categorie: Circuiti a microcontrollore
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Come controllare la manutenzione del microcontrollore
Nella riparazione di apparecchiature e circuiti di assemblaggio, è sempre necessario assicurarsi che tutti gli elementi siano in buone condizioni, altrimenti si perderà tempo. I microcontrollori possono anche bruciarsi, ma come controllarlo se non ci sono segni esterni: crepe nel case, aree carbonizzate, odore di bruciato e così via? Per fare questo, hai bisogno di:
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Alimentazione con tensione stabilizzata;
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multimetro;
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Oscilloscopio.

Attenzione:
Un controllo completo di tutti i nodi del microcontrollore è difficile: il modo migliore per sostituirlo con uno noto buono o con quello esistente, aggiornare un altro codice di programma e verificarne l'esecuzione. In questo caso, il programma dovrebbe includere sia il controllo di tutti i pin (ad esempio l'accensione e lo spegnimento dei LED dopo un determinato periodo di tempo), sia i circuiti di interruzione e altre cose.
teoria
microcontrollore È un dispositivo complesso nei suoi nodi multifunzionali:
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circuiti di potenza;
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registri;
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ingressi e uscite;
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ALU;
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RAM;
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ROM;
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ADC;
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interfacce e altro.

Pertanto, durante la diagnosi di un microcontrollore, sorgono problemi:
Il funzionamento di nodi evidenti non garantisce il funzionamento dei componenti rimanenti.
Prima di procedere con la diagnosi di qualsiasi circuito integrato, è necessario acquisire familiarità con la documentazione tecnica per trovarlo, scrivere in un motore di ricerca una frase del tipo: "nome dell'elemento del foglio dati", come opzione - "foglio dati atmega328".

Nei primissimi fogli vedrai le informazioni di base sull'elemento, ad esempio, considera i singoli momenti dal foglio dati al comune 328th atmega, ad esempio, lo abbiamo nel pacchetto dip28, dobbiamo trovare la piedinatura dei microcontrollori in diversi pacchetti, considera il dip28 che ci interessa.

La prima cosa a cui presteremo attenzione è che i pin 7 e 8 sono responsabili di più alimentazione e un filo comune. Ora dobbiamo conoscere le caratteristiche dei circuiti di potenza e il consumo del microcontrollore. La tensione di alimentazione è compresa tra 1,8 e 5,5 V, la corrente consumata nella modalità attiva è 0,2 mA, nella modalità a bassa potenza è 0,75 μA ed è incluso un orologio in tempo reale a 32 kHz. Intervallo di temperatura da -40 a 105 gradi Celsius.

Questa informazione è sufficiente per noi per condurre una diagnosi di base.
Ragioni principali
I microcontrollori falliscono, sia per circostanze incontrollate che a causa di una gestione impropria:
1. Surriscaldamento durante il funzionamento.
2. Surriscaldamento durante la saldatura.
3. Sovraccarico di conclusioni.
4. Alimentazione inversa.
5. Elettricità statica.
6. Sbalzi di tensione.
7. Danni meccanici.
8. Esposizione all'umidità.

Considera in dettaglio ciascuno di essi:
1. Il surriscaldamento può verificarsi se si utilizza il dispositivo in un luogo caldo o se il design è stato inserito in un alloggiamento troppo piccolo. La temperatura del microcontrollore può anche essere aumentata con un'installazione troppo stretta, un layout PCB improprio quando ci sono elementi riscaldanti accanto ad esso - resistori, transistor di potenza, regolatori di potenza lineari. Le temperature massime consentite dei comuni microcontrollori sono nell'intervallo 80-150 gradi Celsius.
2. Se si salda con un saldatore troppo potente o si tiene a lungo la puntura sulle gambe, è possibile surriscaldare i micron. Il calore attraverso i cavi raggiungerà il cristallo e lo distruggerà o la sua connessione con i pin.
3. Il sovraccarico dei terminali si verifica a causa di circuiti errati e corto circuiti a terra.
4. Inversione di polarità, ad es la fornitura di alimentazione negativa a Vcc e plus a GND potrebbe essere dovuta a un'installazione errata di circuiti integrati sul circuito stampato o a una connessione errata al programmatore.
5. L'elettricità statica può danneggiare il chip, sia durante l'installazione, se non si utilizzano attributi antistatici e messa a terra, sia durante il funzionamento.
6. Se si verifica un malfunzionamento, lo stabilizzatore si rompe o, per qualche motivo, il microcontrollore ha una tensione superiore alla tensione consentita - è improbabile che rimanga intatto.Dipende dalla durata dell'emergenza.
7. Inoltre, non essere troppo zelante durante il montaggio della parte o lo smontaggio del dispositivo in modo da non danneggiare le gambe e la custodia dell'elemento.
8. L'umidità diventa la causa degli ossidi, porta alla perdita di contatti, al corto circuito. E stiamo parlando non solo del colpo diretto di liquido sulla scheda, ma anche di un funzionamento a lungo termine in condizioni di elevata umidità (vicino a stagni e scantinati).
Controllo del microcontrollore senza strumenti
Inizia con un esame esterno: il caso deve essere intatto, la saldatura dei terminali deve essere impeccabile, senza microcrack e ossidi. Questo può essere fatto anche con la normale lente d'ingrandimento.

Se il dispositivo non funziona affatto, controllare la temperatura del microcontrollore; se è pesantemente caricato, può riscaldarsi, ma non bruciare, ad es. la temperatura della custodia deve essere tale che il dito tollera con una tenuta prolungata.Non farai nulla senza uno strumento.

Controllo del multimetro
Verificare la tensione che arriva a Vcc e Gnd. Se la tensione è normale, è necessario misurare la corrente, per questo è conveniente tagliare la traccia che porta all'uscita di potenza Vcc, quindi è possibile localizzare le misurazioni su un microcircuito specifico, senza l'influenza di elementi collegati in parallelo.
Non dimenticare di spellare il coperchio della scheda sullo strato di rame nel punto in cui toccherai la sonda. Se lo tagli con attenzione, puoi ripristinare la pista con una goccia di saldatura o un pezzo di rame, ad esempio dall'avvolgimento del trasformatore.
In alternativa, è possibile alimentare il microcontrollore da un alimentatore esterno da 5 V (o altra tensione adeguata) e misurare il consumo, ma è comunque necessario tagliare la traccia per escludere l'influenza di altri elementi.

Per tutte le misurazioni, abbiamo bisogno di informazioni sufficienti dal foglio dati. Non sarà superfluo vedere per quale tensione è progettato il regolatore di potenza per il microcontrollore. Il fatto è che diversi circuiti di microcontrollori sono alimentati da diverse tensioni, può essere 3,3 V, 5 V e altri. La tensione può essere presente ma non corrisponde al valore nominale.
Se non c'è tensione, controllare se c'è un cortocircuito nel circuito di potenza e sulle altre gambe. Per fare questo rapidamente, spegnere la scheda, accendere il multimetro in modalità di composizione, mettere una sonda sul filo comune della scheda (terra).
Di solito passa lungo il perimetro della scheda e nei punti di attacco con la custodia ci sono piattaforme stagnate o sugli alloggiamenti dei connettori. E il secondo, attingere a tutte le conclusioni del chip. Se acquista da qualche parte - controlla che tipo di pin è, la composizione dovrebbe funzionare sul pin GND (ottavo pin su atmega328).

Se non funziona, il circuito tra il microcontrollore e il filo comune potrebbe essere rotto. Se ha funzionato su altre gambe - vedere il diagramma per la bassa resistenza tra il perno e il meno. In caso contrario, è necessario rimuovere il microcontrollore e squillare di nuovo. Controlliamo la stessa cosa, ma ora tra l'alimentazione positiva (con il 7 ° pin) e i terminali del microcontrollore. Se lo si desidera, tutte le gambe vengono telefonate insieme e viene controllato lo schema di collegamento.
Test dell'oscilloscopio
oscilloscopio - gli occhi di un ingegnere elettronico. Con esso, è possibile verificare la presenza di laser sul risonatore. Si collega tra i terminali XTAL1,2 (gambe 9 e 10).

Ma la sonda dell'oscilloscopio ha una capacità, di solito 100 pF, se si imposta il divisore su 10, la capacità della sonda scende a 20 pF. Questo apporta una modifica al segnale. Ma per testare le prestazioni non è così essenziale, dobbiamo vedere se ci sono delle fluttuazioni. Il segnale dovrebbe avere una forma simile e la frequenza corrispondente a un'istanza specifica.

Se il circuito utilizza memoria esterna, puoi controllare molto facilmente. Dovrebbero esserci esplosioni di impulsi rettangolari sulla linea di dati.

Ciò significa che il microcontrollore esegue correttamente il codice e scambia informazioni con la memoria.
Usiamo il programmatore
Se si rimuove il microcontrollore e lo si collega al programmatore, è possibile verificarne la reazione.Per fare ciò, nel programma sul PC, fai clic sul pulsante Leggi, dopo di che vedrai l'ID del programmatore, su AVR puoi provare a leggere i fusibili. Se non è presente alcuna protezione di lettura, è possibile leggere il dump del firmware, scaricare un altro programma, controllare l'operazione sul codice che si conosce.Questo è un modo semplice ed efficace per diagnosticare i malfunzionamenti del microcontrollore.
Il programmatore può essere specializzato, ad esempio USBASP per la famiglia ATS:

E universale, come Miniprog.

Schema di collegamento da USBASP ad atmega 328:

conclusione
Pertanto, il controllo del microcontrollore non è diverso dal controllo di qualsiasi altro microcircuito, a meno che non si abbia la possibilità di utilizzare il programmatore e leggere le informazioni dal microcontrollore. Quindi sei convinto della sua possibilità di interconnessione con il PC. Tuttavia, si verificano malfunzionamenti che non possono essere rilevati in questo modo.
In generale, il dispositivo di controllo raramente si guasta, più spesso il problema è l'associazione, quindi non si dovrebbe andare immediatamente al microcontrollore con tutti gli strumenti, controllare l'intero circuito in modo da non avere problemi con il firmware successivo.
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