Cómo verificar la capacidad de servicio del microcontrolador

Al reparar equipos y ensamblar circuitos, siempre debe asegurarse de que todos los elementos funcionen correctamente; de ​​lo contrario, perderá su tiempo. Los microcontroladores también pueden quemarse, pero ¿cómo verificarlo si no hay signos externos: grietas en el estuche, áreas carbonizadas, olor a quemado, etc.? Para hacer esto, necesitas:

• Fuente de alimentación con voltaje estabilizado;

• Multímetro;

• Osciloscopio

Atención:

Es difícil realizar una verificación completa de todos los nodos del microcontrolador: la mejor manera de reemplazarlo por uno bueno conocido, o con el existente, actualizar otro código de programa y verificar su ejecución. En este caso, el programa debe incluir como una verificación todos los pines (por ejemplo, encender y apagar los LED después de un período de tiempo especificado), así como los circuitos de interrupción y otras cosas.

Teoría

Microcontrolador Es un dispositivo complejo en él nodos multifuncionales:

• circuitos de potencia;

• Registros

• entradas y salidas;

• ALU;

• RAM

• ROM

• ADC;

• interfaces y más

Por lo tanto, al diagnosticar un microcontrolador, surgen problemas:

El funcionamiento de nodos obvios no garantiza el funcionamiento de los componentes restantes.

Antes de proceder con el diagnóstico de cualquier circuito integrado, debe familiarizarse con la documentación técnica para encontrarla, escribir en un motor de búsqueda una frase como: "nombre del elemento de la hoja de datos", como opción - "hoja de datos atmega328".

En las primeras hojas verá información básica sobre el elemento, por ejemplo, considere momentos individuales desde la hoja de datos hasta la 328a atmega común, por ejemplo, la tenemos en el paquete dip28, necesitamos encontrar el pinout de los microcontroladores en diferentes paquetes, considere el dip28 que nos interesa.

Lo primero a lo que prestaremos atención es que los pines 7 y 8 son responsables de más potencia y un cable común. Ahora necesitamos conocer las características de los circuitos de alimentación y el consumo del microcontrolador. El voltaje de alimentación es de 1.8 a 5.5 V, la corriente consumida en el modo activo es de 0.2 mA, en el modo de baja potencia es de 0.75 μA, y se incluye un reloj en tiempo real de 32 kHz. Rango de temperatura de -40 a 105 grados centígrados.

Esta información es suficiente para que podamos realizar un diagnóstico básico.

Razones principales

Los microcontroladores fallan, tanto por circunstancias no controladas como por un manejo inadecuado:

1. Sobrecalentamiento durante la operación.

2. Sobrecalentamiento durante la soldadura.

3. Sobrecarga de conclusiones.

4. Fuente de alimentación inversa.

5. Electricidad estática.

6. Sobretensiones.

7. Daño mecánico.

8. Exposición a la humedad.

Considere en detalle cada uno de ellos:

1. Se puede producir un sobrecalentamiento si utiliza el dispositivo en un lugar cálido o si ha colocado su diseño en una caja demasiado pequeña. La temperatura del microcontrolador también se puede aumentar con una instalación demasiado ajustada, un diseño incorrecto de la PCB, cuando hay elementos calefactores a su lado: resistencias, transistores de potencia, reguladores de potencia lineales. Las temperaturas máximas permitidas de los microcontroladores comunes están en el rango de 80-150 grados Celsius.

2. Si suelda con un soldador demasiado potente o mantiene la picadura en sus patas durante mucho tiempo, puede sobrecalentar las micras. El calor a través de los cables alcanzará el cristal y lo destruirá o su conexión con los pines.

3. La sobrecarga de terminales ocurre debido a un circuito incorrecto y cortocircuitos a tierra.

4. Inversión de polaridad, es decir el suministro de energía negativa a Vcc, y más a GND, puede deberse a una instalación incorrecta del IC en la placa de circuito, o una conexión incorrecta al programador.

5. La electricidad estática puede dañar el chip, tanto durante la instalación, si no utiliza atributos antiestáticos y conexión a tierra, como durante la operación.

6. Si ocurre un mal funcionamiento, el estabilizador se rompe, o por alguna razón, el microcontrolador tiene un voltaje más alto que el voltaje permitido; es poco probable que permanezca intacto.Depende de la duración de la emergencia.

7. Además, no sea demasiado celoso al montar la pieza o al desmontar el dispositivo para no dañar las patas y la carcasa del elemento.

8. La humedad se convierte en la causa de los óxidos, conduce a la pérdida de contactos, cortocircuito. Y estamos hablando no solo del impacto directo del líquido en el tablero, sino también de la operación a largo plazo en condiciones de alta humedad (cerca de estanques y sótanos).

Comprobación del microcontrolador sin herramientas

Comience con un examen externo: la carcasa debe estar intacta, la soldadura de los terminales debe ser impecable, sin microgrietas ni óxidos. Esto incluso se puede hacer con lupa ordinaria.

Si el dispositivo no funciona en absoluto, verifique la temperatura del microcontrolador; si está muy cargado, puede calentarse, pero no quemarse, es decir. La temperatura de la caja debe ser tal que el dedo tolere con una larga sujeción.No harás nada sin una herramienta.

Control del multímetro

Verifique el voltaje que llega a Vcc y Gnd. Si el voltaje es normal, debe medir la corriente, para esto es conveniente cortar la pista que conduce a la salida de potencia de Vcc, luego puede localizar las mediciones en un microcircuito específico, sin la influencia de elementos conectados en paralelo.

No olvide pelar la cubierta de la placa a la capa de cobre en el lugar donde tocará la sonda. Si lo corta con cuidado, puede restaurar la pista con una gota de soldadura o un trozo de cobre, por ejemplo, del devanado del transformador.

Alternativamente, puede alimentar el microcontrolador desde una fuente de alimentación externa de 5V (u otro voltaje adecuado) y medir el consumo, pero aún necesita cortar la pista para excluir la influencia de otros elementos.

Para todas las mediciones, necesitamos suficiente información de la hoja de datos. No será superfluo ver para qué voltaje está diseñado el regulador de potencia para el microcontrolador. El hecho es que diferentes circuitos de microcontroladores están alimentados por diferentes voltajes, puede ser 3.3V, 5V y otros. El voltaje puede estar presente pero no coincidir con la clasificación.

Si no hay voltaje, verifique si hay un cortocircuito en el circuito de alimentación y en las otras patas. Para hacer esto rápidamente, apague la alimentación de la placa, encienda el multímetro en modo de marcación, coloque una sonda en el cable común de la placa (tierra).

Por lo general, pasa a lo largo del perímetro de la placa, y en los puntos de fijación con la carcasa hay plataformas estañadas o en las carcasas de los conectores. Y el segundo, sacar todas las conclusiones del chip. Si compra en algún lugar, verifique qué tipo de pin es, la marcación debería funcionar en el pin GND (octavo pin en atmega328).

Si no funciona, el circuito entre el microcontrolador y el cable común puede estar roto. Si funcionó en otras patas, vea el diagrama para ver la baja resistencia entre el pin y el signo menos. De lo contrario, debe quitar el microcontrolador y volver a sonar. Verificamos lo mismo, pero ahora entre la potencia positiva (con el séptimo pin) y los terminales del microcontrolador. Si lo desea, todas las patas se llaman juntas y se verifica el diagrama de conexión.

Prueba de osciloscopio

Osciloscopio - Los ojos de un ingeniero electrónico. Con él, puede verificar si hay láser en el resonador. Se conecta entre los terminales XTAL1,2 (patas 9 y 10).

Pero la sonda del osciloscopio tiene una capacitancia, generalmente de 100 pF, si configura el divisor en 10, la capacitancia de la sonda cae a 20 pF. Esto hace un cambio a la señal. Pero para probar el rendimiento no es tan esencial, necesitamos ver si hay fluctuaciones en absoluto. La señal debe tener una forma como esta, y la frecuencia correspondiente a una instancia específica.

Si el circuito usa memoria externa, puede verificarlo muy fácilmente. Debería haber ráfagas de pulsos rectangulares en la línea de datos.

Esto significa que el microcontrolador ejecuta correctamente el código e intercambia información con la memoria.

Usamos el programador

Si retira el microcontrolador y lo conecta al programador, puede verificar su reacción.Para hacer esto, en el programa en la PC, haga clic en el botón Leer, después de lo cual verá la ID del programador, en AVR puede intentar leer los fusibles. Si no hay protección de lectura, puede leer el volcado de firmware, descargar otro programa, verificar el funcionamiento del código que conoce. Esta es una manera efectiva y fácil de diagnosticar el mal funcionamiento del microcontrolador.

El programador puede ser especializado, como USBASP para la familia ATS:

Y universal, como Miniprog.

Diagrama de conexión USBASP a atmega 328:

Conclusión

Como tal, verificar el microcontrolador no es diferente de verificar cualquier otro microcircuito, a menos que tenga la oportunidad de usar el programador y leer la información del microcontrolador. Entonces está convencido de su posibilidad de interconexión con la PC. Sin embargo, se producen fallos de funcionamiento que no se pueden detectar de esta manera.

En general, el dispositivo de control rara vez falla, más a menudo el problema es el enlace, por lo que no debe ir inmediatamente al microcontrolador con todas las herramientas, verificar todo el circuito para no tener problemas con el firmware posterior.