Кабельный пробник на РIC-контроллерах. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Микроконтроллеры

 Комментарии к статье

Описываемое устройство состоит из передатчика и приемника. На стороне первого концы проводов вставляют в пронумерованные зажимы, а на стороне второго щупом прикасаются к их другим концам. На цифровом табло приемника высвечивается номер зажима, к которому подключен тот или иной провод. Для определения номеров жил необходимо выявить одну из них и подключить ее к общему проводу приемника и передатчика.

Передатчик работает в режиме распределителя импульсов по десяти выводам микроконтроллера (МК). Каждый из них имеет свою константу, к которой прибавляются десятки в момент смены их кода. Для того чтобы все 80 циклов распределения импульсов производились за одно и то же время, каждый из них выполняется за время от одного прерывания до другого. Прерывания происходят по переполнению таймера TMR0. Он имеет предварительную установку коэффициента деления, выбранную таким образом, чтобы в промежуток между прерываниями поместились 80 выходных импульсов.

Рассмотрим алгоритм работы программы передатчика (рис. 1).

После пуска программы и инициализации регистров обнуляется регистр десятков. Его значение переписывается в порт А для коммутации мультиплексоров. Далее разрешаются прерывания, и по двоичному числу десятков находится его десятичное значение, которое прибавляется к константе первого выхода. Константа (К) выхода определяется его номером: у первого она равна 1, у второго - 2, у десятого -10. При нулевом значении десятков на каждом выходе появляется число импульсов, равное номеру выхода.

Далее программа проверяет регистр К на наличие нуля. Если его нет, из регистра вычитается единица, что сопровождается переключением выхода в единичное состояние. Затем выдерживается пауза продолжительностью 24 мкс, и выход переводится в нулевое состояние, которое длится 30 мкс (т. е. период колебаний равен 54 мкс). После этого программа проверяет регистр на ноль. Если регистр пустой, она переходит в режим ожидания прерывания, а если его значение не равно нулю, весь цикл формирования импульса на выходе повторяется. Таким образом, на выходе формируется число импульсов, которое было записано в регистр К.

После инициализации регистров включаются предделитель с коэффициентом деления 32 и таймер с коэффициентом деления, равным 137 (256 - 119). При частоте кварцевого резонатора 4 МГц прерывание по переполнению таймера должно происходить примерно через 4,38 мс (32-137 = 4384 мкс), но возврат из прерывания выполняется командой без разрешения прерывания. К этому времени прибавляется время циклов до разрешения прерывания и, собственно, время на само выполнение прерывания (общая средняя продолжительность этого времени равна 16 циклам). Кроме этого, предделитель обнуляется при каждой установке таймера, поэтому пауза между прерываниями составляет 4,4 мс. Как не трудно подсчитать, 80 периодов колебаний будут длиться 4,32 мс (54 мкс х 80 = 4320 мкс), т. е. это время укладывается в промежуток между прерываниями.

После переполнения таймера выполняется обычная процедура сохранения значений регистров при прерывании и прибавляется (возможно и вычитание) единица в счетчик прерываний. Значения этого счетчика не используются программой, а сам счетчик необходим для выполнения прерывания. Но его удобно использовать при отладке программы. После восстановления значений регистров разрешается прерывание для формирования импульсов со следующего выхода.

После того как сформированы импульсы на десятом выходе, регистр десятков увеличивается на единицу и весь цикл повторяется с команды записи двоичного кода десятков в порт А. В новом цикле число сформированных импульсов на каждом выходе увеличивается на десять. Когда значение десятков станет равно восьми, цикл формирования импульсов начнется с обнуления регистра десятков. Таким образом, максимальное значение десятков равно семи, а максимальное число импульсов будет на десятом выходе (10 + 70 = 80). Все 80 циклов прерываний длятся 0,352 с (4,4 мс х 80). Это время определяет гарантированную длительность паузы между выдачей импульсов на каждом выходе. Для одиночного импульса на первом выходе длительность паузы будет увеличена почти на время, равное времени между прерываниями, а для 80 импульсов на десятом выходе пауза между импульсами будет равна 0,352 с. Это необходимо отметить, чтобы лучше понять работу приемной части пробника.

Принципиальная схема передатчика изображена на рис. 2.

(нажмите для увеличения)

Все разряды порта В МК DD1 настроены на вывод и имеют коэффициенты от одного до восьми. Разряды RAO-RA2 используются для вывода значений регистра десятков в двоичном коде, RA3 и RA4 - как выходы с коэффициентами 9 и 10 соответственно. Поскольку выход RA4 имеет открытый сток, он нагружен резистором R1. Входы Y (вывод 3) мультиплексоров DD2-DD11 подключены к разрядам порта В, адресные входы (А, В, С) соединены параллельно и подключены к выходам десятков МК.

Таким образом, при нулевом значении регистра десятков на всех мультиплексорах будет выбран нулевой адрес, а на их выходах ХО (вывод 13) будет появляться число импульсов, равное коэффициенту выхода МК, который подключен к входу Y мультиплексора. На выходе ХО микросхемы DD2 будет постоянно присутствовать только один импульс, а на одноименном выходе DD11 - 10 импульсов. При увеличении адреса мультиплексора на единицу включится его следующий выход (Х1), а число импульсов на нем увеличится на десять. Таким образом, на каждом выходе мультиплексоров последовательно будет появляться только свое число импульсов. Нижний (по схеме) выход передатчика (Общ) подключают, как отмечалось, к одному известному проводу, который будет общим для передатчика и приемника.

Приемник кабельного пробника работает по принципу двухразрядного счетчика. Алгоритм работы его программы показан на рис. 3, а принципиальная схема - на рис. 4.

После пуска и инициализации программа переходит к выполнению динамической индикации двух светодиодных цифровых индикаторов с общим катодом. Время на индикацию одного индикатора равно 5 мс, т. е. весь цикл индикации повторяется с частотой 100 Гц.

(нажмите для увеличения)

В приемнике используются два вида прерываний: по переполнению таймера TMR0 и от изменения сигнала на входе RB0. При поступлении импульса на этот вход сохраняются значения текущих регистров. Далее программа проверяет источник прерывания. Если оно произошло не по переполнению таймера, то инкрементируется счетчик импульсов, переустанавливается таймер (256 - 120 = 136) и сбрасывается счетчик предделителя. Программа восстанавливает значения регистров, и продолжается работа по индикации. Таким образом, при поступлении импульсов с входа RBO таймер постоянно переустанавливается, поэтому прерывание от переполнения таймера невозможно до тех пор, пока на этом входе присутствуют импульсы.

Если же на входе длительное время импульсы отсутствуют, происходит прерывание от переполнения таймера. Для надежности работы приемника время между прерываниями немного уменьшено по сравнению с передатчиком и равно 4,38 мс. Прерывания от переполнения таймера подсчитываются счетчиком прерываний. Пауза между импульсами на каждом выходе передатчика равна 80 прерываниям, поэтому счетчик прерываний в приемнике может считать до 80. Если за это время не было входных импульсов, программа переписывает значения регистров счетчиков импульсов в регистры индикации и показания обновляются. Происходит это каждые 0,35 с.

Коды "прошивок" МК передатчика и приемника приведены в табл. 1 и 2 соответственно.

(нажмите для увеличения)

Выходы RB1- RB7 МК DD1 коммутируют элементы (сегменты) светодиодных индикаторов HG1, HG2, выходы RA0, RA1 - их катоды. Импульсы со щупа поступают на вход RB0. Зажим Х1 подключают к известной жиле кабеля, которая служит общим проводом для приемника и передатчика. Если выход мультиплексора передатчика не выбран адресом, на нем будет присутствовать неопределенный уровень и при появлении импульсов на счетчике приемника будет одно ложное срабатывание (независимо от установленного перепада срабатывания счетчика: это может быть как перепад из нуля в единицу, так и из единицы в ноль). Чтобы не было ложных импульсов, вход зашунтирован резистором R1.

Питаются приемник и передатчик от батарей, составленных их трех элементов АА или AAA каждая. Если предполагается длительная работа с приемником, желательно использовать батарею типа 3R12Х.

В приемнике и передатчике применены кварцевые резонаторы на частоту 4 МГц. Без каких-либо изменений в схемах и программах можно использовать резонаторы с более низкой частотой, вплоть до 1 МГц. При этом соответственно уменьшится частота обновления показаний индикаторов, но она останется на приемлемом для глаз значении - до 25 Гц.

Передатчик монтируют на двух печатных платах, каждая из которых рассчитана на 40 выходов (вторая отличается от первой тем, что на ней отсутствует микросхема DD1 и предусмотрено место для установки резистора R1). Платы располагают одну под другой, соединяют с помощью винтов и резьбовых стоек, а между платами устанавливают пенал для трех элементов батареи питания (в зоне нахождения микросхемы DD1).

Зажимы для подключения проводов на плате передатчика самодельные (рис. 5). Состоят они из двух одинаковых скоб 2, согнутых в виде буквы "Л" из полосок листовой бронзы или хорошо пружинящей латуни толщиной 0,4...0,5 и шириной 2,5 мм. Один из концов заготовок опиливают до ширины примерно 1 мм (на длине 1,5...2 мм в зависимости от толщины материала плат 1), в другом - сверлят отверстие диаметром 1,2 мм, после чего концы отгибают. Опиленные части скоб впаивают в платы, как показано на рис. 5.

Для подсоединения провода 3 нижний и верхний (по рисунку) концы скоб сжимают до совпадения отверстий. После монтажа зажимы нумеруют таким образом, чтобы, повернув передатчик (когда низ становится верхом, и наоборот), были видны их номера.

Автор: Н.Заец, п.Вейденевка Белгородской обл.

Смотрите другие статьи раздела Микроконтроллеры.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Робот Bean-Bot без моторов и программирования 07.09.2026

Робототехнику трудно представить без электродвигателей, аккумуляторов, датчиков и управляющего программного обеспечения. Однако исследователи Итальянского технологического института продемонстрировали, что для выполнения довольно сложных движений все эти компоненты иногда вовсе не обязательны. Созданный ими миниатюрный робот Bean-Bot способен самостоятельно прыгать, катиться, скользить, переворачиваться и преодолевать наклонные поверхности, используя энергию нагрева и особенности собственной конструкции. Идея разработки возникла благодаря необычному природному механизму. За основу специалисты взяли мексиканскую фасоль, которая способна неожиданно перемещаться из-за находящейся внутри семени личинки моли. В лаборатории биомиметической мягкой робототехники эту природную особенность переосмыслили с инженерной точки зрения. Получившийся Bean-Bot представляет собой легкую оболочку характерной формы, пружину из материала с памятью формы и несколько магнитов. Основным источником энергии ...>>

Ультраширокий монитор LG 40HT513D 07.09.2026

Компания LG Electronics презентовала свой новый профессиональный дисплей 40HT513D, сочетающий большую рабочую площадь с функциями, ориентированными специально на медицинские учреждения. Монитор оснащен 40-дюймовой изогнутой IPS Black-панелью с соотношением сторон 21:9 и разрешением 5120 x 2160 пикселей, что соответствует примерно 11 мегапикселям. Такая конфигурация позволяет разместить на одном экране несколько диагностических изображений без разделительных рамок, которые неизбежно возникают при использовании отдельных мониторов. Устройство предназначено для работы с рентгеновскими снимками, компьютерной и магнитно-резонансной томографией, а также другими медицинскими изображениями и получило разрешение Управления по контролю за продуктами и лекарствами США (FDA) в качестве медицинского устройства. По оценке LG, по площади рабочего пространства один 40HT513D способен заменить конфигурацию из трех 3-мегапиксельных медицинских мониторов. Для специалистов по лучевой диагностике это ...>>

Происхождение изображений ИИ становится все труднее установить 06.09.2026

Генеративный искусственный интеллект способен создавать изображения, в которых угадываются особенности определенных художественных стилей, однако установить источник конкретного визуального элемента оказывается значительно сложнее. Исследование специалистов лаборатории MIT CSAIL показывает, что по мере увеличения обучающего набора данных надежно определить, какое именно изображение повлияло на результат работы модели, становится практически невозможно. Чтобы изучить эту проблему, исследователи создали около двух десятков собственных диффузионных моделей и обучили их на наборах, содержащих от нескольких сотен до сотен тысяч изображений. В экспериментах использовались фотографии лиц, а также произведения различных художников. Независимо от размера и состава наборов данных ученые наблюдали одну закономерность: чем больше изображений использовалось для обучения, тем труднее становилось определить вклад отдельной работы в последующий результат. Это явление авторы назвали "утратой атрибуц ...>>

Случайная новость из Архива Электромобиль Toyota Tiny C+pod 24.12.2020 Японский автопроизводитель Toyota анонсировал сверхкомпактный электромобиль Tiny C+pod, характеристики которого существенно отличаются от привычных электрических моделей. Впрочем, новинка будет продаваться на японском рынке, где пользователи давно привыкли к миниатюрным автомобилям. Габариты модели Toyota Tiny C+pod составляют 2490x1290x1550 мм (вес - 670-690 кг) - это меньше, чем у Smart ForTwo (2500x1520x1530 мм). С учетом минимальной ширины (1290 мм) и радиуса поворота (3,9 м) использовать его логичнее всего на узких улочках японских городов, а не на трассе. В движение заднеприводная модель приводится электродвигателем с максимальной пиковой мощностью всего 9 кВт (постоянная мощность - 2,6 кВт) и крутящим моментом 56 Нм. В результате электромобиль способен разогнаться только до 60 км/ч. От полного заряда батареи емкостью 9,06 кВтч Toyota Tiny C+pod проезжает до 150 км по измерительному циклу WLTC со средним расходом 54 Втч/км. Полный заряд батареи от сети 200В/16А длится 5 часов, от сети 100В/6А - порядка 16 часов. Стоимость электромобиля Toyota Tiny C+pod в Японии составит $15,940 за версию Grade X и $16,580 за версию Grade G, продажи бизнес-клиентам стартуют в 2021 году, всем желающим - в 2022 году.

Другие интересные новости:

▪ Роботы трудятся внутри людей

▪ Мягкая сила

▪ Синтез керамики

▪ Восстановлены духи фараонов

▪ Фотосинтетический двигатель для искусственных клеток

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Любителям путешествовать - советы туристу. Подборка статей

▪ статья Шарль Бодлер. Знаменитые афоризмы

▪ статья У кого американцы были вынуждены выкупать подаренное ими же оружие вчетверо дороже его себестоимости? Подробный ответ

▪ статья Берберийская туя. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Имитатор костра. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Для школьной елки. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026