Hoe de microcontroller te controleren op onderhoudsvriendelijkheid

Bij het repareren van apparatuur en het samenstellen van circuits moet u er altijd zeker van zijn dat alle elementen in goede staat zijn, anders verspilt u uw tijd. Microcontrollers kunnen ook doorbranden, maar hoe controleer je of er geen externe tekenen zijn: scheuren in de behuizing, verkoolde gebieden, brandlucht, enzovoort? Om dit te doen, heb je nodig:

• Voeding met gestabiliseerde spanning;

• multimeter;

• Oscilloscoop.

waarschuwing:

Een volledige controle van alle knooppunten van de microcontroller is moeilijk - de beste manier om deze te vervangen door een bekende, of door de bestaande, upgrade een andere programmacode en controleer de uitvoering ervan. In dit geval moet het programma zowel het controleren van alle pinnen (bijvoorbeeld het in- en uitschakelen van de LED's na een bepaalde tijdsperiode), als onderbrekingscircuits en andere dingen omvatten.

theorie

microcontroller Zit er een complex apparaat in multifunctionele knooppunten:

• stroomcircuits;

• registers;

• ingangen en uitgangen;

• ALU;

• RAM;

• ROM;

• ADC;

• interfaces en meer.

Daarom treden bij het diagnosticeren van een microcontroller problemen op:

De werking van voor de hand liggende knooppunten biedt geen garantie voor de werking van de resterende componenten.

Voordat u doorgaat met de diagnose van een geïntegreerd circuit, moet u zich vertrouwd maken met de technische documentatie om deze te vinden, in een zoekmachine een zin schrijven als: "naam van het gegevensbladelement", als optie - "atmega328 gegevensblad".

Op de allereerste bladen ziet u basisinformatie over het element, bijvoorbeeld overweeg individuele momenten uit de datasheet naar de gemeenschappelijke 328e atmega, we hebben het bijvoorbeeld in het dip28-pakket, we moeten de pinouts van de microcontrollers vinden in verschillende gevallen, denk aan de dip28 die ons interesseert.

Het eerste waar we op zullen letten, is dat pennen 7 en 8 verantwoordelijk zijn voor plus stroom en een gemeenschappelijke draad. Nu moeten we de kenmerken van de stroomkringen en het verbruik van de microcontroller weten. De voedingsspanning is van 1,8 tot 5,5 V, de stroom die wordt verbruikt in de actieve modus is 0,2 mA, in de energiebesparende modus is dit 0,75 μA en een realtime klok van 32 kHz is inbegrepen. Temperatuurbereik van -40 tot 105 graden Celsius.

Deze informatie is voldoende voor ons om een ​​basisdiagnose uit te voeren.

Voornaamste redenen

Microcontrollers falen, zowel voor ongecontroleerde omstandigheden als vanwege onjuist gebruik:

1. Oververhitting tijdens bedrijf.

2. Oververhitting tijdens het solderen.

3. Overbelasting van conclusies.

4. Omgekeerde voeding.

5. Statische elektriciteit.

6. Stroompieken.

7. Mechanische schade.

8. Blootstelling aan vocht.

Beschouw elk van hen in detail:

1. Oververhitting kan optreden als u het apparaat op een warme plaats gebruikt, of als u uw ontwerp in een te kleine behuizing hebt geplaatst. De temperatuur van de microcontroller kan ook worden verhoogd door een te strakke installatie, onjuiste PCB-lay-out, wanneer er verwarmingselementen naast zijn - weerstanden, vermogenstransistors, lineaire vermogensregelaars. De maximaal toegestane temperaturen van gangbare microcontrollers liggen in het bereik van 80-150 graden Celsius.

2. Als u soldeert met een te krachtige soldeerbout of de steek lang op zijn poten houdt, kunt u microns oververhitten. Warmte door de draden zal het kristal bereiken en het vernietigen of de verbinding ervan met de pinnen.

3. Overbelasting van de klemmen treedt op als gevolg van onjuiste circuitoplossingen en kortsluiting naar de aarde.

4. Polariteit omkering, dwz de toevoer van min stroom naar Vcc en plus naar GND kan te wijten zijn aan een onjuiste installatie van de IC op de printplaat of een onjuiste verbinding met de programmeur.

5. Statische elektriciteit kan de chip beschadigen, zowel tijdens de installatie, als u geen antistatische attributen en aarding gebruikt, of tijdens het gebruik.

6. Als er een storing optreedt, breekt de stabilisator uit of om een ​​of andere reden heeft de microcontroller een spanning die hoger is dan de toegestane spanning - het is onwaarschijnlijk dat deze intact blijft.Het hangt af van de duur van de noodsituatie.

7. Wees ook niet te ijverig bij het monteren van het onderdeel of het demonteren van het apparaat om de poten en de behuizing van het element niet te beschadigen.

8. Vocht wordt de oorzaak van oxiden, leidt tot verlies van contacten, kortsluiting. En we hebben het niet alleen over de directe treffer van vloeistof op het bord, maar ook over langdurig gebruik in omstandigheden met een hoge luchtvochtigheid (in de buurt van vijvers en kelders).

Controle van de microcontroller zonder gereedschap

Begin met een extern onderzoek: de behuizing moet intact zijn, het solderen van de klemmen moet onberispelijk zijn, zonder microscheuren en oxiden. Dit kan zelfs met gewoon vergrootglas worden gedaan.

Als het apparaat helemaal niet werkt, controleer dan de temperatuur van de microcontroller; als deze zwaar belast is, kan deze opwarmen, maar niet verbranden, d.w.z. de temperatuur van de behuizing moet zodanig zijn dat de vinger bij langdurig vasthouden verdraagt.Zonder gereedschap doe je niets.

Multimeter controleren

Controleer op spanning die naar Vcc en Gnd komt. Als de spanning normaal is, moet u de stroom meten, hiervoor is het handig om het spoor naar het Vcc-uitgangsvermogen af ​​te snijden, dan kunt u de metingen lokaliseren naar een specifieke microschakeling, zonder de invloed van parallel aangesloten elementen.

Vergeet niet om de plaatafdekking op de koperlaag te strippen op de plaats waar u de sonde aanraakt. Als je het voorzichtig snijdt, kun je het spoor herstellen met een druppel soldeer of een stuk koper, bijvoorbeeld uit de wikkeling van de transformator.

Als alternatief kunt u de microcontroller van stroom voorzien via een externe 5V-voeding (of een andere geschikte spanning) en het verbruik meten, maar u moet nog steeds het spoor afsnijden om de invloed van andere elementen uit te sluiten.

Voor alle metingen hebben we voldoende informatie uit de datasheet nodig. Het is niet overbodig om te zien voor welke spanning de stroomregelaar voor de microcontroller is ontworpen. Het feit is dat verschillende microcontroller-circuits worden gevoed door verschillende spanningen, het kan 3,3V, 5V en anderen zijn. Er is mogelijk spanning aanwezig, maar deze komt niet overeen met de beoordeling.

Als er geen spanning is, controleer dan of er kortsluiting is in het stroomcircuit en aan de andere benen. Om dit snel te doen, schakelt u de stroom naar het bord uit, schakelt u de multimeter in de kiesmodus in, plaatst u een sonde op de gemeenschappelijke draad van het bord (aarde).

Meestal passeert het langs de omtrek van het bord en op de bevestigingspunten met de behuizing zijn er vertinde platforms of op de connectorbehuizingen. En ten tweede, trek alle conclusies van de chip. Als hij ergens koopt - controleer wat voor soort pin het is, zou het kiezen moeten werken op de GND-pin (8e pin op atmega328).

Als dit niet werkt, is het circuit tussen de microcontroller en de gemeenschappelijke draad mogelijk verbroken. Als het op andere poten werkte - zie het diagram voor lage weerstand tussen de pen en min. Als dit niet het geval is, moet u de microcontroller verwijderen en opnieuw bellen. We controleren hetzelfde, maar nu tussen de plus power (met de 7e pin) en de terminals van de microcontroller. Indien gewenst worden alle benen samen gebeld en wordt het verbindingsdiagram gecontroleerd.

Oscilloscoop-test

oscilloscoop - de ogen van een elektronica-ingenieur. Hiermee kun je controleren op laseren op de resonator. Het verbindt tussen de klemmen XTAL1,2 (poten 9 en 10).

Maar de oscilloscoop-sonde heeft een capaciteit, meestal 100 pF, als u de deler instelt op 10, daalt de sondecapaciteit naar 20 pF. Dit verandert het signaal. Maar om de prestaties te testen, is het niet zo essentieel, we moeten kijken of er schommelingen zijn. Het signaal moet een vorm als deze hebben en de frequentie moet overeenkomen met een specifieke instantie.

Als het circuit extern geheugen gebruikt, kunt u dit heel gemakkelijk controleren. Er moeten bursts van rechthoekige pulsen op de datalijn zijn.

Dit betekent dat de microcontroller de code correct uitvoert en informatie uitwisselt met geheugen.

We gebruiken de programmeur

Als u de microcontroller verwijdert en aansluit op het programmeerapparaat, kunt u de reactie controleren.Klik hiervoor in het programma op de pc op de knop Lezen, waarna u de ID van het programmeerapparaat ziet. Op AVR kunt u proberen om zekeringen te lezen. Als er geen leesbeveiliging is, kunt u de dump van de firmware lezen, een ander programma downloaden, de werking van de bekende code controleren. Dit is een effectieve en gemakkelijke manier om storingen in de microcontroller te diagnosticeren.

De programmeur kan gespecialiseerd zijn, zoals USBASP voor de ATS-familie:

En universeel, zoals Miniprog.

Verbindingsdiagram USBASP naar atmega 328:

conclusie

Als zodanig is het controleren van de microcontroller niet anders dan het controleren van een andere microschakeling, tenzij u de mogelijkheid hebt om het programmeerapparaat te gebruiken en de informatie van de microcontroller te lezen. U bent dus overtuigd van de mogelijkheid van interconnectie met de pc. Er treden echter wel storingen op die niet op deze manier kunnen worden gedetecteerd.

Over het algemeen faalt het besturingsapparaat zelden, vaker is het probleem de binding, dus u moet niet onmiddellijk met alle tools naar de microcontroller gaan, het hele circuit controleren om geen problemen met de daaropvolgende firmware te krijgen.