一种单片机端口测试方法与流程

1.本发明涉及单片机测试技术领域，特别涉及一种通用的单片机端口测试方法。


背景技术：

2.目前，使用单片机的领域越来越广，对应的需要单片机的不良分析使用的情况越来越多。在单片机不良分析中，端口不良是出现概率最多的情况，现在判断单片机端口是否损坏的方法为使用万用表的二极管档挨个测试单片机各个端口对电源和地的二极管正向导通压降，并且记录一下，测试完成后和正常芯片的数据进行比较，这种方式测试效率较低，测试一个20脚的芯片，平均要2分钟左右。


技术实现要素：

3.本发明的主要目的在于提出一种单片机端口测试方法，旨在提升单片机端口测试效率。
4.为实现上述目的，本发明提供了一种单片机端口测试方法，所述单片机端口测试方法应用于单片机测试仪，所述单片机包括二极管d1、二极管d2、主控芯片mcu1、主控芯片mcu2、主控芯片mcu3、主控芯片mcu4以及电阻r8，所述二极管d1的阴极连接vcc以及所述主控芯片mcu1的一端，所述二极管d2的阳极接地以及所述主控芯片mcu4的一端，所述二极管d1的阳极、所述二极管d2的阴极分别通过所述主控芯片mcu2连接所述电阻r8的一端，所述电阻r8的另一端连接所述主控芯片mcu3，所述单片机端口测试方法包括以下步骤：
5.步骤s10，将所述主控芯片mcu1输出低电平，将所述主控芯片mcu2输出高电平，将所述主控芯片mcu4设置为输入，等待第一预设时长信号稳定后，开启所述主控芯片mcu2的ad采样功能，得到所述二极管d1的正向导通压降；
6.步骤s20，将所述主控芯片mcu4输出高电平，将所述主控芯片mcu3输出低电平，将所述主控芯片mcu1设置为输入，等待第二预设时长信号稳定后，开启所述主控芯片mcu2的ad采样功能，根据采样结果得到所述二极管d2的正向导通压降；
7.步骤s30，将所述二极管d1和二极管d2的正向导通压降的测量结果与预设数据范围相比较；
8.步骤s40，若所述二极管d1和二极管d2的正向导通压降的测量结果在所述预设数据范围内，则输出正常结果；
9.步骤s50，若所述二极管d1和二极管d2的正向导通压降的测量结果不在所述预设数据范围内，则输出错误结果。
10.本发明进一步的技术方案是，所述步骤s10中的第一预设时长为10ms，所述步骤s20中的第二预设时长为10ms。
11.本发明进一步的技术方案是，所述步骤s10之前包括：
12.将外界12v电转换成5v电，给所述单片机供电。
13.本发明进一步的技术方案是，所述步骤s20中，开启所述主控芯片mcu2的ad采样功
能，得到所述二极管d1的正向导通压降的步骤包括：
14.用5v减去所述主控芯片mcu2的ad采样结果，得到所述二极管d1的正向导通压降。
15.本发明进一步的技术方案是，所述单片机端口测试仪包括用于显示当前测试的单片机的型号和测试结果的显示模块。
16.本发明进一步的技术方案是，所述单片机端口测试仪还包括用于固定单片机的锁紧模块。
17.本发明进一步的技术方案是，所述单片机端口测试仪还包括用于切换和开启测试的按键模块。
18.本发明进一步的技术方案是，所述单片机还包括用于将外界的适配器的12v电压转换成5v电压，以给单片机供电的ldo模块。
19.本发明单片机端口测试方法的有益效果是：本发明通过上述技术方案，将主控芯片mcu1输出低电平，将主控芯片mcu2输出高电平，将主控芯片mcu4设置为输入，等待第一预设时长信号稳定后，开启主控芯片mcu2的ad采样功能，得到二极管d1的正向导通压降；将主控芯片mcu4输出高电平，将主控芯片mcu3输出低电平，将主控芯片mcu1设置为输入，等待第二预设时长信号稳定后，开启主控芯片mcu2的ad采样功能，根据采样结果得到二极管d2的正向导通压降；将二极管d1和二极管d2的正向导通压降的测量结果与预设数据范围相比较；若二极管d1和二极管d2的正向导通压降的测量结果在预设数据范围内，则输出正常结果；若二极管d1和二极管d2的正向导通压降的测量结果不在预设数据范围内，则输出错误结果，实现了快速测量单片机的各个端口对电源和地的二极管正向导通压降，提升了单片机端口测试效率。
附图说明
20.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
21.图1是单片机端口测试仪中显示模块的电路结构示意图；
22.图2是单片机端口测试仪中锁紧模块的结构示意图；
23.图3是单片机端口测试仪中按键模块的结构示意图；
24.图4是单片机端口测试仪中ldo模块的结构示意图；
25.图5是单片机端口测试仪中主控模块的结构示意图；
26.图6是单片机的io端口的结构示意图；
27.图7是本发明单片机端口测试方法较佳实施例的流程示意图；
28.图8是单片机单个端口的测试方法的原理示意图。
29.本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
30.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基
于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
31.请参照图1至图8，本发明提出一种单片机端口测试方法，实现快速测量单片机的各个端口对电源和地的二极管正向导通压降，并且标记出哪些端口是异常的，整个过程只要5秒钟，实现快速分析。所述单片机端口测试方法应用于单片机端口测试仪。
32.本实施例中，所述单片机端口测试仪包括显示模块、锁紧模块、按键模块和ldo模块。
33.其中，所述显示模块的电路结构如图1所示，所述显示模块用于显示当前测试的单片机型号和测试结果。
34.所述锁紧模块的结构如图2所示，所述锁紧模块用于固定单片机和测量，将待测试的单片机和电路板连接起来。
35.所述按键模块的结构如图3所示，所述按键模块，用于切换和开启测试。
36.所述ldo模块的结构如图4所示，所述ldo模块用于将外界的适配器的12v电压转换成5v电压，以给单片机供电。
37.本实施例中，所述单片机包括二极管d1、二极管d2、主控芯片mcu1、主控芯片mcu2、主控芯片mcu3、主控芯片mcu4以及电阻r8，所述二极管d1的阴极连接vcc以及所述主控芯片mcu1的一端，所述二极管d2的阳极接地以及所述主控芯片mcu4的一端，所述二极管d1的阳极、所述二极管d2的阴极分别通过所述主控芯片mcu2连接所述电阻r8的一端，所述电阻r8的另一端连接所述主控芯片mcu3。
38.如图5所示，所述单片机端口测试仪还包括主控模块，所述主控模块的引脚8、引脚9、引脚10、引脚11分别与所述主控芯片mcu1、主控芯片mcu2、主控芯片mcu3、主控芯片mcu4的另一端连接。单片机的vdd脚和gnd的脚位预先设置在对应的主控芯片里面。
39.需要说明的是，单片机所有的io端口都有图6所示的结构，一个对vdd的二极管d1和一个对gnd的二极管d2，以防止单片机的端口的电压超过vdd脚的电压，低于gnd脚的电压，造成单片机引脚损坏，提高单片机对静电和异常电压的抗干扰能力。这两个二极管允许通过的电流不大，一旦出现高压或者大电流，二极管会烧毁，二极管烧毁后，端口就会跟着烧毁，也就是说，这两个二极管的损坏，就代表这单片机的端口损坏。
40.请参照图7所示，本发明单片机端口测试方法较佳实施例包括以下步骤：
41.步骤s10，将所述主控芯片mcu1输出低电平，将所述主控芯片mcu2输出高电平，将所述主控芯片mcu4设置为输入，等待第一预设时长信号稳定后，开启所述主控芯片mcu2的ad采样功能，得到所述二极管d1的正向导通压降；
42.步骤s20，将所述主控芯片mcu4输出高电平，将所述主控芯片mcu3输出低电平，将所述主控芯片mcu1设置为输入，等待第二预设时长信号稳定后，开启所述主控芯片mcu2的ad采样功能，根据采样结果得到所述二极管d2的正向导通压降；
43.步骤s30，将所述二极管d1和二极管d2的正向导通压降的测量结果与预设数据范围相比较；
44.步骤s40，若所述二极管d1和二极管d2的正向导通压降的测量结果在所述预设数据范围内，则输出正常结果；
45.步骤s50，若所述二极管d1和二极管d2的正向导通压降的测量结果不在所述预设
数据范围内，则输出错误结果。
46.其中，所述步骤s10中的第一预设时长为10ms，所述步骤s20中的第二预设时长为10ms。
47.本实施例中，所述步骤s10之前包括：
48.将外界12v电转换成5v电，给所述单片机供电。
49.所述步骤s20中，开启所述主控芯片mcu2的ad采样功能，得到所述二极管d1的正向导通压降的步骤包括：
50.用5v减去所述主控芯片mcu2的ad采样结果，得到所述二极管d1的正向导通压降。
51.本实施例中，mcu1、mcu2、mcu3、mcu4全是主控芯片的端口，其中，主控芯片mcu2具有ad采样功能。
52.以下结合图8对本发明单片机端口测试方法的工作原理做进一步的阐述。
53.第一步(先测试d1的正向导通压降)：
54.mcu1输出低电平，mcu3输出高电平(5v)，mcu4设置为输入；等待10ms信号稳定，开启mcu2的ad采样功能，得出的ad电压就是二极管d1的正向导通压降。
55.第二步(先测试d2的正向导通压降)
56.mcu4输出高电平(5v)，mcu3输出低电平，mcu1设置为输入；等待10ms信号稳定，开启mcu2的ad采样功能，5v减去得出的ad电压的结果就是二极管d2的正向导通压降。
57.第3步(比较出结果)
58.将二极管d1和二极管d2的正向导通压降的测量结果和主控芯片内部的存储的数据比较，如果在合理范围内，指示灯输出正常结果(端口对应的指示灯常亮)，如果数据不在合理范围内，指示灯输出错误的结果(端口对应的指示灯快闪)。
59.测量整个单片机的所有端口，都是重复上述过程。
60.本发明单片机端口测试方法的完整的操作过程如下：
61.1、给单片机端口测试仪通12v电；
62.2、使用按键选择待测试的单片机型号和脚位，指示灯会指示单片机的型号和脚位。选择好后，在操作按键进入测试模式；
63.3、将待测试芯片放到锁紧上面固定好；
64.4、按下测试键，单片机端口测试仪开始按照上述方法开始测试；
65.5、测试完成后，指示灯会显示测试的结果。
66.本发明单片机端口测试方法的有益效果是：本发明通过上述技术方案，将主控芯片mcu1输出低电平，将主控芯片mcu2输出高电平，将主控芯片mcu4设置为输入，等待第一预设时长信号稳定后，开启主控芯片mcu2的ad采样功能，得到二极管d1的正向导通压降；将主控芯片mcu4输出高电平，将主控芯片mcu3输出低电平，将主控芯片mcu1设置为输入，等待第二预设时长信号稳定后，开启主控芯片mcu2的ad采样功能，根据采样结果得到二极管d2的正向导通压降；将二极管d1和二极管d2的正向导通压降的测量结果与预设数据范围相比较；若二极管d1和二极管d2的正向导通压降的测量结果在预设数据范围内，则输出正常结果；若二极管d1和二极管d2的正向导通压降的测量结果不在预设数据范围内，则输出错误结果，实现了快速测量单片机的各个端口对电源和地的二极管正向导通压降，提升了单片机端口测试效率。
67.以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。