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ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA Informazioni sulla riparazione del microcomputer. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / microcontrollori Il tempo dei microprocessori delle serie 8080, 8085, Z-80, dei loro analoghi domestici KR580, KM 1821, K1858 e altre serie simili è passato per sempre. Tuttavia, molti radioamatori utilizzano ancora microcomputer fatti in casa o prodotti industrialmente basati su microprocessori di prima generazione. Le aziende continuano a utilizzare macchine CNC e altri impianti tecnologici con controller basati su tali microprocessori. Tutta questa attrezzatura si rompe di tanto in tanto. L'autore dell'articolo condivide la sua esperienza nella riparazione di dispositivi a microprocessore. Il modo più efficace per risolvere i problemi di un microcomputer o di un controller a microprocessore è sostituire alternativamente i principali LSI (inclusi il microprocessore e la ROM) con altri sicuramente funzionanti. Ma se l'LSI è saldato nella scheda e non installato nel pannello, gli sforzi profusi per il suo smantellamento con danni quasi inevitabili ai conduttori stampati spesso risultano inutili se il colpevole del malfunzionamento è un microcircuito completamente diverso. È possibile sostituire temporaneamente un microprocessore “sospetto” con uno sicuramente funzionante senza rimuovere fisicamente il primo dal dispositivo. È sufficiente trasferire le sue uscite in uno stato passivo ad alta impedenza, in cui sono effettivamente disconnesse dai componenti interni del microcircuito. Questa modalità è prevista in tutti i microprocessori; è intesa principalmente per organizzare lo scambio diretto di dati tra memoria e dispositivi di input/output senza la partecipazione del microprocessore. Per questo motivo si chiama DMA - accesso diretto alla memoria. Nella maggior parte dei microcomputer, la modalità DMA rimane inutilizzata e l'ingresso del segnale per commutare i bus del microprocessore in uno stato passivo è semplicemente collegato tramite un resistore al circuito di alimentazione. Per i microcircuiti K1858VM1, T34VM1, Z-80 questo ingresso è il pin 25 (BUSRQ), per KR580VM80 è il pin 13 (HOLD). È sufficiente collegarlo con un ponticello al filo comune e il microprocessore verrà disabilitato. Parallelamente al microprocessore passivo standard, è necessario collegare in anticipo lo stesso noto, combinando i pin con lo stesso nome, ad eccezione, ovviamente, dell'ingresso per il passaggio alla modalità DMA e di diverse uscite che non lo fanno non avere un terzo stato. Per i collegamenti, è possibile utilizzare fili isolati flessibili (ad esempio MGTF-0,14) lunghi non più di 50 mm e per garantire che il nuovo microcircuito sia protetto dai danni durante la saldatura, fornire un pannello per esso. Per il microprocessore Z-80CPU e le sue copie, solo le uscite M1 (pin 27) e BUSAK (pin 23) non hanno uno stato ad alta impedenza. Quest'ultimo è solitamente gratuito: controllalo utilizzando lo schema elettrico del microcomputer o i conduttori stampati sulla sua scheda. Il conduttore che va al pin 27 della scheda deve essere tagliato e collegato allo stesso pin del microcontrollore “incernierato”. Fai lo stesso con pin simili di altri tipi di microprocessori. Adesso tutte le funzioni del microprocessore standard vengono svolte da quello aggiuntivo. Se in questo modo il microcomputer inizia a funzionare, è stato trovato il colpevole del guasto. Dato che la funzionalità è stata ripristinata, pensate se ha senso lasciare il microprocessore “incernierato”? Rafforzare la saldatura temporanea e, per evitare cortocircuiti accidentali, rinforzare e isolare il pannello. Avendo deciso di sostituire completamente il microcircuito difettoso, è meglio tagliare ciascuno dei suoi pin con tronchesi appositamente affilati (le loro ganasce dovrebbero passare tra i pin), quindi, dopo aver rimosso il microcircuito, uno per uno, pulire i fori di montaggio da i resti dei suoi perni. Se il difetto non viene eliminato, procedere al controllo degli altri microcircuiti utilizzando il metodo sopra descritto. RAM, ROM e molti chip LSI dell'interfaccia possono essere messi in uno stato passivo impostando un livello logico alto sul loro ingresso CS (Chip Select). Per disabilitare l'LSI della RAM dinamica a singolo bit è sufficiente tagliare il conduttore stampato che va alla sua unica uscita. Naturalmente, il compito deve essere affrontato in modo creativo, tenendo conto delle caratteristiche dei microcircuiti specifici. Ad esempio, per alcuni di essi (serie K588), l'ingresso CS svolge altre funzioni. Per altri, l'input richiesto ha un nome diverso (CE, OE). Una sostituzione temporanea della ROM può essere utilizzata per forzare il microprocessore del microcomputer in prova a eseguire un programma di test appositamente progettato che aiuta a identificare e localizzare i guasti. Dopo aver trasferito il microcontrollore o altro LSI in uno stato passivo, è utile misurare i livelli di tensione sulle uscite liberate con un voltmetro o utilizzando un oscilloscopio prima di collegare il “sostituto”. Se tale uscita è collegata solo agli ingressi ad alta impedenza dei microcircuiti CMOS, le letture del voltmetro possono essere qualsiasi cosa, tutto dipende dalla resistenza di ingresso di quest'ultimo e dalle perdite di corrente sia all'interno dei microcircuiti che tra i conduttori stampati sulla scheda. Se uno o più ingressi di microcircuiti con struttura TTL sono collegati all'uscita commutata in uno stato passivo, la tensione dovrebbe essere compresa tra 1...2 V. La presenza di resistori nel circuito collegato al bus di alimentazione o al filo comune porta allo installazione del potenziale corrispondente. In ogni caso, è utile assicurarsi che i livelli di tensione siano approssimativamente uguali su tutti i pin, ad esempio sul bus dati di un LSI disabilitato. Una differenza significativa è un motivo per pensarci e controllare attentamente i circuiti corrispondenti. Il caso più difficile è quando più uscite di diversi microcircuiti sono collegate allo stesso circuito. In un dispositivo funzionante normalmente non sono mai attivi contemporaneamente. La violazione di questa condizione a causa di un malfunzionamento dei circuiti di controllo o della decodifica dell'indirizzo di uno o più microcircuiti spesso fa sì che il microcomputer non funzioni nel suo insieme. La descrizione del microprocessore Z-80CPU afferma che tutte le sue uscite sono in uno stato ad alta impedenza durante il segnale di impostazione iniziale RESET. In realtà (almeno per i suoi analoghi domestici) non è così: il segnale citato imposta livelli logici bassi sulle uscite. Commutando il microprocessore in modalità DMA, è possibile utilizzarlo per collegare ai suoi bus un pannello di test con interruttori che impostano l'indirizzo e i segnali di controllo e un indicatore LED dello stato del bus di indirizzo. Utilizzando un telecomando di questo tipo è possibile controllare rapidamente la memoria e molti dispositivi di input/output del microcomputer. Il telecomando ti consentirà di leggere e scrivere le informazioni archiviate nella RAM statica (sui chip delle serie K537, K541, K132) senza limiti di tempo. Tuttavia, tieni presente che quando il microprocessore Z-80CPU viene arrestato, non produrrà più segnali per rigenerare il contenuto della RAM dinamica (solitamente sui chip della serie K565) e i dati ivi memorizzati andranno persi. Sebbene nei microcomputer basati su microprocessori di altre serie, la rigenerazione dinamica della memoria venga solitamente effettuata da un adattatore video o da un LSI del controller DDP (KR580VT57), per il corretto funzionamento di quest'ultimo potrebbero essere necessari comandi del microprocessore. E in conclusione, vi parlerò della riparazione del microcomputer Delta-S-02 con il microprocessore LSI e la ROM saldati sulla scheda utilizzando la modalità DDP. Esternamente, il difetto si manifestava nel fatto che all'accensione del microcomputer, sullo schermo del televisore ad esso collegato appariva solo una cornice nera con un bordo bianco. Non avendo ancora visualizzato i soliti messaggi iniziali e salvaschermi, il microcomputer si è bloccato. La sostituzione del microprocessore K1858BM1 con uno "aggiuntivo" utilizzando il metodo sopra descritto non ha prodotto alcun risultato. Tuttavia, le prestazioni del microprocessore anche prima di questo test risultavano dal completamento parziale della procedura di inizializzazione: dopo aver premuto il pulsante "Reset", sullo schermo erano visibili per qualche tempo strisce rivolte verso il basso su uno sfondo nero. La ristrutturazione è continuata in un modo un po' esotico. Un altro spettro funzionante era collegato al Delta tramite il connettore del sistema, il cui microprocessore veniva fermato collegando l'ingresso BUSRQ al filo comune. Il segnale M1 mancante dal connettore veniva fornito da un microcomputer all'altro tramite un filo separato. La Delta ROM è stata disabilitata tramite il circuito CS e la RAM è stata disabilitata bloccando il buffer di lettura, in modo che la scrittura su di essa rimanesse possibile parallelamente alla scrittura sulla RAM di un microcomputer funzionante, ma il microprocessore poteva leggere solo i dati da quest'ultimo . In questo sistema è stato caricato un programma BASIC per testare l'area dello schermo della RAM. Il risultato del suo lavoro poteva essere osservato sullo schermo di un televisore collegato all'uscita del microcomputer difettoso. Ciò ha permesso di identificare il malfunzionamento: durante la registrazione del registro. 1 nel chip DD27 della Delta RAM, è apparso contemporaneamente in un chip DD31 simile. Sebbene non sia stato possibile individuare la causa principale del fenomeno, il malfunzionamento è stato eliminato senza sostituire il microcircuito. Si è rivelato sufficiente ridurre l'ampiezza del segnale del 30% e con essa il rumore sul pin 2 (ingresso informazioni) del chip DD31. Ciò è stato fatto utilizzando un partitore di tensione costituito da resistori con un valore nominale di 2 e 5,6 kOhm. Una piccola aggiunta per i servizi di riparazione aziendali. I rack più comuni nei sistemi CNC sono 2Р22,2У22,2С42 basati sul principale microcomputer domestico per uso generale "Electronics-60" e hanno una linea di macchine esattamente della stessa organizzazione dei dispositivi CNC sui torni basati sul microcomputer "Electronics NTs- 31". Pertanto, i supporti di riparazione progettati per uno di questi sistemi si adatteranno anche ad altri. È sufficiente realizzare degli adattatori con i connettori appropriati, tenendo conto delle diverse denominazioni di alcuni circuiti di controllo con funzioni simili. Autore: V.Smirnov, Nizhny Novgorod
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