Jak zkontrolovat použitelnost mikrokontroléru

Při opravě zařízení a montážních obvodů musíte mít vždy jistotu, že všechny prvky jsou v dobrém stavu, jinak ztratíte čas. Mikrokontroléry mohou také vyhořet, ale jak to zkontrolovat, pokud neexistují žádné vnější známky: praskliny v případě, spálené oblasti, pálivý zápach atd.? K tomu potřebujete:

• Napájecí zdroj se stabilizovaným napětím;

• Multimetr;

• Osciloskop

Pozor:

Úplná kontrola všech uzlů mikrokontroléru je obtížná - nejlepší způsob, jak jej nahradit známým dobrým nebo stávajícím, upgradovat jiný programový kód a zkontrolovat jeho provedení. V tomto případě by program měl zahrnovat jak kontrolu všech pinů (například zapnutí a vypnutí LED diod po určité době), tak i přerušovacích obvodů a dalších věcí.

Teorie

Mikrokontrolér Jedná se o komplexní zařízení v něm multifunkčních uzlů:

• výkonové obvody;

• Registry

• vstupy a výstupy;

• ALU;

• RAM

• ROM

• ADC;

• rozhraní a další.

Proto při diagnostice mikrokontroléru vznikají problémy:

Provoz zřejmých uzlů nezaručuje provoz zbývajících komponent.

Předtím, než budete pokračovat v diagnostice jakéhokoli integrovaného obvodu, musíte se seznámit s technickou dokumentací, abyste ji našli, napište do vyhledávače frázi jako: „název prvku datového listu“, jako možnost - „datový list atmega328“.

Na úplně prvních listech uvidíte základní informace o prvku, například zvažte jednotlivé momenty z datového listu ke společným 328. atmega, například, máme to v balíčku dip28, musíme najít pinout mikrokontrolérů v různých balíčcích, zvážit dip28, který nás zajímá.

První věc, kterou budeme věnovat pozornost, je to, že kolíky 7 a 8 jsou zodpovědné za plus výkon a společný vodič. Nyní musíme znát vlastnosti výkonových obvodů a spotřebu mikrokontroléru. Napájecí napětí je od 1,8 do 5,5 V, proud spotřebovaný v aktivním režimu je 0,2 mA, v režimu nízkého výkonu je 0,75 μA a jsou zahrnuty hodiny reálného času 32 kHz. Rozsah teplot od -40 do 105 stupňů Celsia.

Tyto informace nám stačí k provedení základní diagnózy.

Hlavní důvody

Mikrokontroléry selhávají, a to jak z důvodu nekontrolovaných okolností, tak z důvodu nesprávného zacházení:

1. Přehřátí během provozu.

2. Přehřátí během pájení.

3. Přetížení závěrů.

4. Reverzní napájení.

5. Statická elektřina.

6. Přepětí.

7. Mechanické poškození.

8. Vystavení vlhkosti.

Podrobně zvažte každou z nich:

1. K přehřátí může dojít, pokud zařízení provozujete na horkém místě nebo pokud jste umístili svůj design do příliš malého případu. Teplota mikrokontroléru může být také zvýšena příliš těsnou instalací, nesprávným uspořádáním desky plošných spojů, když jsou vedle nich topné prvky - rezistory, výkonové tranzistory, lineární regulátory výkonu. Maximální přípustné teploty běžných mikrokontrolérů jsou v rozmezí 80 - 150 stupňů Celsia.

2. Pokud pájíte s příliš silnou páječkou nebo dlouho podržíte žihadlo na nohou, můžete přehřát mikrony. Teplo vedené elektrodami dosáhne krystalu a zničí jej nebo jeho spojení s kolíky.

3. K přetížení terminálů dochází v důsledku nesprávného řešení obvodů a zkratů k zemi.

4. Obrácení polarity, tj napájení minus energie do Vcc a plus GND může být způsobeno nesprávnou instalací integrovaného obvodu na desce obvodů nebo nesprávným připojením k programátoru.

5. Statická elektřina může čip poškodit, a to jak během instalace, pokud nepoužíváte antistatické atributy a uzemnění, nebo během provozu.

6. Pokud dojde k poruše, vypne se stabilizátor, nebo z nějakého důvodu má mikrokontrolér napětí vyšší než přípustné napětí - je nepravděpodobné, že zůstane nedotčeno.Závisí to na době trvání nouzového stavu.

7. Při montáži součásti nebo při demontáži zařízení se také neznepokojujte, abyste nepoškodili nohy a pouzdro prvku.

8. Vlhkost se stává příčinou oxidů, vede ke ztrátě kontaktů, zkratu. A mluvíme nejen o přímém zásahu kapaliny na palubě, ale také o dlouhodobém provozu v podmínkách s vysokou vlhkostí (v blízkosti rybníků a sklepů).

Kontrola mikrokontroléru bez použití nástrojů

Začněte externím vyšetřením: případ musí být neporušený, pájení terminálů musí být bezvadné, bez mikrotrhlin a oxidů. To lze dokonce provést pomocí běžného lupy.

Pokud zařízení vůbec nefunguje, zkontrolujte teplotu mikrokontroléru, pokud je silně zatížen, může se zahřívat, ale nemusí hořet, tzn. teplota pouzdra musí být taková, aby prst toleroval s dlouhým držením.Bez nástroje neděláte nic.

Multimetrová kontrola

Zkontrolujte napětí přicházející na Vcc a Gnd. Pokud je napětí normální, musíte změřit proud, proto je vhodné snížit dráhu vedoucí k výkonu Vcc, pak můžete lokalizovat měření na určitý mikroobvod, aniž byste ovlivnili paralelně zapojené prvky.

Nezapomeňte pruh desky pokovovat na měděnou vrstvu v místě, kde se dotknete sondy. Pokud ji pečlivě oříznete, můžete obnovit stopu kapkou pájky nebo kouskem mědi, například z vinutí transformátoru.

Alternativně můžete mikroprocesor napájet z externího zdroje napájení 5 V (nebo jiného vhodného napětí) a měřit spotřebu, ale přesto musíte stopu snížit, abyste vyloučili vliv jiných prvků.

Pro všechna měření potřebujeme dostatek informací z datového listu. Nebude zbytečné sledovat, pro jaké napětí je regulátor výkonu pro mikrokontrolér určen. Faktem je, že různé obvody mikrokontroléru jsou napájeny různým napětím, může to být 3,3 V, 5 V a další. Může být přítomno napětí, ale neodpovídá jmenovitému napětí.

Pokud není napětí, zkontrolujte, zda v napájecím obvodu a na ostatních ramenech není zkrat. Chcete-li to rychle provést, vypněte napájení desky, zapněte multimetr v režimu vytáčení, jednu sondu umístěte na společný vodič desky (kostru).

Obvykle prochází podél obvodu desky a v bodech připojení s pouzdrem jsou pocínované plošiny nebo na pouzdrech konektorů. A druhý, čerpat ze všech závěrů čipu. Pokud někde nakupuje - zkontrolujte, o jaký druh kolíku jde, vytáčení by mělo fungovat na kolíku GND (8. kolík na atmega328).

Pokud to nefunguje, může být přerušen obvod mezi mikrokontrolérem a společným drátem. Pokud to fungovalo na jiných nohách - viz diagram pro malý odpor mezi kolíkem a minusem. Pokud ne, musíte mikrokontrolér vyjmout a znovu zazvonit. Zkontrolujeme to samé, ale nyní mezi plusovým výkonem (se 7. pinem) a terminály mikrokontroléru. V případě potřeby jsou všechny nohy telefonovány společně a je zkontrolováno schéma zapojení.

Osciloskopový test

Osciloskop - oči inženýra elektroniky. S ním můžete zkontrolovat, zda není rezonátor lasing. Spojuje se mezi svorkami XTAL1,2 (nohy 9 a 10).

Ale sonda osciloskopu má kapacitu, obvykle 100 pF, pokud nastavíte dělič na 10, kapacita sondy klesne na 20 pF. Tím dojde ke změně signálu. Abychom však otestovali výkon, není to tak zásadní, musíme zjistit, zda vůbec neexistují nějaké výkyvy. Signál by měl mít tvar jako je tento a frekvence odpovídající konkrétní instanci.

Pokud obvod používá externí paměť, můžete to velmi snadno zkontrolovat. Na datové lince by měly být výboje pravoúhlých pulzů.

To znamená, že mikrokontrolér správně provádí kód a vyměňuje si informace s pamětí.

Používáme programátor

Pokud mikroprocesor vyjmete a připojíte k programátoru, můžete zkontrolovat jeho reakci.Chcete-li to provést, v programu na PC klikněte na tlačítko Číst, po kterém uvidíte ID programátora, na AVR můžete zkusit přečíst pojistky. Pokud neexistuje ochrana proti čtení, můžete si přečíst výpis firmwaru, stáhnout si jiný program, zkontrolovat činnost na kódu, který znáte, což je efektivní a snadný způsob, jak diagnostikovat poruchy mikrokontroléru.

Programátor může být specializovaný, například USBASP pro rodinu ATS:

A univerzální, jako je Miniprog.

Schéma připojení USBASP k atmega 328:

Závěr

Kontrola mikrokontroléru se tedy neliší od kontroly jakéhokoli jiného mikroobvodu, pokud nemáte příležitost použít programátor a přečíst informace z mikrokontroléru. Takže jste přesvědčeni o jeho možnosti propojení s PC. Vyskytují se však poruchy, které tímto způsobem nelze zjistit.

Obecně platí, že řídicí zařízení zřídka selže, častěji je problém vázání, takže byste neměli okamžitě přejít na mikrokontrolér se všemi nástroji, zkontrolovat celý obvod, aby nedošlo k problémům s následným firmwarem.