Combinatore a cavo piatto. Schema, descrizione

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Combinatore via cavo piatto. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica

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La prima cosa che mi è venuta in mente è stata quella di realizzare un semplice "combinatore": collegare ogni pin del connettore installato ad un'estremità del cavo tramite una resistenza da 330...510 Ohm con una sorgente di tensione a 5 V, e all'altra - con un LED. Purtroppo in questo modo viene verificata solo l'integrità dei fili. Potresti non notare che i fili adiacenti sono interconnessi.

Campanello cavo piatto
Fig. 1

Si è deciso di complicare l'algoritmo di verifica e realizzare il dispositivo su un microcontrollore. Sulla fig. 1 mostra uno schema di tale dispositivo. Utilizza il microcontrollore ATtiny13 che era a portata di mano. Può essere sostituito da un altro, ma per questo il dispositivo potrebbe dover essere leggermente rifatto. Ad esempio, nei microcontrollori ATtinyl 1, ATtiny 12, ATtiny15L, la linea PB5 non può funzionare come uscita, dovrà essere configurata come ingresso e la linea PB4 o PB13 come uscita del segnale di blanking dell'indicatore. Oltre al microcontrollore, ci sono voluti solo due registri a scorrimento, un transistor e due scale LED lineari che mostravano il codice di errore. Diamo un'occhiata più da vicino alle caratteristiche della porta I/O del microcontrollore ATtiny5. Le sue linee POY-PB0 possono trasmettere segnali in entrambe le direzioni. Ciascuno di essi è configurato separatamente utilizzando il registro DDRB. Ad esempio, se i tre bit meno significativi di DDRB[2]-DDRB[2] vengono scritti come uno e i bit rimanenti sono zero, le linee PBO-PB5 diventeranno uscite e le linee PBXNUMX-PBXNUMX diventeranno ingressi .

Ci sono altri due registri per il controllo delle porte: PINB e PORTB. Il primo serve per inserire informazioni nel microcontrollore. Nelle sue cifre, i livelli di tensione logici effettivi e attualmente validi alle uscite del microcontrollore vengono visualizzati come uno e zero. Non importa se questa tensione proveniva da una fonte esterna o dal buffer di uscita del microcircuito stesso. Il registro PORTB viene utilizzato per emettere informazioni dal microcontrollore. Se la port line è configurata come uscita, verrà impostata su un livello di tensione simile al valore scritto nel bit corrispondente di questo registro.

Poiché il microcontrollore in questione ha solo sei linee I / O ed è necessario controllare i cavi fino a 14 fili e persino visualizzare i risultati del test sull'indicatore, ho dovuto integrarlo con due microcircuiti: i registri a scorrimento.

Tale registro è un insieme di D-flip-flop, l'uscita di ciascuno dei quali è collegata all'ingresso del successivo. Lo scopo principale è convertire il codice seriale in parallelo. Quando il livello di bassa tensione all'ingresso di clock C passa ad uno alto, l'informazione memorizzata nel registro viene spostata di un bit (D-flip-flop) verso quello principale e lo stato dell'informazione in ingresso viene inserito nel rilasciato bit basso. Il chip di registro a scorrimento utilizzato 74LS164 ha due ingressi di informazioni D combinati con una funzione AND.Per utilizzarne solo uno, al secondo viene applicato un livello alto costante (+5 V).

Per scrivere un codice binario a sette bit nel registro a scorrimento (questo è esattamente ciò che è richiesto per il funzionamento del dispositivo), è necessario prima abilitare il registro impostando l'ingresso R su alto e l'ingresso C su un livello basso, e applicare il valore del bit più significativo (D6) del codice di output all'input di informazioni. Quindi generare un impulso di clock all'ingresso C (impostare un livello alto e poi di nuovo un livello basso). Di conseguenza, il valore del bit D6 verrà scritto nel bit meno significativo del registro e inviato alla sua uscita 1 (pin 3).

Inoltre, il valore del bit D5 viene fornito all'ingresso di informazioni e l'impulso di clock viene formato nuovamente. Il valore di D6 verrà trasferito al bit successivo del registro e apparirà all'uscita 2 (pin 4). Il valore di D5 verrà inviato all'uscita 1. Ogni nuovo impulso di clock sposta il codice nel registro di un altro bit e dopo il settimo impulso prenderà il suo posto: all'uscita 1 - DO, all'uscita 7 (pin 12 ) - D6. Diagrammi temporali in fig. 2 illustrano come il registro a scorrimento converte il codice seriale 1011001 nello stesso parallelo.

Campanello cavo piatto
Fig. 2

Per aumentare la larghezza del registro a scorrimento a 14 (il numero massimo di fili nel cavo), due registri 74HC164 a otto bit (DD1 e DD2) sono collegati in serie, ciascuno dei quali utilizza sette bit. La conversione completa del codice richiede 14 impulsi di clock.

Nello sviluppo del circuito e del programma del dispositivo è stata adottata la seguente distribuzione delle port line del microcontrollore in base alle funzioni svolte:

PBO - uscita temporizzazione registro a scorrimento;
PB1 - uscita dell'impostazione iniziale dello shift register;
РВ2 - uscita del codice parallelo caricato nel registro;
RVZ - ingresso da fili pari;
РВ4 - ingresso da fili dispari;
РВ5 - uscita attivazione indicatore.

A seconda del numero di fili nel cavo testato, sono collegati a connettori XP14 e XP1 a 10 pin o XP2 e XP4 a 1 pin. Gli indicatori HL2 e HL1 sono collegati alle stesse uscite dei registri a scorrimento dei fili dei cavi testati. Per evitare lo sfarfallio degli indicatori, questi devono essere spenti mentre il microcontrollore sta effettuando la procedura di verifica e accesi solo dopo che il codice che ne mostra il risultato è stato caricato nei registri. Questo viene fatto utilizzando il transistor VTXNUMX, controllato dal segnale del microcontrollore.

Quando si controlla un cavo, è necessario "suonare" ciascuno dei suoi fili e assicurarsi che non sia collegato a uno di quelli vicini. Non ci sono altri difetti nei cavi piatti.

La procedura di verifica inizia scrivendo un'unità su un registro a scorrimento esterno. Di conseguenza, il primo pin del connettore XP1 è impostato su un livello alto. Se il filo del cavo collegato ad esso e al primo pin del connettore XRP è buono, verrà applicata una tensione di alto livello all'ingresso PB4 del microcontrollore e rimarrà bassa all'ingresso PB.

Se questa condizione è soddisfatta, il programma scriverà 0 sul bit meno significativo della variabile n_err, altrimenti scriverà 1. Successivamente, viene generato un altro impulso di clock e viene controllato il secondo filo. Poiché il suo numero è pari, il risultato viene scritto nella variabile ch_err. Per controllare tutti i quattordici fili, la procedura viene ripetuta sette volte, e prima di controllare la coppia di fili successiva, i valori delle variabili n_err e ch_err vengono spostati di una cifra binaria.

Al termine del controllo, i valori ottenuti delle variabili n_err e ch_err vengono caricati in un registro a scorrimento esterno e gli indicatori si accendono. Dopo una pausa, il test viene ripetuto. Il controllo di un cavo a dieci fili collegato ai connettori XP2 e XP4 è simile, ma sull'indicatore vengono visualizzati quattro fili (due su ciascun lato).

Se si utilizza il generatore di clock interno a 4,8 MHz del microcontrollore, il test del cavo (prima che l'indicatore si accenda) dura circa 70 µs e si ripete con un periodo di circa 240 µs. Pertanto, sembra che gli indicatori siano sempre accesi. I diodi VD1-VD14 sono necessari per disaccoppiare le uscite dei registri.

Campanello cavo piatto

L'aspetto del "dialer", assemblato su una breadboard, è mostrato in fig. 3. I gruppi LED (scale) GNA-R102510ZS-11 possono essere sostituiti con il numero richiesto di LED singoli; transistor KT3156 - qualsiasi delle serie KT315, KT3102 o altro transistor a bassa potenza della struttura npn con una corrente di collettore consentita di almeno 100 mA. Invece dei microcircuiti 74NS164, è possibile installare 74LS164 o K555IR8 domestici. Il microcontrollore ATtiny13-10PU può essere sostituito con ATtiny13-10PI, ATtiny13-20PU, ATtiny13-20PI.

Campanello cavo piatto

Il programma del microcontrollore è scritto in linguaggio assembly nell'ambiente AVR Studio. I suoi codici per il caricamento nella memoria di programma del microcontrollore sono riportati nella tabella. 1. La configurazione del microcontrollore deve corrispondere a quella specificata in Tabella. 2. Il valore zero del bit RSTDISBL è necessario per il funzionamento del pin 1 del microcontrollore come port line e non come ingresso del segnale di configurazione. Questo, sfortunatamente, rende il microcontrollore non disponibile per la programmazione tramite l'interfaccia SPI. Pertanto, è necessario applicare il metodo di programmazione "alta tensione". È fornito dalla maggior parte dei programmatori universali.

La velocità del test e la frequenza di ripetizione dei suoi cicli possono essere raddoppiate aumentando la frequenza di clock del microcontrollore da 4,8 a 9,6 MHz. Per fare ciò è sufficiente impostare il valore del bit di configurazione CKSEL1 a 1 e CKSEL0 a 0.

Il dispositivo non necessita di regolazioni e subito dopo il corretto montaggio è pronto per l'uso.

È possibile scaricare il programma del "dialer" del microcontrollore qui.

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