Flachkabel-Dialer. Schema, Beschreibung

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Flachkabel-Wählgerät. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

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Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Messtechnik

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Das erste, was mir in den Sinn kam, war, einen einfachen "Dialer" zu machen: Verbinden Sie jeden Pin des Steckers, der an einem Ende des Kabels installiert ist, über einen Widerstand von 330 ... 510 Ohm mit einer 5-V-Spannungsquelle und am anderen - mit einer LED. Leider wird auf diese Weise nur die Unversehrtheit der Drähte überprüft. Möglicherweise bemerken Sie nicht, dass benachbarte Drähte miteinander verbunden sind.

Glocke für Flachkabel
Fig. 1

Es wurde beschlossen, den Überprüfungsalgorithmus zu komplizieren und das Gerät auf einem Mikrocontroller herzustellen. Auf Abb. 1 zeigt ein Diagramm einer solchen Vorrichtung. Es verwendet den ATtiny13-Mikrocontroller, der zur Hand war. Es kann durch ein anderes ersetzt werden, aber dafür muss das Gerät eventuell etwas umgebaut werden. Beispielsweise kann in den Mikrocontrollern ATtinyl 1, ATtiny 12, ATtiny15L die PB5-Leitung nicht als Ausgang fungieren, sie muss als Eingang und die PB4- oder PB13-Leitung als Indikator-Blanking-Signalausgang konfiguriert werden. Neben dem Mikrocontroller brauchte es nur zwei Schieberegister, einen Transistor und zwei lineare LED-Skalen, die den Fehlercode anzeigen. Schauen wir uns die Funktionen des E / A-Ports des ATtiny5-Mikrocontrollers genauer an. Seine POY-PB0-Leitungen können Signale in beide Richtungen übertragen. Jeder von ihnen wird separat unter Verwendung des DDRB-Registers konfiguriert. Wenn zum Beispiel die drei niedrigstwertigen Bits von DDRB[2]–DDRB[2] als Einsen geschrieben werden und die verbleibenden Bits Nullen sind, dann werden die Leitungen PBO–PB5 Ausgänge und die Leitungen PBXNUMX–PBXNUMX werden Eingänge .

Es gibt zwei weitere Register für die Portsteuerung – PINB und PORTB. Der erste dient dazu, Informationen in den Mikrocontroller einzugeben. In seinen Digits werden die tatsächlichen, aktuell gültigen logischen Spannungspegel an den Ausgängen des Mikrocontrollers als Einsen und Nullen dargestellt. Es spielt keine Rolle, ob diese Spannung von einer externen Quelle oder vom Ausgangspuffer der Mikroschaltung selbst stammt. Das PORTB-Register wird verwendet, um Informationen vom Mikrocontroller auszugeben. Wenn die Portleitung als Ausgang konfiguriert ist, wird sie auf einen Spannungspegel gesetzt, der ähnlich dem Wert ist, der in das entsprechende Bit dieses Registers geschrieben wird.

Da der betreffende Mikrocontroller nur über sechs E / A-Leitungen verfügt und Sie Kabel mit bis zu 14 Drähten überprüfen und sogar die Testergebnisse auf der Anzeige anzeigen müssen, musste ich ihn mit zwei Mikroschaltungen - Schieberegistern - ergänzen.

Ein solches Register ist ein Satz von D-Flip-Flops, deren Ausgang jeweils mit dem Eingang des nächsten verbunden ist. Der Hauptzweck besteht darin, seriellen Code in parallelen umzuwandeln. Wenn sich der niedrige Spannungspegel am Takteingang C zu einem hohen ändert, wird die im Register gespeicherte Information um ein Bit (D-Flip-Flop) zum höheren verschoben, und der Zustand des Informationseingangs wird in das eingegeben Low-Bit freigegeben. Der verwendete Schieberegisterbaustein 74LS164 hat zwei mit einer UND-Funktion verknüpfte Informationseingänge D. Um nur einen davon zu nutzen, wird der zweite mit einem konstanten High-Pegel (+5 V) beaufschlagt.

Um einen Sieben-Bit-Binärcode in das Schieberegister zu schreiben (das ist genau das, was für den Betrieb des Geräts erforderlich ist), müssen Sie zuerst das Register aktivieren, indem Sie den R-Eingang auf High und den C-Eingang auf Low-Pegel setzen, und Wenden Sie den Wert des höchstwertigen (D6) Bit des Ausgangscodes auf den Informationseingang an . Dann einen Takt am Eingang C erzeugen (einen High- und dann wieder einen Low-Pegel setzen). Als Ergebnis wird der Wert des Bits D6 in das niederwertigste Bit des Registers geschrieben und an dessen Ausgang 1 (Pin 3) ausgegeben.

Weiterhin wird der Wert des Bits D5 dem Informationseingang zugeführt und wieder ein Taktimpuls gebildet. Der Wert von D6 wird in das nächste Bit des Registers übertragen und erscheint am Ausgang 2 (Pin 4). Der Wert von D5 wird an Ausgang 1 ausgegeben. Jeder neue Takt verschiebt den Code im Register um ein weiteres Bit, und nach dem siebten Impuls nimmt er seinen Platz ein: am Ausgang 1 - DO, am Ausgang 7 (Pin 12 ) - D6. Zeitdiagramme in Abb. 2 veranschaulichen, wie das Schieberegister den seriellen Code 1011001 in denselben parallelen umwandelt.

Glocke für Flachkabel
Fig. 2

Um die Breite des Schieberegisters auf 14 (die maximale Anzahl von Drähten im Kabel) zu erhöhen, werden zwei 74-Bit-164HC1-Register (DD2 und DD14) in Reihe geschaltet, von denen jedes sieben Bits verwendet. Eine vollständige Codeumwandlung dauert XNUMX Taktimpulse.

Bei der Entwicklung der Schaltung und des Programms des Geräts wurde die folgende Verteilung der Mikrocontroller-Portleitungen gemäß den ausgeführten Funktionen angenommen:

PBO - Schieberegister-Timing-Ausgang;
PB1 - Ausgabe der Anfangseinstellung des Schieberegisters;
РВ2 - Ausgabe des ins Register geladenen Parallelcodes;
RVZ - Eingang von geraden Drähten;
РВ4 - Eingang von ungeraden Drähten;
РВ5 - Indikatoraktivierungsausgang.

Abhängig von der Anzahl der Adern im getesteten Kabel werden sie an 14-polige XP1- und XP10-Stecker oder 2-polige XP4- und XP1-Stecker angeschlossen. Die Anzeigen HL2 und HL1 sind mit denselben Ausgängen der Schieberegister verbunden wie die Drähte der getesteten Kabel. Um ein Flackern der Anzeigen zu vermeiden, müssen sie ausgeschaltet werden, während der Mikrocontroller die Überprüfungsprozedur durchführt, und erst eingeschaltet werden, nachdem der Code, der sein Ergebnis anzeigt, in die Register geladen wurde. Dies geschieht über den Transistor VTXNUMX, der vom Mikrocontrollersignal gesteuert wird.

Wenn Sie ein Kabel überprüfen, müssen Sie jeden seiner Drähte "klingeln" und sicherstellen, dass er nicht mit einem der benachbarten verbunden ist. Es gibt keine anderen Mängel an Flachkabeln.

Die Überprüfungsprozedur beginnt mit dem Schreiben einer Einheit in ein externes Schieberegister. Dadurch wird der erste Pin des XP1-Steckers auf High-Pegel gesetzt. Wenn der daran und an den ersten Pin des XRP-Anschlusses angeschlossene Kabeldraht in Ordnung ist, wird eine Spannung mit hohem Pegel an den PB4-Eingang des Mikrocontrollers angelegt und bleibt am PB-Eingang niedrig.

Wenn diese Bedingung erfüllt ist, schreibt das Programm 0 in das niedrigstwertige Bit der n_err-Variablen, andernfalls schreibt es 1. Als nächstes wird ein weiterer Taktimpuls erzeugt und die zweite Leitung überprüft. Da seine Zahl gerade ist, wird das Ergebnis in die Variable ch_err geschrieben. Um alle vierzehn Drähte zu überprüfen, wird der Vorgang sieben Mal wiederholt, und vor der Überprüfung des nächsten Drahtpaars werden die Werte der Variablen n_err und ch_err um eine Binärziffer verschoben.

Nach Abschluss der Prüfung werden die erhaltenen Werte der Variablen n_err und ch_err in ein externes Schieberegister geladen und die Anzeigen eingeschaltet. Nach einer Pause wird der Test wiederholt. Das Überprüfen eines zehnadrigen Kabels, das an XP2- und XP4-Anschlüsse angeschlossen ist, ist ähnlich, aber vier Drähte (zwei auf jeder Seite) werden auf der Anzeige als fehlend angezeigt.

Wenn der interne 4,8-MHz-Taktgenerator des Mikrocontrollers verwendet wird, dauert der Kabeltest (vor dem Einschalten der Anzeige) etwa 70 µs und wiederholt sich mit einer Periode von etwa 240 µs. Daher scheinen die Anzeigen immer an zu sein. Die Dioden VD1-VD14 werden benötigt, um die Ausgänge der Register zu entkoppeln.

Glocke für Flachkabel

Das Aussehen des auf einem Steckbrett montierten "Dialers" ist in Abb. 3 dargestellt. 102510. LED-Baugruppen (Skalen) GNA-R11ZS-3156 können durch die erforderliche Anzahl von Einzel-LEDs ersetzt werden; Transistor KT315 - einer der Serien KT3102, KT100 oder ein anderer Transistor mit geringer Leistung der npn-Struktur mit einem zulässigen Kollektorstrom von mindestens 74 mA. Anstelle von 164NS74-Mikroschaltungen können 164LS555 oder inländische K8IR13 installiert werden. Der Mikrocontroller ATtiny10-13PU kann durch ATtiny10-13PI, ATtiny20-13PU, ATtiny20-XNUMXPI ersetzt werden.

Glocke für Flachkabel

Das Mikrocontroller-Programm ist in der AVR-Studio-Umgebung in Assembler-Sprache geschrieben. Seine Codes zum Laden in den Programmspeicher des Mikrocontrollers sind in der Tabelle angegeben. 1. Die Konfiguration des Mikrocontrollers muss der in Tabelle angegebenen entsprechen. 2. Der Nullwert des RSTDISBL-Bits ist für den Betrieb von Pin 1 des Mikrocontrollers als Portleitung und nicht als Setup-Signaleingang erforderlich. Dadurch ist der Mikrocontroller leider für die Programmierung über die SPI-Schnittstelle nicht verfügbar. Daher ist es notwendig, das "Hochspannungs"-Programmierverfahren anzuwenden. Es wird von den meisten universellen Programmierern bereitgestellt.

Die Geschwindigkeit des Tests und die Wiederholungsfrequenz seiner Zyklen können verdoppelt werden, indem die Taktfrequenz des Mikrocontrollers von 4,8 auf 9,6 MHz erhöht wird. Dazu genügt es, den Wert des Konfigurationsbits CKSEL1 auf 1 und CKSEL0 auf 0 zu setzen.

Das Gerät muss nicht justiert werden und ist nach ordnungsgemäßer Montage sofort einsatzbereit.

Das Programm des Mikrocontrollers „Dialer“ kann heruntergeladen werden hier.

Siehe andere Artikel Abschnitt Messtechnik.

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