О ремонте микроЭВМ. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Микроконтроллеры

 Комментарии к статье

Время микропроцессоров серий 8080, 8085, Z-80, их отечественных аналогов серий КР580, КМ 1821, К1858 и других подобных ушло безвозвратно. Однако многие радиолюбители все еще пользуются самодельными или промышленного изготовления микроЭВМ на базе микропроцессоров первых поколений. На предприятиях продолжают работать станки с ЧПУ и другие технологические установки с контроллерами на таких микропроцессорах. Вся эта аппаратура время от времени выходит из строя. Автор статьи делится своим опытом ремонта микропроцессорных устройств.

Самый эффективный способ поиска неисправности в микроЭВМ или микропроцессорном контроллере - поочередная замена основных БИС (в том числе микропроцессора и ПЗУ) на заведомо исправные. Но если БИС впаяна в плату, а не установлена в панель, затраченные на ее демонтаж усилия с почти неизбежным повреждением печатных проводников нередко оказываются бесполезными, если виновница неисправности - совсем другая микросхема.

Временно заменить "подозрительный" микропроцессор заведомо исправным можно, не удаляя первый из устройства физически. Достаточно перевести его выходы в пассивное высокоимпедансное состояние, в котором они фактически отключены от внутренних узлов микросхемы. Такой режим предусмотрен во всех микропроцессорах, предназначен он в первую очередь для организации непосредственного, без участия микропроцессора обмена данными между памятью и устройствами ввода/вывода. По этой причине его называют ПДП - прямой доступ к памяти.

В большинстве микроЭВМ режим ПДП остается неиспользованным, а вход сигнала перевода шин микропроцессора в пассивное состояние просто соединен через резистор с цепью питания. У микросхем К1858ВМ1, Т34ВМ1, Z-80 этот вход - вывод 25 (BUSRQ), у КР580ВМ80 - вывод 13 (HOLD). Достаточно соединить его перемычкой с общим проводом и микропроцессор будет отключен.

Параллельно пассивному штатному микропроцессору нужно заранее подключить такой же заведомо исправный, объединив их одноименные выводы, за исключением, естественно, входа перевода в режим ПДП и нескольких выходов, не имеющих третьего состояния. Для соединений можно воспользоваться гибкими изолированными проводами (например, МГТФ-0,14) длиной не более 50 мм, а чтобы с гарантией уберечь новую микросхему от повреждений при пайке - предусмотреть для нее панель.

У микропроцессора Z-80CPU и его копий не имеют высокоимпедансного состояния лишь выходы М1 (вывод 27) и BUSAK (вывод 23). Последний обычно свободен - проверьте это по схеме микроэвм или по печатным проводникам на ее плате. Проводник, идущий на плате к выводу 27, необходимо перерезать и соединить с одноименным выводом "навесного" микроконтроллера. Аналогичным образом поступают с подобными выводами микропроцессоров других типов.

Теперь все функции штатного микропроцессора берет на себя дополнительный. Если в результате микроЭВМ заработала - виновник отказа найден. Поскольку работоспособность восстановлена, подумайте, не имеет ли смысла оставить микропроцессор "навесным"? Усильте временные пайки, а чтобы исключить случайные замыкания, укрепите и изолируйте панель.

Решившись на полную замену неисправной микросхемы, каждый ее вывод лучше всего перекусить специально заточенными кусачками (их губки должны проходить между выводами), а потом, удалив микросхему, по одному очистить монтажные отверстия от остатков ее выводов.

Если дефект не устранен, приступайте к проверке описанным выше способом других микросхем. Микросхемы ОЗУ, ПЗУ и многие интерфейсные БИС можно перевести в пассивное состояние, установив высокий логический уровень на их входе CS (Chip Select - выбор микросхемы). Чтобы отключить БИС одноразрядного динамического ОЗУ, достаточно перерезать печатный проводник, идущий к ее единственному выходу. Конечно, к задаче необходимо подходить творчески, учитывая особенности конкретных микросхем. Например^ у некоторых из них (серии К588) вход CS выполняет другие функции. У других нужный вход назван иначе (СЕ, ОЕ).

Временной заменой ПЗУ можно воспользоваться, чтобы заставить микропроцессор проверяемой микроЭВМ выполнить специально разработанную тест-программу, помогающую выявить и локализовать неисправности.

Переведя микроконтроллер или другую БИС в пассивное состояние, бывает полезно еще до подключения "дублера" измерить вольтметром или с помощью осциллографа уровни напряжения на освобожденных выходах. Если такой выход соединен лишь с высокоомными входами КМОП микросхем, показания вольтметра могут оказаться любыми, все зависит от входного сопротивления последнего и утечек тока как внутри микросхем, так и между печатными проводниками на плате. Если с переведенным в пассивное состояние выходом связаны один или несколько входов микросхем структуры ТТЛ, напряжение должно находиться в пределах 1...2 В. Наличие в цепи резисторов, соединенных с шиной питания или общим проводом, приводит к установке соответствующего потенциала.

В любом случае полезно удостовериться в приблизительном равенстве уровней напряжения на всех выводах, например, шины данных отключенной БИС. Значительная разница - повод задуматься и внимательно проверить соответствующие цепи. Наиболее сложен случай, когда к одной и той же цепи подключены несколько выходов разных микросхем. В нормально работающем устройстве они никогда не бывают активны одновременно. Нарушение этого условия в результате неисправности цепей управления или дешифрации адреса одной или нескольких микросхем часто служит причиной неработоспособности микроЭВМ в целом.

В описании микропроцессора Z-80CPU сказано, что все его выходы находятся в высокоимпедансном состоянии во время действия сигнала начальной установки RESET. На самом деле (по крайней мере, у его отечественных аналогов) это не так: упомянутый сигнал устанавливает на выходах низкие логические уровни.

Переводом микропроцессора в режим ПДП можно воспользоваться для подключения к его шинам испытательного пульта с переключателями, задающими адрес и сигналы управления, и светодиодным индикатором состояния шины адреса. С помощью подобного пульта можно быстро проверить память и многие устройства ввода/вывода микроЭВМ. Информацию, хранящуюся в статическом ОЗУ (на микросхемах серий К537, К541, К132), пульт позволит читать и записывать без ограничений во времени. Однако учтите, остановленный микропроцессор Z-80CPU перестает вырабатывать сигналы регенерации содержимого динамического ОЗУ (обычно на микросхемах серии К565) и хранящиеся там данные будут потеряны. Хотя в микроЭВМ на микропроцессорах других серий регенерацией динамической памяти обычно занимаются видеоадаптер или БИС контроллера ПДП (КР580ВТ57), для правильной работы последних могут требоваться команды микропроцессора.

И в заключение расскажу о выполненном с использованием режима ПДП ремонте микроЭВМ "Дельта-С-02" с впаянными в плату БИС микропроцессора и ПЗУ. Внешне дефект проявлялся в том, что при включении микроЭВМ на экране соединенного с ней телевизора появлялась лишь черная рамка с белым бордюром. Еще не выведя обычные начальные сообщения и заставки, микроэвм "зависала".

Замена микропроцессора K1858BM1 "навесным" по приведенной выше методике результата не дала. Впрочем, работоспособность микропроцессора еще до этой проверки следовала из частичного выполнения процедуры инициализации - после нажатия на кнопку "Сброс" некоторое время на экране были видны бегущие вниз полосы на черном фоне.

Ремонт был продолжен несколько экзотическим образом. К "Дельте" через системный разъем был подключен другой, исправный "Спектрум", микропроцессор которого был остановлен соединением входа BUSRQ с общим проводом. Отсутствующий в разъеме сигнал М1 был подан из одной микроэвм в другую отдельным проводом.

ПЗУ "Дельты" было отключено по цепи CS, а ОЗУ - блокировкой буфера чтения, так что запись в него осталась возможной параллельно с записью в ОЗУ исправной микроЭВМ, но читать данные микропроцессор мог только из последнего. В эту систему была загружена Бейсик-программа тестирования экранной области ОЗУ. Результат ее работы можно было наблюдать на экране подключенного к выходу неисправной микроЭВМ телевизора. Это и позволило выявить неисправность: при записи лог. 1 в микросхему DD27 ОЗУ "Дельты" она одновременно появлялась в аналогичной микросхеме DD31.

Хотя найти первопричину явления так и не удалось, неисправность была устранена без замены микросхемы. Оказалось достаточным уменьшить на 30 % амплитуду сигнала, а с ним и помехи на выводе 2 (информационном входе) микросхемы DD31. Это было сделано с помощью делителя напряжения из резисторов номиналом 2 и 5,6 кОм.

Небольшое дополнение для ремонтных служб предприятий. Наиболее распространенные в системах ЧПУ стойки 2Р22,2У22,2С42 на базе основной отечественной микроЭВМ общего назначения "Электроника-60" имеют машинную магистраль точно такой же организации, что и устройства ЧПУ токарными станками на базе микроЭВМ "Электроника НЦ-31" Поэтому ремонтные стенды, предназначенные для одной из подобных систем, подойдут и к другим. Нужно лишь изготовить переходники с соответствующими разъемами, учтя при этом различающиеся названия ряда сходных по функциям управляющих цепей.

Автор: В.Смирнов, г.Нижний Новгород

Смотрите другие статьи раздела Микроконтроллеры.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Расставание действительно может причинять физическую боль 16.09.2026

Разрыв отношений с близким человеком способно вызывать настолько сильные переживания, что привычное выражение "разбитое сердце" иногда воспринимается почти буквально. Человек может испытывать тревогу, тоску и эмоциональное напряжение, сопровождающиеся вполне реальными телесными ощущениями. Исследования работы мозга показывают, что такая связь между эмоциональными и физическими страданиями может иметь вполне определенную нейробиологическую основу. Эксперимент, позволивший изучить этот вопрос, провела команда психолога Итана Кросса из Мичиганского университета. В исследовании участвовали 40 человек, недавно переживших расставание по инициативе партнера. Все добровольцы продолжали остро реагировать на произошедшее, что позволило исследователям изучить мозговую активность в период наиболее сильных переживаний. Во время эксперимента участников помещали в аппарат магнитно-резонансной томографии. Испытуемым поочередно показывали фотографию бывшего партнера и подвергали предплечье воздей ...>>

Научно доказана невозможность создания нейтринного лазера 16.09.2026

Лазер давно перестал быть исключительно лабораторной технологией: сегодня он используется в связи, медицине, промышленности и научных исследованиях. Поэтому физики периодически предлагают необычные варианты устройств, способных работать по аналогичным принципам, но с другими типами частиц. В 2025 году появилась идея создать лазер, формирующий направленный поток нейтрино. Однако последующий теоретический анализ показал, что привлекательная на первый взгляд концепция сталкивается не просто с техническими трудностями, а с фундаментальными законами квантовой физики. Первоначальную концепцию предложили профессор Массачусетского технологического института (MIT) Джо Формаджио (Joe Formaggio) и Бен Джонс (Ben Jones) из Техасского университета в Арлингтоне. Согласно их замыслу, облако радиоактивных атомов следовало охладить до сверхнизких температур порядка нанокельвинов - миллиардных долей кельвина. В таких условиях атомы могли бы сформировать Бозе - Эйнштейновский конденсат, особое квантов ...>>

Индекс нижнего белья раскрыл состояние швейцарских почв 15.09.2026

Почва кажется обычной частью окружающего нас ландшафта, однако под ее поверхностью существует сложная экосистема, от состояния которой напрямую зависит жизнь человека. Миллиарды микроорганизмов, черви, грибы и другие обитатели почвы перерабатывают органические вещества и участвуют в круговороте питательных элементов. Чтобы привлечь внимание общества к этой мало заметной проблеме, исследователи из Цюрихского университета придумали весьма необычный эксперимент: они закопали более 2000 пар хлопкового нижнего белья в садах, на лугах, полях и газонах по всей Швейцарии. Проект получил название "Доказательство в виде нижнего белья" и представлял собой не массовую шутку, а научный эксперимент, позволяющий наглядно оценить биологическую активность почвы. Исследователи помещали хлопковые изделия в землю, а примерно через два месяца извлекали их и сравнивали степень разрушения ткани. Некоторые образцы за это время практически исчезали, оставляя лишь отдельные фрагменты швов, тогда как на други ...>>

Случайная новость из Архива Лазерные перехватчики защитят Землю от астероидов 02.04.2012 Инженеры из Университета Стратклайд в Глазго разрабатывают инновационную лазерную технологию, предназначенную для борьбы с астероидной угрозой. Исследователи обнаружили возможность использования группы относительно небольших спутников, вооруженных лазерами, для отклонения астероидов, траектория которых пересекается с Землей. Звено лазерных перехватчиков решает проблему мощного воздействия на малый или средний астероид без использования огромного космического корабля. Ученые предлагают отправить к астероиду небольшой спутник с высокоэнергетическим лазером, питающимся от солнечных панелей. В зависимости от скорости и размера астероида можно использовать от одного до десятков спутников, что делает систему противоастероидной защиты довольно гибкой. Пока разработка мощных космических лазеров находится в зачаточном состоянии. Наибольший опыт здесь накопили военные, хотя до сих пор мощные высокоэнергетические лазеры в качестве космического оружия не использовались. Долгое время считалось, что эффективное изменение траектории астероида с помощью лазерного луча невозможно. Да, поначалу мощный луч нагревает поверхность астероида, в результате чего образуется газопылевой шлейф, создающий реактивную тягу. Однако этот шлейф должен рассеивать луч и снижать его эффективность. Тем не менее, лабораторные тесты в Университете Стратклайд показали, что помехи от газопылевого шлейфа меньше, чем ожидалось, и лазер способен продолжать работу длительное время. Небольшие лазерные перехватчики гораздо проще и быстрее изготовить, чем один огромный корабль с лазером мощностью в несколько мегаватт. При этом использование флотилии спутников, оснащенных высокоэнергетическими лазерами, - это более надежное решение. Даже если один или несколько спутников выйдут из строя, остальные продолжат работу, а численность группировки можно быстро восстановить. Другим не менее важным применением лазерных перехватчиков может стать очистка околоземной орбиты от мусора, количество которого постоянно растет. Сегодня мусора на орбите так много, что в обозримом будущем мы можем столкнуться с эффектом Кесслера, когда плотность загрязнения в космосе становится настолько высокой, что столкновения между обломками экспоненциально увеличивают количество мусора и новых столкновений. В результате это может на многие годы закрыть человечеству дорогу в космос. Сегодня, несмотря на непрерывное отслеживание крупных обломков, нет технологии по их уничтожению. Лазерные перехватчики могли бы взять на себя эту функцию.

Другие интересные новости:

▪ Человек легко приспосабливается к шуму

▪ Стресс тормозит иммунные клетки

▪ Еда из воздуха

▪ Кости вырастят из рыбьей чешуи

▪ Время на Земле течет по-разному

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Электродвигатели. Подборка статей

▪ статья Жить в обществе и быть свободным от общества нельзя. Крылатое выражение

▪ статья Откуда взялись оливки? Подробный ответ

▪ статья Чистильщик ткани, изделий. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Звуковой сигнализатор из китайских часов. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Зарядное устройство для герметичных свинцовых (гелевых) аккумуляторов. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026