Как да проверите микроконтролера за работоспособност

Когато ремонтирате оборудване и сглобявате вериги, винаги трябва да сте сигурни, че всички елементи са в добро състояние, в противен случай ще загубите времето си. Микроконтролерите също могат да изгорят, но как да го проверя, ако няма външни признаци: пукнатини в случая, овъглени зони, мирис на изгаряне и т.н.? За да направите това, трябва:

• Захранване със стабилизирано напрежение;

• мултицет;

• Осцилоскоп.

Предупреждение:

Пълна проверка на всички възли на микроконтролера е трудна - най-добрият начин да го замените с известен добър или със съществуващия, надстройте друг програмен код и проверете неговото изпълнение. В този случай програмата трябва да включва както проверка на всички пинове (например включване и изключване на светодиодите след определен период от време), така и прекъсване на вериги и други неща.

теория

микроконтролер Е сложно устройство в него многофункционални възли:

• силови вериги;

• регистри;

• входове и изходи;

• ALU;

• RAM;

• ROM;

• ADC;

• интерфейси и др.

Затова при диагностициране на микроконтролер възникват проблеми:

Работата на очевидни възли не гарантира работата на останалите компоненти.

Преди да продължите с диагностиката на която и да е интегрална схема, трябва да се запознаете с техническата документация, за да я намерите, напишете в търсачката фраза като: „име на елемента с данни“, като опция - „атмега328 лист с данни“.

На първите листове ще видите основна информация за елемента, например, помислете за отделни моменти от листа с данни до общата 328-та атмега, например, имаме я в пакета dip28, трябва да намерим щифта на микроконтролерите в различни пакети, помислете за dip28, който ни интересува.

Първото нещо, на което ще обърнем внимание е, че пиновете 7 и 8 са отговорни за плюс мощност и общ проводник. Сега трябва да знаем характеристиките на силовите вериги и консумацията на микроконтролера. Захранващото напрежение е от 1,8 до 5,5 V, консумираният ток в активен режим е 0,2 mA, в режим с ниска мощност е 0,75 μA, и е включен 32 kHz часовник в реално време. Температурен диапазон от -40 до 105 градуса по Целзий.

Тази информация е достатъчна, за да проведем основна диагноза.

Основни причини

Микроконтролерите се провалят, както при неконтролирани обстоятелства, така и поради неправилно боравене:

1. Прегряване по време на работа.

2. Прегряване по време на запояване.

3. Претоварване на заключенията.

4. Обратно захранване.

5. Статично електричество.

6. Стресове на мощност.

7. Механични повреди.

8. Излагане на влага.

Разгледайте подробно всеки от тях:

1. Прегряване може да възникне, ако работите с устройството на горещо място или ако сте поставили дизайна си в корпус, който е твърде малък. Температурата на микроконтролера също може да бъде повишена чрез прекалено стегнат монтаж, неправилно разположение на печатни платки, когато до него има нагревателни елементи - резистори, силови транзистори, линейни регулатори на мощността. Максималните допустими температури на обикновените микроконтролери са в интервала от 80-150 градуса по Целзий.

2. Ако спойкате с твърде мощен поялник или задържате жилото на краката му дълго време, можете да прегреете микрони. Топлината през отводите ще достигне кристала и ще го унищожи или връзката му с щифтовете.

3. Претоварването на клемите се появява поради неправилна схема и късо съединение към земята.

4. Обръщане на полярността, т.е. захранването на минус мощност към Vcc и плюс на GND може да се дължи на неправилна инсталация на ИС на платката или неправилна връзка с програмиста.

5. Статичното електричество може да повреди чипа, както по време на инсталирането, ако не използвате антистатични атрибути и заземяване, или по време на работа.

6. Ако възникне неизправност, стабилизаторът се счупи или по някаква причина микроконтролерът има напрежение, по-високо от допустимото напрежение - малко вероятно е да остане непокътнат.Зависи от продължителността на спешната ситуация.

7. Също така, не бъдете прекалено ревностни при монтажа на частта или разглобяването на устройството, за да не повредите краката и корпуса на елемента.

8. Влагата става причина за оксиди, води до загуба на контакти, късо съединение. И говорим не само за директното попадение на течността върху дъската, но и за дългосрочна експлоатация в условия с висока влажност (в близост до езера и мазета).

Проверка на микроконтролера без инструменти

Започнете с външен преглед: корпусът трябва да е непокътнат, запояването на клемите трябва да бъде безупречно, без микропукнатини и оксиди. Това може да стане дори с обикновена лупа.

Ако устройството изобщо не работи, проверете температурата на микроконтролера; ако е силно натоварено, то може да се нагрее, но не и да изгори, т.е. температурата на кутията трябва да бъде такава, че пръстът да понася с дълго задържане.Няма да направите нищо без инструмент.

Проверка на мултицет

Проверете дали напрежението идва към Vcc и Gnd. Ако напрежението е нормално, трябва да измерите тока, за това е удобно да изрежете пистата, водеща до изходна мощност на Vcc, тогава можете да локализирате измерванията до конкретна микросхема, без влиянието на паралелно свързани елементи.

Не забравяйте да съблечете капака на дъската към медния слой на мястото, където ще докоснете сондата. Ако го режете внимателно, можете да възстановите пистата с капка спойка или парче мед, например от намотката на трансформатора.

Като алтернатива можете да захранвате микроконтролера от външно 5V захранване (или друго подходящо напрежение) и да измервате потреблението, но все пак трябва да изрежете пистата, за да изключите влиянието на други елементи.

За всички измервания се нуждаем от достатъчно информация от листа с данни. Няма да е излишно да видим за какво напрежение е предназначен регулаторът на мощността за микроконтролера. Факт е, че различните микроконтролерни вериги се захранват от различни напрежения, може да бъде 3.3V, 5V и други. Напрежението може да присъства, но да не съвпада с рейтинга.

Ако няма напрежение, проверете дали има късо съединение в електрическата верига и на другите крака. За да направите това бързо, изключете захранването на платката, включете мултицета в режим на набиране, поставете една сонда върху общия проводник (земята).

Обикновено тя минава по периметъра на дъската, а в местата за закрепване с корпуса има калайдисани платформи или върху корпусите на съединителя. И второто, направете всички изводи на чипа. Ако той купува някъде - проверете какъв тип пин е, набирането трябва да работи на GND щифта (8-ми пин на atmega328).

Ако не работи, веригата между микроконтролера и общия проводник може да бъде прекъсната. Ако е работил на други крака - вижте диаграмата за ниско съпротивление между щифта и минуса. Ако не, трябва да извадите микроконтролера и да звъните отново. Проверяваме същото, но сега между плюсовото захранване (със 7-ия пин) и клемите на микроконтролера. По желание всички крака се свързват по телефона и се проверява схемата на свързване.

Тест на осцилоскоп

осцилоскоп - очите на електронен инженер. С него можете да проверите за лазене на резонатора. Той свързва между клемите XTAL1,2 (крака 9 и 10).

Но осцилоскопната сонда има капацитет, обикновено 100 pF, ако зададете делителя на 10, капацитетът на сондата пада на 20 pF. Това прави промяна в сигнала. Но за да тестваме представянето не е толкова съществено, трябва да видим дали изобщо има колебания. Сигналът трябва да има подобна форма и честотата, съответстваща на конкретен случай.

Ако веригата използва външна памет, тогава можете да проверите много лесно. В линията с данни трябва да има изблици на правоъгълни импулси.

Това означава, че микроконтролерът правилно изпълнява кода и обменя информация със паметта.

Използваме програмиста

Ако премахнете микроконтролера и го свържете с програмиста, можете да проверите реакцията му.За да направите това, в програмата на компютъра щракнете върху бутона Прочетете, след което ще видите идентификационния номер на програмиста, на AVR можете да опитате да четете предпазители. Ако няма защита за четене, можете да прочетете демпфера на фърмуера, да изтеглите друга програма, да проверите операцията по кода, който знаете.Това е ефективен и лесен начин за диагностициране на неизправности на микроконтролера.

Програмистът може да бъде или специализиран, като USBASP за семейството на ATS:

И универсални, като Miniprog.

Схема на свързване USBASP към atmega 328:

заключение

Поради това проверката на микроконтролера не се различава от проверката на която и да е друга микросхема, освен ако нямате възможност да използвате програмиста и да прочетете информацията от микроконтролера. Така че сте убедени в възможността му за взаимосвързаност с компютъра. Все пак възникват неизправности, които не могат да бъдат открити по този начин.

По принцип устройството за управление рядко се проваля, по-често проблемът е свързването, така че не трябва веднага да отидете на микроконтролера с всички инструменти, проверете цялата верига, за да не възникнат проблеми с последващ фърмуер.