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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Marcador de cable plano. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Tecnología de medición La primera idea que se me ocurrió fue hacer un "marcador" simple: conectar cada pin del conector instalado en un extremo del cable a través de una resistencia de 330 ... 510 Ohm con una fuente de voltaje de 5 V, y en el otro - con un LED. Desafortunadamente, de esta manera solo se verifica la integridad de los cables. Es posible que no note que los cables adyacentes están interconectados.
Se decidió complicar el algoritmo de verificación y hacer el dispositivo en un microcontrolador. En la fig. 1 muestra un diagrama de dicho dispositivo. Utiliza el microcontrolador ATtiny13 que tenía a mano. Se puede sustituir por otro, pero para ello es posible que haya que rehacer ligeramente el dispositivo. Por ejemplo, en los microcontroladores ATtinyl 1, ATtiny 12, ATtiny15L, la línea PB5 no puede funcionar como salida, habrá que configurarla como entrada, y la línea PB4 o PB13 como salida de señal de supresión del indicador. Además del microcontrolador, solo se necesitaron dos registros de desplazamiento, un transistor y dos escalas LED lineales que mostraban el código de error. Echemos un vistazo más de cerca a las características del puerto de E / S del microcontrolador ATtiny5. Sus líneas POY-PB0 pueden transmitir señales en ambas direcciones. Cada uno de ellos se configura por separado utilizando el registro DDRB. Por ejemplo, si los tres bits menos significativos de DDRB[2]-DDRB[2] se escriben como unos y los bits restantes son ceros, las líneas PBO-PB5 se convertirán en salidas y las líneas PBXNUMX-PBXNUMX se convertirán en entradas. . Hay dos registros más para el control de puertos: PINB y PORTB. El primero de ellos sirve para introducir información en el microcontrolador. En sus dígitos, los niveles de tensión lógicos reales y actualmente válidos en las salidas del microcontrolador se muestran como unos y ceros. No importa si este voltaje proviene de una fuente externa o del búfer de salida del propio microcircuito. El registro PORTB se utiliza para generar información desde el microcontrolador. Si la línea del puerto está configurada como salida, se establecerá en un nivel de voltaje similar al valor escrito en el bit correspondiente de este registro. Dado que el microcontrolador en cuestión tiene solo seis líneas de E / S, y necesita verificar cables de hasta 14 hilos e incluso mostrar los resultados de la prueba en el indicador, tuve que complementarlo con dos microcircuitos: registros de desplazamiento. Tal registro es un conjunto de D-flip-flops, la salida de cada uno de los cuales está conectada a la entrada del siguiente. El propósito principal es convertir el código serial en paralelo. Cuando el nivel de voltaje bajo en la entrada de reloj C cambia a uno alto, la información almacenada en el registro se desplaza un bit (disparador D) hacia el más antiguo, y el estado de la entrada de información se ingresa en el registro liberado. poco bajo El chip de registro de desplazamiento usado 74LS164 tiene dos entradas de información D combinadas con una función Y. Para usar solo una de ellas, se aplica un nivel alto constante (+5 V) a la segunda. Para escribir un código binario de siete bits en el registro de desplazamiento (esto es exactamente lo que se requiere para la operación del dispositivo), primero debe habilitar el registro configurando la entrada R en alto y la entrada C en un nivel bajo, y aplicar el valor del bit más significativo (D6) del código de salida a la entrada de información. Luego genere un pulso de reloj en la entrada C (establezca un nivel alto y luego nuevamente un nivel bajo). Como resultado, el valor del bit D6 se escribirá en el bit menos significativo del registro y se enviará a su salida 1 (pin 3). Además, el valor del bit D5 se suministra a la entrada de información y el pulso de reloj se forma nuevamente. El valor de D6 se transferirá al siguiente bit del registro y aparecerá en la salida 2 (pin 4). El valor de D5 se enviará a la salida 1. Cada nuevo pulso de reloj desplaza el código en el registro en un bit más, y después del séptimo pulso ocupará el lugar que le corresponde: en la salida 1 - DO, en la salida 7 (pin 12 )-D6. Los diagramas de tiempo en la fig. 2 ilustran cómo el registro de desplazamiento convierte el código de serie 1011001 en el mismo paralelo.
Para aumentar la capacidad del registro de desplazamiento a 14 (el número máximo de hilos en el cable), se conectan en serie dos registros 74HC164 de ocho bits (DD1 y DD2), cada uno de ellos con siete bits. La conversión completa del código requiere 14 pulsos de reloj. Al desarrollar el circuito y programa del dispositivo, se adoptó la siguiente distribución de las líneas de puerto del microcontrolador según las funciones realizadas: RBO - salida de temporización del registro de desplazamiento;
Dependiendo de la cantidad de hilos en el cable probado, se conectan a conectores XP14 y XP1 de 10 pines o XP2 y XP4 de 1 pines. Los indicadores HL2 y HL1 están conectados a las mismas salidas de los registros de desplazamiento que los hilos de los cables probados. Para evitar el parpadeo de los indicadores, deben apagarse mientras el microcontrolador realiza el procedimiento de verificación y encenderse solo después de que el código que muestra su resultado se cargue en los registros. Esto se hace usando el transistor VTXNUMX, controlado por la señal del microcontrolador. Al verificar un cable, es necesario "hacer sonar" cada uno de sus cables y asegurarse de que no esté conectado a uno de los vecinos. No hay otros defectos en los cables planos. El procedimiento de verificación comienza escribiendo una unidad en un registro de desplazamiento externo. Como resultado, el primer pin del conector XP1 se establece en un nivel alto. Si el cable conectado a él y al primer pin del conector XRP es bueno, se aplicará un voltaje de alto nivel a la entrada PB4 del microcontrolador y permanecerá bajo en la entrada PB. Si se cumple esta condición, el programa escribirá 0 en el bit menos significativo de la variable n_err, de lo contrario escribirá 1. A continuación, se genera otro pulso de reloj y se verifica el segundo cable. Como su número es par, el resultado se escribe en la variable ch_err. Para verificar los catorce cables, el procedimiento se repite siete veces y, antes de verificar el siguiente par de cables, los valores de las variables n_err y ch_err se desplazan en un dígito binario. Al finalizar la verificación, los valores obtenidos de las variables n_err y ch_err se cargan en un registro de desplazamiento externo y se encienden los indicadores. Después de una pausa, se repite la prueba. La comprobación de un cable de diez hilos conectado a los conectores XP2 y XP4 es similar, pero el indicador muestra que faltan cuatro hilos (dos en cada lado). Si se utiliza el generador de reloj interno de 4,8 MHz del microcontrolador, la prueba del cable (antes de que se encienda el indicador) tarda unos 70 µs y se repite con un período de unos 240 µs. Por lo tanto, parece que los indicadores están siempre encendidos. Se necesitan diodos VD1-VD14 para desacoplar las salidas de los registros.
La apariencia del "marcador", ensamblado en una placa de prueba, se muestra en la fig. 3. Los conjuntos de LED (escalas) GNA-R102510ZS-11 se pueden reemplazar con la cantidad necesaria de LED individuales; transistor KT3156: cualquiera de las series KT315, KT3102 u otro transistor de baja potencia de la estructura npn con una corriente de colector permitida de al menos 100 mA. En lugar de microcircuitos 74NS164, se pueden instalar 74LS164 o K555IR8 doméstico. El microcontrolador ATtiny13-10PU se puede reemplazar con ATtiny13-10PI, ATtiny13-20PU, ATtiny13-20PI.
El programa del microcontrolador está escrito en lenguaje ensamblador en el entorno AVR Studio. Sus códigos para cargar en la memoria del programa del microcontrolador se dan en la Tabla. 1. La configuración del microcontrolador debe corresponder a la especificada en la Tabla. 2. El valor cero del bit RSTDISBL es necesario para que el pin 1 del microcontrolador funcione como una línea de puerto y no como una entrada de señal de configuración. Desafortunadamente, esto hace que el microcontrolador no esté disponible para la programación a través de la interfaz SPI. Por lo tanto, es necesario aplicar el método de programación de "alta tensión". Lo proporcionan la mayoría de los programadores universales. La velocidad de la prueba y la frecuencia de repetición de sus ciclos se pueden duplicar aumentando la frecuencia de reloj del microcontrolador de 4,8 a 9,6 MHz. Para ello, basta con poner el valor del bit de configuración CKSEL1 a 1 y CKSEL0 a 0. El dispositivo no requiere ajuste e inmediatamente después del montaje adecuado está listo para su uso. El programa del microcontrolador "marcador" se puede descargar aquí.
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