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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Sonda de cable para controladores PIC. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Microcontroladores El dispositivo descrito consta de un transmisor y un receptor. En el primer lado, los extremos de los cables se insertan en abrazaderas numeradas y en el segundo lado, la sonda toca sus otros extremos. La pantalla digital del receptor muestra el número del terminal al que está conectado uno u otro cable. Para determinar los números de núcleo, debe identificar uno de ellos y conectarlo al cable común del receptor y del transmisor. El transmisor funciona en modo distribuidor de impulsos en diez pines del microcontrolador (MCU). Cada uno de ellos tiene su propia constante, a la que se le suman decenas en el momento en que se cambia su código. Para garantizar que los 80 ciclos de distribución de impulsos se completen en la misma cantidad de tiempo, cada uno de ellos se completa en el tiempo que transcurre entre una interrupción y la siguiente. Las interrupciones ocurren cuando el temporizador TMR0 se desborda. Tiene una relación de división preestablecida seleccionada para ajustarse a 80 pulsos de salida entre interrupciones. Considere el algoritmo del programa del transmisor (Fig. 1).
Después de iniciar el programa e inicializar los registros, el registro de decenas se pone a cero. Su valor se reescribe en el puerto A para cambiar multiplexores. A continuación, se habilitan las interrupciones y, utilizando el número binario de decenas, se encuentra su valor decimal, que se suma a la constante de la primera salida. La constante de salida (K) está determinada por su número: para el primero es 1, para el segundo es 2, para el décimo es 10. Cuando el valor de las decenas es cero, aparece una cantidad de pulsos en cada salida igual al número de salida. A continuación, el programa comprueba la presencia de un cero en el registro K. Si no está presente, se resta uno del registro, lo que va acompañado del cambio de la salida al estado único. Luego se mantiene una pausa de 24 μs y la salida cambia al estado cero, que dura 30 μs (es decir, el período de oscilación es de 54 μs). Después de esto, el programa comprueba si el registro es cero. Si el registro está vacío, entra en modo de espera de interrupción y, si su valor no es cero, se repite todo el ciclo de generación de un pulso de salida. Por lo tanto, en la salida se forma el número de pulsos que se escribió en el registro K. Una vez inicializados los registros, se encienden un preescalador con un factor de división de 32 y un temporizador con un factor de división de 137 (256 - 119). A una frecuencia de cristal de 4 MHz, la interrupción por desbordamiento del temporizador debería ocurrir en aproximadamente 4,38 ms (32-137 = 4384 µs), pero el retorno de la interrupción se realiza mediante el comando sin habilitar la interrupción. A este tiempo se suma el tiempo de los ciclos antes de que se resuelva la interrupción y, de hecho, el tiempo de ejecución de la interrupción en sí (la duración media total de este tiempo es de 16 ciclos). Además, el preescalador se pone a cero cada vez que se configura el temporizador, por lo que la pausa entre interrupciones es de 4,4 ms. Como no es difícil de calcular, 80 períodos de oscilación durarán 4,32 ms (54 µs x 80 = 4320 µs), es decir, este tiempo encaja en el intervalo entre interrupciones. Después de que el temporizador se desborda, se realiza el procedimiento habitual para guardar valores de registro durante una interrupción y se suma (y posiblemente se resta) uno al contador de interrupciones. El programa no utiliza los valores de este contador y el contador en sí es necesario para realizar la interrupción. Pero es conveniente utilizarlo al depurar un programa. Una vez restaurados los valores de los registros, se habilita una interrupción para generar pulsos desde la siguiente salida. Después de que se generan los pulsos en la décima salida, el registro de decenas se incrementa en uno y se repite todo el ciclo con el comando para escribir el código binario de decenas en el puerto A. En el nuevo ciclo, el número de pulsos generados en cada salida aumenta en diez. Cuando el valor de las decenas sea ocho, el ciclo de generación de pulsos comenzará borrando el registro de decenas. Así, el valor máximo de decenas es siete, y el número máximo de pulsos estará en la décima salida (10 + 70 = 80). Los 80 ciclos de interrupción duran 0,352 s (4,4 ms x 80). Este tiempo determina la duración garantizada de la pausa entre la emisión de pulsos en cada salida. Para un solo pulso en la primera salida, la duración de la pausa aumentará casi un tiempo igual al tiempo entre interrupciones, y para 80 pulsos en la décima salida, la pausa entre pulsos será igual a 0,352 s. Esto debe tenerse en cuenta para comprender mejor el funcionamiento de la parte receptora de la sonda. El diagrama esquemático del transmisor se muestra en la fig. 2.
Todos los bits del puerto B del DD1 MK están configurados para salida y tienen coeficientes del uno al ocho. Los bits RAO-RA2 se utilizan para generar los valores del registro de decenas en código binario, RA3 y RA4 se utilizan como salidas con coeficientes de 9 y 10, respectivamente. Dado que la salida RA4 tiene un drenaje abierto, está cargada por la resistencia R1. Las entradas Y (pin 3) de los multiplexores DD2-DD11 están conectadas a los bits del puerto B, las entradas de dirección (A, B, C) están conectadas en paralelo y conectadas a las salidas de decenas de MK. Por lo tanto, con un valor cero del registro de decenas, se seleccionará una dirección cero en todos los multiplexores, y en sus salidas XO (pin 13) aparecerá un número de pulsos igual al coeficiente de salida del MK, que está conectado al Entrada Y del multiplexor. En la salida XO del microcircuito DD2 siempre habrá solo un pulso, y en la salida DD11 del mismo nombre: 10 pulsos. Cuando la dirección del multiplexor aumenta en uno, su siguiente salida (X1) se activará y el número de pulsos aumentará en diez. Por lo tanto, solo su propio número de pulsos aparecerá secuencialmente en cada salida de los multiplexores. La salida inferior (según el diagrama) del transmisor (Común) está conectada, como se indica, a un cable conocido, que será común para el transmisor y el receptor. El receptor de sonda por cable funciona según el principio de un contador de dos dígitos. El algoritmo operativo de su programa se muestra en la Fig. 3, y el diagrama del circuito está en la Fig. 4.
Después del inicio y la inicialización, el programa procede a realizar la indicación dinámica de dos indicadores digitales LED con un cátodo común. El tiempo para mostrar un indicador es de 5 ms, es decir, todo el ciclo de indicación se repite con una frecuencia de 100 Hz.
El receptor utiliza dos tipos de interrupciones: por desbordamiento del temporizador TMR0 y por cambios de señal en la entrada RB0. Cuando llega un pulso a esta entrada, se guardan los valores de los registros actuales. A continuación, el programa comprueba el origen de la interrupción. Si no ocurrió debido a un desbordamiento del temporizador, entonces se incrementa el contador de pulsos, se reinicia el temporizador (256 - 120 = 136) y se reinicia el contador del preescalador. El programa restaura los valores de registro y la visualización continúa. Por lo tanto, cuando llegan pulsos desde la entrada RBO, el temporizador se reinicia constantemente, por lo que no es posible una interrupción por desbordamiento del temporizador mientras haya pulsos presentes en esta entrada. Si no hay pulsos en la entrada durante un tiempo prolongado, se produce una interrupción debido a un desbordamiento del temporizador. Para garantizar un funcionamiento fiable del receptor, el tiempo entre interrupciones se reduce ligeramente en comparación con el transmisor y es igual a 4,38 ms. Las interrupciones por desbordamiento del temporizador son contadas por el contador de interrupciones. La pausa entre pulsos en cada salida del transmisor es igual a 80 interrupciones, por lo que el contador de interrupciones en el receptor puede contar hasta 80. Si durante este tiempo no hubo pulsos de entrada, el programa escribe los valores de los registros del contador de pulsos en se registra la indicación y se actualizan las lecturas. Esto sucede cada 0,35 s. Los códigos de "firmware" para los microcontroladores del transmisor y del receptor se dan en la tabla. 1 y 2 respectivamente.
Las salidas RB1-RB7 del microcontrolador DD1 conmutan los elementos (segmentos) de los indicadores LED HG1, HG2, las salidas RA0, RA1, sus cátodos. Los pulsos de la sonda se envían a la entrada RB0. La abrazadera X1 está conectada a un núcleo de cable conocido, que sirve como cable común para el receptor y el transmisor. Si la salida del multiplexor del transmisor no está seleccionada por la dirección, tendrá un nivel indefinido y cuando aparezcan pulsos en el contador del receptor habrá un falso positivo (independientemente de la respuesta diferencial del contador configurada: puede ser un diferencial de cero a uno o de uno a cero). Para evitar pulsos falsos, la entrada es desviada por la resistencia R1. El receptor y el transmisor funcionan con baterías de tres pilas AA o AAA cada una. Si planea trabajar con el receptor durante un tiempo prolongado, es recomendable utilizar una batería 3R12X. El receptor y el transmisor utilizan resonadores de cuarzo con una frecuencia de 4 MHz. Sin ningún cambio en los circuitos o programas, se pueden utilizar resonadores con frecuencias más bajas, hasta 1 MHz. En este caso, la frecuencia de actualización de las lecturas del indicador disminuirá correspondientemente, pero permanecerá en un valor aceptable a la vista: hasta 25 Hz. El transmisor está montado en dos placas de circuito impreso, cada una de las cuales está diseñada para 40 salidas (la segunda se diferencia de la primera en que no tiene el chip DD1 y hay espacio para instalar la resistencia R1). Las placas se colocan una debajo de la otra, se conectan mediante tornillos y postes roscados, y entre las placas se instala una caja para tres celdas de batería (en el área donde se encuentra el chip DD1). Las abrazaderas para conectar los cables a la placa del transmisor son caseras (Fig. 5). Consisten en dos soportes idénticos 2, doblados en forma de letra "L" a partir de tiras de chapa de bronce o latón elástico de 0,4...0,5 de espesor y 2,5 mm de ancho. En uno de los extremos de las piezas de trabajo se lima hasta un ancho de aproximadamente 1 mm (a una longitud de 1,5...2 mm dependiendo del grosor del material de las tablas 1), en el otro se hace un agujero con un diámetro Se perfora un diámetro de 1,2 mm y luego se doblan los extremos. Las partes recortadas de los soportes se sueldan a las tablas, como se muestra en la Fig. 5.
Para conectar el cable 3, los extremos inferior y superior (como se muestra en la figura) de los soportes se comprimen hasta que los orificios coincidan. Después de la instalación, las abrazaderas están numeradas de tal manera que cuando gira el transmisor (cuando la parte inferior se vuelve superior y viceversa), sus números son visibles. Autor: N.Zaets, pueblo de Veydenevka, región de Belgorod.
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