Прозвонщик плоских кабелей. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Измерительная техника

 Комментарии к статье

Первой пришла в голову мысль сделать простейший "прозвонщик": каждый контакт разъема, установленного на одном конце кабеля, соединить через резистор 330...510 Ом с источником напряжения 5 В, а на другом - со светодиодом. К сожалению, таким способом проверяется лишь целостность проводов. Можно и не заметить, что соседние провода соединены между собой.

Рис. 1

Было решено усложнить алгоритм проверки и сделать прибор на микроконтроллере. На рис. 1 показана схема такого прибора. В нем применен бывший под рукой микроконтроллер ATtiny13. Его можно заменить другим, но для этого прибор, возможно, придется немного переделать. Например, в микроконтроллерах ATtinyl 1, ATtiny 12, ATtiny15L линия РВ5 не может работать как выход, ее придется сконфигурировать как вход, а линию РВЗ или РВ4 - как выход сигнала гашения индикатора. Кроме микроконтроллера, потребовалось всего два сдвиговых регистра, транзистор и две линейные светодиодные шкалы, показывающие код ошибки. Рассмотрим подробнее особенности порта ввода-вывода микроконтроллера ATtiny13. Его линии РЕЮ- РВ5 могут передавать сигналы в обе стороны. Каждую из них конфигурируют отдельно с помощью регистра DDRB. Например, если записать в три младших разряда DDRB[0]-DDRB[2] единицы, а в остальные разряды - нули, то линии РВО-РВ2 станут выходами, а РВЗ- РВ5 - входами.

Для управления портом имеются еще два регистра - PINB и PORTB. Первый из них служит для ввода информации в микроконтроллер. В его разрядах отображаются единицами и нулями фактические, действующие в данный момент логические уровни напряжения на выводах микроконтроллера. Не имеет значения, поступило ли это напряжение от внешнего источника или от выходного буфера самой микросхемы. Регистр PORTB служит для вывода информации из микроконтроллера. Если линия порта сконфигурирована как выходная, на ней будет установлен уровень напряжения, аналогичный значению, записанному в соответствующий разряд этого регистра.

Поскольку рассматриваемый микроконтроллер имеет всего шесть линий ввода-вывода, а проверять нужно кабели вплоть до 14-проводных, да еще и выводить результаты проверки на индикатор, пришлось дополнить его двумя микросхемами - сдвиговыми регистрами.

Такой регистр представляет собой набор D-триггеров, выход каждого из которых соединен с входом следующего. Основное назначение - преобразование последовательного кода в параллельный. При смене низкого уровня напряжения на тактирующем входе С высоким происходит сдвиг хранящейся в регистре информации на один разряд (D-триггер) в сторону старшего, а в освободившийся младший разряд заносится состояние информационного входа. У использованной микросхемы сдвигового регистра 74LS164 два информационных входа D объединены функцией И. Чтобы использовать только один из них, на второй подан постоянный высокий уровень (+5 В).

Для записи в сдвиговый регистр семиразрядного двоичного кода (именно это требуется для работы устройства) необходимо прежде всего разрешить работу регистра, установив на входе R высокий, а на входе С - низкий уровень, и подать на информационный вход значение старшего (D6) разряда выводимого кода. После чего сформировать на входе С тактовый импульс (установить высокий, а затем вновь низкий уровень). В результате значение разряда D6 будет записано в младший разряд регистра и выведено на его выход 1 (выв. 3).

Далее на информационный вход подают значение разряда D5 и вновь формируют тактовый импульс. Значение D6 будет перенесено в следующий разряд регистра и появится на выходе 2 (выв. 4). Значение D5 будет выведено на выход 1. Каждый новый тактовый импульс сдвигает код в регистре еще на один разряд, и после седьмого импульса он займет положенное место: на выходе 1 - DO, на выходе 7 (выв. 12) - D6. Временные диаграммы на рис. 2 иллюстрируют, как сдвиговый регистр преобразует последовательный код 1011001 в такой же параллельный.

Рис. 2

Чтобы увеличить разрядность сдвигового регистра до 14 (максимального числа проводов в кабеле), два восьмиразрядных регистра 74НС164 (DD1 и DD2) соединены последовательно, в каждом из них использовано по семь разрядов. Полное преобразование кода происходит за 14 тактовых импульсов.

При разработке схемы и программы прибора было принято следующее распределение линий порта микроконтроллера по выполняемым функциям:

РВО - выход тактирования сдвигового регистра;
РВ1 - выход начальной установки сдвигового регистра;
РВ2 - выход параллельного кода, загружаемого в регистр;
РВЗ - вход с четных проводов;
РВ4 - вход с нечетных проводов;
РВ5 - выход включения индикатора.

В зависимости от числа проводов в проверяемом кабеле им соединяют 14-контактные разъемы ХР1 и ХРЗ либо 10-контактные ХР2 и ХР4. Индикаторы HL1 и HL2 подключены к тем же выходам сдвиговых регистров, что и провода проверяемых кабелей. Чтобы избежать мерцания индикаторов, их необходимо на время выполнения микроконтроллером процедуры проверки выключать, а включать лишь после того, как в регистры будет загружен код, отображающий ее результат. Это выполняется с помощью транзистора VT1, управляемого сигналом микроконтроллера.

При проверке кабеля необходимо "прозвонить" каждый его провод и убедиться, что он не соединен с одним из соседних. Других дефектов в плоских кабелях не встречается.

Процедура проверки начинается с записи единицы во внешний сдвиговый регистр. В результате на первом контакте разъема ХР1 устанавливается высокий уровень. Если подключенный к нему и к первому контакту разъема ХРЗ провод кабеля исправен, то на вход РВ4 микроконтроллера поступит напряжение высокого уровня, а на входе РВЗ оно останется низким.

При выполнении этого условия в младший разряд переменной n_err программа запишет 0, в противном случае - 1. Далее формируется еще один тактовый импульс и проверяется второй провод. Так как его номер четный, результат записывается в переменную ch_err. Для проверки всех четырнадцати проводов процедура повторяется семь раз, причем перед проверкой очередной пары проводов значения переменных n_err и ch_err сдвигаются на один двоичный разряд.

По окончании проверки полученные значения переменных n_err и ch_err загружаются во внешний сдвиговый регистр и включаются индикаторы. После паузы проверка повторяется. Проверка десятипроводного кабеля, подключенного к разъемам ХР2 и ХР4, происходит аналогично, но на индикаторе четыре провода (по два с каждой стороны) показываются как отсутствующие.

Если используется внутренний тактовый генератор микроконтроллера частотой 4,8 МГц, проверка кабеля (до включения индикатора) занимает около 70 мкс и повторяется с периодом около 240 мкс. Поэтому кажется, что индикаторы включены постоянно. Диоды VD1-VD14 нужны для того, чтобы развязать между собой выходы регистров.

Внешний вид "прозвонщика", собранного на макетной плате, показан на рис. 3. Светодиодные сборки (шкалы) GNA-R102510ZS-11 можно заменить нужным числом единичных светодиодов; транзистор КТ3156 - любым из серий КТ315, КТ3102 или другим маломощным транзистором структуры n-p-n с допустимым током коллектора не менее 100 мА. Вместо микросхем 74НС164 могут быть установлены 74LS164 или отечественные К555ИР8. Микроконтроллер ATtiny13-10PU допустимо заменить на ATtiny13-10PI, ATtiny13-20PU, ATtiny13-20PI.

Программа микроконтроллера написана на языке ассемблера в среде AVR Studio. Ее коды для загрузки в программную память микроконтроллера приведены в табл. 1. Конфигурация микроконтроллера должна соответствовать указанной в табл. 2. Нулевое значение разряда RSTDISBL необходимо для работы вывода 1 микроконтроллера как линии порта, а не как входа сигнала начальной установки. Это, к сожалению, делает микроконтроллер недоступным для программирования по интерфейсу SPI. Поэтому приходится применять "высоковольтный" способ программирования. Его обеспечивают большинство универсальных программаторов.

Скорость проверки и частоту повторения ее циклов можно увеличить вдвое, если повысить тактовую частоту микроконтроллера с 4,8 до 9,6 МГц. Для этого достаточно установить значение конфигурационного разряда CKSEL1 равным 1, a CKSEL0 - 0.

Устройство не требует налаживания и сразу после правильной сборки готово к работе.

Программу микроконтроллера "прозвонщика" можно скачать здесь.

Смотрите другие статьи раздела Измерительная техника.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Растения сигнализируют об опасности вулканической активности 17.06.2025

Извержения вулканов - одни из самых разрушительных природных явлений, и своевременное их предсказание является важной задачей для защиты жизни и имущества людей. Современные технологии позволяют отслеживать сейсмическую активность, тепловые аномалии и газовые выбросы, однако ученые из разных стран продолжают искать новые, более ранние признаки приближающейся опасности. Недавнее исследование команды под руководством вулканолога Николь Гвинн продемонстрировало необычный способ раннего обнаружения вулканической активности с помощью изменений в растительности вокруг вулкана Этна - одного из самых активных вулканов Европы. В ходе двухлетних наблюдений ученые выявили 16 случаев, когда увеличение содержания углекислого газа (CO2) в воздухе или почве совпадало с ростом показателя NDVI - нормализованного индекса растительности, отражающего интенсивность фотосинтеза и здоровье зеленых насаждений. Этот индекс широко используется для оценки густоты и жизнеспособности растительного покрова на сп ...>>

Магнит без использования полезных ископаемых 17.06.2025

Технологии все больше зависят от редких и дорогих материалов, добыча которых сопряжена с экологическими и геополитическими рисками. В связи с этим поиск альтернативных решений становится одной из важнейших задач науки и промышленности. Недавно американские ученые во главе с исследователем китайского происхождения Цзянь-Пин Ванг разработали магнит, изготовленный исключительно из железа и азота, который не содержит традиционных редкоземельных элементов. Это открытие может кардинально изменить подход к производству магнитных материалов и значительно снизить зависимость от нестабильных международных поставок. В отличие от широко используемых сегодня магнитов, содержащих редкие полезные ископаемые, такие как самарий и диспрозий, новый магнит отличается более простой и экологичной составной частью. По словам ученых, магнит, созданный из железа и азота, обладает силой магнитного поля, которая превосходит многие известные материалы на рынке. Это делает его перспективной заменой для постоянн ...>>

Скука полезна творческим людям 16.06.2025

Когда информационный поток непрерывно заполняет наше сознание, умение сделать паузу становится особенно важным. Именно в моменты кажущейся скуки мозг получает возможность перезагрузиться и активировать скрытые ресурсы, стимулирующие творческое мышление и саморефлексию. Ученые из Университета Саншайн-Кост в Австралии провели исследование, которое подтверждает, что короткие периоды скуки могут быть полезны для творческих людей и не только. Скука возникает в тот момент, когда способность человека удерживать внимание начинает снижаться, и активируется так называемая сеть пассивного режима мозга. Эта система отвечает за внутренние мысли и саморефлексию, в то время как активность исполнительной сети, которая обычно помогает сосредоточиться, заметно снижается. Таким образом, скука становится не просто неприятным ощущением, а своего рода переключателем, дающим мозгу возможность отдохнуть от постоянной концентрации. Современный ритм жизни сопровождается постоянной стимуляцией симпатическо ...>>

Случайная новость из Архива Домашняя камера наблюдения D-Link DCS-8200LH HD 24.06.2016 Домашняя камера наблюдения DCS-8200LH HD пополнила ассортимент компании D-Link. Новинка оценивается в 140 долларов. В первую очередь устройство выделяется углом обзора в 180 градусов. При этом камера захватывает видео в формате 720p, что отличает ее, к примеру, от более дорогой модели DCS-2630L. Поддержка сервиса IFTTT позволяет подключить камеру к большинству современных устройств умного дома, онлайн-сервисам и так далее. Какого-то собственного хранилища для видео D-Link для этой камеры не предлагает, хотя сервис MyDlink Home позволяет просматривать изображение с камеры в реальном времени. Также камера может сохранять видео на карту памяти. Новинка умеет реагировать на движение или шум, а также видеть в темноте. Камера D-Link DCS-8200LH HD основана на 1-мегапиксельном датчике формат 1/2,7 дюйма, оснащена адаптером Wi-Fi 802.11ac и весит 165 г.

Другие интересные новости:

▪ Синдром хронической усталости химически похож на спячку у животных

▪ Человеческий мозг соединили с интернетом

▪ Импульсный стабилизированный источник питания 12V/100A

▪ Электрический горный велосипед Vitus E-Mythique LT

▪ На Венере открыт новый тип тектонической активности

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Электричество для начинающих. Подборка статей

▪ статья Классификация элементарных частиц. История и суть научного открытия

▪ статья Почему существует миф, что Манту нельзя мочить? Подробный ответ

▪ статья Краснуха. Медицинская помощь

▪ статья Электронная система зажигания для автомобильного отопителя. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Зарядное устройство на базе регулятора мощности PR1500i. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025