1、系统结构
系统由上位机和测试控制器两部分组成，结构如图1所示。上位机提供用户界面，用户在其上设置串口，输入芯片型号和封装信息，发送测试命令，查看测试结果。该界面还提供了数据编辑和波形显示功能。测试控制器接收上位机发来的配置信息，读取固化其内部的测试矢量或用户编辑的数据，完成测试任务，将结果返回给上位机。测试控制器与上位机间通过USB总线通信，有效避免了传统RS 232通信方式对上位机接口类型的限制，使系统具有更强的适用性。
2、测试控制器设计
2．1 硬件电路设计
硬件电路由单片机、通信电路和芯片接口电路组成，结构如图2所示。
2．1．1 单片机
单片机的主要任务是通信和测试控制，是测试控制器的核心部分，其性能优劣对整个系统有着至关重要的影响。对于较复杂的逻辑，尤其是时序逻辑，所需的测试矢量较多，测试时间也比较长，因而存储空间和处理速度是制约系统性能的关键因素。综合考虑成本和性能因素，选择STC12C5A60S2单片机作为控制核心。STC12C5A60S2指令代码完全兼容传统的8051，但速度快了8～10倍，内部FLASH空间达到60 KB，能很好地满足本设计的需求。
2．1．2 芯片接口电路
集成电路测试的主要对象是实验室常用的74系列芯片。该类型芯片封装形式有DIP14和DIF16两种，需要设计芯片接口电路解决不同封装形式的电源和地管脚上电问题。由于不论是DIP14，还是DIP16封装，其电源和地引脚相对于芯片的位置都是固定的，因此可将测试插座的第8脚固定为地，对不同封装仅需确定电源管脚的位置。另外，由于故障芯片内部有短路的可能，芯片接口单元还要考虑过流保护问题，以防止短路故障损坏测试仪硬件。