位數寄存器 （ScanNum）指定的顯示位數N ，把顯示緩存DpRam DpRamN的內容按先后循序送入LED 驅動器實現動態顯示，減少N值可提高每位顯示掃描時間的占空比，以提高LED 亮度，顯示緩存中的內容不受影響。修改閃爍控制寄存器 FlashOnOff，可改變閃爍頻率和占空比（亮和滅的時間）。 ZLG7290 提供兩種控制方式 寄存器映象控制和命令解釋控制 如上述對顯示部分的控制 寄存器映象控制是指直接訪問底層寄存器 實現基本控制功能 這些寄存器須字節操作命令解釋控制是指通過解釋命令緩沖區 CmdBuf0 CmdBuf中的指令，間接訪問底層寄存器實現擴展控制功能 如實現寄存器的位操作 對顯示緩存循環 移位 對操作數譯碼等操作 請參考指令詳解部分。四 寄存器詳解 系統狀態部分 1.系統寄存器（SystemReg）：地址00H，復位值11110000B。系統寄存器保存ZLG7290系統狀態，并可對系統運行狀態進行配置，其功能分位描述如下： KeyAvi（SystemReg.0）：置1時表示有效的按鍵動作（普通鍵的單擊，連擊， 和功能鍵狀態變化）， /INT引腳信號有效（變為低電平）；清0時表示無按鍵動作，/INT引腳信號無效（變為高阻態）。有效的按鍵動作消失后或讀Key后，KeyAvi位自動清0。 鍵盤部分 2.鍵值寄存器（Key）：地址01H，復位值00H 。Key表示被壓按鍵的鍵值。當Key=0時，表示沒有鍵被壓按 3.連擊次數計數器（RepeatCnt）：地址02H，復位值00H。RepeatCnt=0時，表示單擊鍵 。RepeatCnt大于0時，表示鍵的連擊次數。用于區別出單擊鍵或連擊鍵，判斷連擊次數可以檢測被按時間。 4.功能鍵寄存器（FunctionKey）：地址03H，復位值0FFH， FunctionKey對應位的值=0表示對應功能鍵被壓按（FunctionKey.7FunctionKey.0對應S64 S57）。命令接口部分 5. 命令緩沖區（CmdBuf0 CmdBuf1）：地址07H08H，復位值00H00H，用于傳輸指令。 顯示部分 6.閃爍控制寄存器（FlashOnOff）：地址0CH，復位值0111B/0111B。高4位表示閃爍時亮的時間，低4位表示閃爍時滅的時間，改變其值同時也改變了閃爍頻率，也能改變亮和滅的占空比。FlashOnOff的1個單位相當于150 250ms（亮和滅的時間范圍為116，0000B相當1個時間單位），所有象素的閃爍頻率和占空比相同。 7掃描位數寄存器（ScanNum）：地址0DH,復位值7，用于控制最大的掃描顯示位數（有效范圍 為 07，對應的顯示位數為 1 8），減少掃描位數可提高每位顯示掃描時間的占空比，以提高LED亮度，不掃描顯示的顯示緩存寄存器則保持不變，如ScanNum=3時，只顯示DpRam0DpRam3的內容。 8.顯示緩存寄存器（DpRam0DpRam7）：地址10H17H，復位值00H00H。緩存中一位置1表示該像素亮，DpRam7DpRam0 的顯示內容對應Dig7Dig0 引腳。五 通信接口 ZLG729的I2C接口傳輸速率可達32kbit/s，容易與處理器接口。并提供鍵盤中斷信號，提高主處理器時間效率。ZLG7290 的從地址（slave address）為70H(01110000B)。 有效的按鍵動作（普通鍵的單擊，連擊和功能鍵狀態變化），都會令系統寄存器（SystemReg）的KeyAvi位置1，/INT引腳信號有效（變為低電平）。用戶的鍵盤處理程序可由/INT引腳低電平中斷觸發，以提高程序效率；也可以不采樣/INT引腳信號節省系統的I/O數，而輪詢系統寄存器的KeyAvi位。要注意讀鍵值寄存器會令KeyAvi位清0，并會令/INT 引腳信號無效。為確保某個有效的按鍵動作所有參數寄存器的同步性，建議利用I2C通信的自動增址功能連續讀RepeatCnt FunctionKey和Key寄存器，但用戶無需太擔心寄存器的同步性問題 應為鍵參數寄存器變化速度較緩慢（典型250ms， 最快9ms）。 ZLG7290 內可通過I2C總線訪問的寄存器地址范圍為：00H 17H，任一寄存器都可按字節直接讀寫，也可以通過命令接口間接讀寫或按位讀寫，請參考指令詳解部分。支持自動增址功能（訪問一寄存器后，寄存器子地址 （sub address自動加一）和地址翻轉功能（訪問最后一寄存器（子地址=17H） 后,寄存器子地址翻轉為00H）。ZLG7290的控制和狀態查詢全部都是通過讀寫寄存器實現的，用戶只需象讀寫24C02內的單元一樣， 即可實現對ZLG7290 的控制。3.軟件部分編程軟件的介紹單片機開發中除必要的硬件外，同樣離不開軟件，我們寫的匯編語言程序要變為CPU可以執行的機器碼有兩種方法，一種是手工匯編，另一種是機器匯編，目前已極少用手工匯編的方法了。機器匯編是通過匯編軟件講源程序變為機器碼，用于MCS-51單片機的匯編軟件有早期的A51,隨著單片機開發技術的不斷發展，從普遍使用匯編語言到逐漸使用高級語言開發，單片機的開發軟件也在不斷發展，Keil軟件是目前最流行開發MCS-51系列單片機的軟件。Keil提供了包括C編譯器，紅匯編，連接器，庫管理鶴一個功能強大的方針調試器等在內的完整開發方案，通過一個集成開發環境（uVision）將這些部分組合在一起。1建立項目文件 在項目開發中，并不是僅有一個源程序就行了，還要為這個項目選擇CPU（Keil支持數百種CPU，而這些CPU的特性并不完全相同），確定編譯，匯編，連接的參數，指定調試的方式，有一些項目還會有多個文件組成等，為管理和使用方便，Keil使用工程（Project）這一概念，將這些參數設置和所需的所有文件都加在一個工程中，只能對工程而不能對單一的源程序進行編譯（匯編）和連接等操作2 項目的詳細設置3編譯、鏈接設置好工程后，即可進行編譯、鏈接。 選擇菜單Project-Build target,對當前工程 進行連接，如果當前文件已修改，軟件會先對該文件進行編譯，然后再鏈接以產生目標代碼；如果選擇Rebuild All target files 將會對當前工程中的所有文件重新進行編譯然后連接，確保最終生成的目標代碼是最新的。以上操作也可以通過工具欄按鈕直接進行，圖8是有關編譯、設置的工具欄按鈕，從左到右分別是：編譯、編譯連接、全部重建、停止編譯和對工程進行設置。編譯過程中的信息將出現在輸出窗口中的Build頁中，如果源程序中有語法錯誤，會有錯誤報告出現，雙擊該行，可以指定到出錯的位置，對源程序反復修改之后，最終會得到如圖9所示的結果，提示獲得了名為exam1.hex的文件，該文件即可被編譯器讀入并寫到芯片中，同時還產生了一些其它相關的文件，可被用于Keil的仿真與調試，這時可進入下一步調試的工作。有關LCD的介紹所用為OCMJ12864，可顯示漢字，圖形，功能強大。一、概述TG12864B 是一種圖形點陣液晶顯示器， 它主要由行驅動器/列驅動器及128 64全點陣液晶顯示器組成。可完成圖形顯示,也可以8 4個（ 16 16 點陣） 漢字。主要技術參數和性能：1. 電源： VDD： +2.7 +5V; 模塊內自帶-10V 負壓， 用于LCD 的驅動電壓。2. 顯示內容： 128（ 列） 64（ 行） 點3. 全屏幕點陣4. 七種指令5. 與CPU接口采用8位數據總線并行輸入輸出和8條控制線6. 占空比1/647. 工作溫度： -10 +60 ， 儲存溫度： -20 +70 , 可選擇寬溫： -20 +70 （ 工作溫度）三、模塊主要硬件構成說明IC3 為行驅動器， IC1， IC 為列驅動器。IC1， IC2， IC3 含有如下主要功能器件。了解如下器件有利于對LCD模塊之編程。1. 指令寄存器（ IR）IR 是用來寄存指令碼， 與數據寄存器寄存數據相對應。當D/I=1 時， 在E 信號下降沿的作用下， 指令碼寫入IR。2. 數據寄存器DR是用來寄存數據的， 與指令寄存器寄存指令相對應。當D/I=1 時， 在E 信號的下降沿的作用下， 圖形顯示數據寫入DR， 或在E信號高電平作用下由DR 讀到DB7DB0 數據總線。DR 和DDRAM 之間的數據傳輸是模塊內部自動執行的。3. 忙標志:BFBF 標志提供內部工作情況。BF=1 表示模塊在進行內部操作， 此時模塊不接受外部指令和數據。BF=0 時， 模塊為準備狀態， 隨時可接受外部指令和數據。利用STATUS READ指令， 可以將BF 讀到DB7 總線， 從而檢驗模塊之工作狀態。4. 顯示控制觸發器DFF此觸發器是用于模塊屏幕顯示開和關的控制。DFF=1 為開顯示（ DISPLAY ON）， DDRAM 的內容就顯示在屏幕上， DDF=0 為關顯示（ DISPLAY OFF）。DDF 的狀態是指令DISPLAY ON/OFF 和RST信號控制的。5. XY地址計數器XY地址計數器是一個9 位數計數器。高三位是X地址計數器， 低6 位為Y地址計數器， XY地址計數器實際上是作為DDRAM 的地址指針， X地址計數器為DDRAM 的頁指針， Y地址計數器為DDRAM 的Y地址指針。X地址計數器是沒有記數功能的， 只能用指令設置。Y地址計數器具有循環記數功能，各顯示數據寫入后，Y地址自動加1，Y地址指針從0 到63。6. 顯示數據RAM（ DDRAM）DDRAM 是儲存圖形顯示數據的。數據為1 表示顯示選擇，數據為0表示顯示非選擇。DDRAM與地址和顯示位置的關系見DDRAM 地址表（ 見第頁）。7. Z地址計數器Z地址計數器是一個6 位計數器， 此計數器具有循環記數功能， 它是用于顯示行掃描同步。當一行掃描完成， 此地址計數器自動加1， 指向下一行掃描數據， RST 復位后Z地址計數器為0Z地址計數器可以用指令DISPLAY START LINE 預置。因此， 顯示屏幕的起始行就由此指令控制， 即DDTAM 的數據從哪一行開始顯示在屏幕的第一行。此模塊的DDRAM 共64 行， 屏幕可以循環滾動顯示64 行。四、模塊的外部接口五. 指令說明指令表1. 顯示開關控制(DISPLAY ON/O