Универсальный пробник
Радиолюбители, занимающиеся цифровыми устройствами и МК, изготовившие универсальный пробник, описание которого приведено в этой статье, наверняка зададут себе вопрос: «Как я обходился без него ранее?». Этот компактный прибор предназначен для использования в качестве инструмента для ремонта и отладки различных цифровых устройств и программного обеспечения.
Универсальный пробник содержит шесть приборов в одном:
- логический анализатор сигналов;
- измеритель частоты (частотомер);
- анализатор кодовой последовательности RS-232;
- цифровой вольтметр;
- измеритель тока;
- измеритель сопротивлений.
Прибор построен только на двух микросхемах (PIC16F84A-20/P и TLC549) и ЖКИ индикаторе на 2 строки по 16 символов. Логический анализатор указывает низкий, высокий уровень сигналов, а также регистрирует и отображает последовательность импульсов. Режим работы прибора выбирают с помощью всего двух кнопок S2 и S3. Логический анализатор запоминает последовательность из 300 битов выборки исследуемого сигнала и отображает ее на индикаторе в верхней строке в виде специальных символов. Цифровая «огибающая» отображается в псевдографическом режиме на ЖКИ DD1 типа ВС1602 (или аналогичном) в виде последовательно отображаемых пяти блоков информации по 48 битов. Номер отображаемого блока также выводится на индикатор.
Анализатор кода получает 42 байта (прямой захват от RS-232, RS-422 или RS-485), расшифровывает и отображает их на дисплее в формате ASCI (7 или 8 битов) при скоростях обмена от 1200 до115200 кбод. Доступные скорости обмена: 1200 (1.2), 2400 (2.4), 4800 (4.8), 9600 (9.6), 19200 (19.2), 38400 (38.4), 57600 (57.6) и 115200 (115). Работает в режиме 7 или 8 битов, при прямой и инверсной полярности, а также с битом четности. Прием может быть остановлен нажатием правой кнопки S3. Если хотя бы один байт будет пропущен, полученная последовательность будет отображена и представлена как нули.
Частотомер измеряет частоту сигнала и отображает ее на дисплее в виде 8-разрядного числа (от 5 до 40 МГц). Разрешающая способность при этом составляет от 4 (на частоте 5 МГц) до 32 (на частоте 40 МГц). Пробник имеет 4 диапазона измерения частот: 0...5 МГц, 0...10 МГц, 0...20 МГц и 0...40 МГц.
Вольтметр построен на дополнительной микросхеме DD3 (TLC549CD PBF) и представляет собой аналого-цифровой преобразователь с последовательным интерфейсом обмена. Микросхема позволяет измерять постоянные напряжения в диапазоне от 0 до 2,5 В. Дополнительный внешний делитель позволяет расширить этот диапазон до 25 В. При желании можно добавить делитель на 100 и расширить диапазон до 250 В. Считанная информация обрабатывается микроконтроллером (PIC16F84A) и передается для отображения на индикатор.
Схема пробника показана на рис-1. Микроконтроллер DD2 (PIC16F84A) управляет всеми режимами работы пробника и выдает управляющие сигналы на ЖКИ DD1. Для связи с индикатором используются 4 линии портов RB4-RB7 и дополнительные порты RB0-RB1. Используется 4-битный интерфейс обмена с индикатором. Свободные входы D1-D4 индикатора заземляют.
Линии портов RA2 и RA3 используют как входы для считывания сигналов с управляющих кнопок S2 и S3. Линию RA3 в режиме работы вольтметра переконфигурируют на выход, она выдает управляющие сигналы на аналогово-ци-фровой преобразователь (АЦП) DD3. Для того чтобы случайно нажатая кнопка S3 не закоротила выход контроллера, использован дополнительный резистор R11. Кнопка S4 служит для переключения коэффициента ослабления входного делителя АЦП. Диод D1 служит для защиты от переполюсовки. Светодиод HL3 индицирует низкий логический уровень сигнала, HL2 — высокий, а включение HL1 свидетельствует о наличии импульсных сигналов на входе пробника. Кнопка S1 служит для начального сброса контроллеpa, а также для выхода из режима «зависания». Входной щуп пробника подсоединяют к точке «А» (рис.1).
Кнопка S7 служит для измерения тока (работает в режиме измерения напряжений). При этом параллельно входу пробника подключают точный резистор R19 номиналом 10 Ом. Резисторы R10 и R12 также точные. Диапазон измерений токов 0...250 мА, может быть расширен до 2,5 А использованием дополнительного резистора номиналом 1 Ом.
Для измерения сопротивлений резисторов к входу пробника с помощью переключателей S6 и S8 подключают каскад на полевом транзисторе Т1. Он формирует источник тока, величину которого задают резисторами R15-R18. Переключателем S6 выбирают любой из четырех диапазонов измерения сопротивлений: 0...2,5 мОм; 0...250 кОм; 0...25 кОм и 0...2,5 кОм. Источник образцового напряжения 2,5 В для аналого-цифрового преобразователя формируется на выходе управляемого стабилитрона DD4 TL431.
Порядок работы с пробником следующий. После включения прибора нажимают кнопку S1 «Сброс». После этого в верхней строке индикатора должна появиться надпись «Analayzer» (фото 1).
Затем выбор режима работы определяется нажатием левой кнопки S2. При этом после каждого нажатия кнопки осуществляется перебор четырех режимов работы: «Analayzer», «Serial», «Frequency», «Voltmetr».
Перебор идет по циклу. Когда нужный режим работы выбран, нажимают правую кнопку S3. Если включен первый режим, то после нажатия этой кнопки в нижней строке индикатора появится мигающий курсор. После каждого очередного нажатия кнопки курсор перемещается по нижней строке (тоже по циклу). Если курсор остановится возле надписи «1 MHz», то после нажатия уже левой кнопки будет перебор режимов выбора частоты. Есть 16 различных пределов по частоте от 40 Гц до 1 МГц (40, 100, 400 Гц; 1, 2.4, 4.8, 9.6, 10, 19.2, 25, 38.4, 50, 100, 220, 500 кГц и 1 МГц). Если курсор остановится возле отметки «I...», то нажатием левой кнопки можно выбирать старт по началу или концу импульса (значок «...I»). Если курсор будет возле значка «*», то при нажатии левой кнопки произойдет запись 300 выборок входного сигнала в запоминающий регистр. При этом в верхней строке индикатора появится изображение импульсов (если они имеются на входе) в виде мнемосимволов — точек и палочек (фото 2). Различимы импульсы с частотой, не превышающей 1 МГц. Если повысить частоту кварца микропроцессора до 20 МГц, то частота различимых импульсов может быть поднята до 2 МГц.
Удобство пробника в том, что может быть высвечена любая последовательность непериодических импульсов (здесь не требуется синхронизация, информация записывается в регистры). Это имеет большое значение для налаживания различных цифровых устройств. Поскольку 300 выборок не могут поместиться в строке индикатора, то они отображаются последовательно по 48 выборок. Для того чтобы их увидеть, нужно выбрать момент, когда курсор выйдет за пределы экрана, и после этого нажать левую кнопку. Последовательным нажатием этой кнопку можно просмотреть остальные выборки. В момент нажатия кнопки на нижней строке индикатора появляется масштабная строка (фото 2) для оценки длительности импульсов и пауз между ними.
Если в верхней строке появится надпись «Break», то нужно нажать кнопку «Сброс» и включить режим «Analayzer» еще раз.
 |
 |
 |
В режимах «Frequency» и «Voltmetr» измеренные частота и напряжение на индикаторе появляются сразу (фото 3 и фото 4). В режиме вольтметра при этом для снятия правильных показаний нужно обратить внимание на положение переключателя входного делителя. В режиме измерения частоты возможен выбор одного из 4-х диапазонов измерений, которые выше уже были указаны. Перебор осуществляют с помощью мигающего курсора нажатием правой кнопки. В режиме «Serial» этой же кнопкой выбирают один из 8-ми диапазонов скоростей обмена (от 1,2 до 115), значения которых также были приведены выше. Следующее положение мигающего курсора в режиме «Serial» — это выбор числа импульсов (7 или 8), с инверсией (буква «i») или без нее, с проверкой четности (индекс «р») или без проверки. Для выхода из режима «Analayzer» нужно нажать кнопку S1 «Сброс».
За основу конструкции была заимствована идея уже известной любительской конструкции (техническое описание AN689 фирмы «Микро-чип»), которая имела некоторые недостатки. В конструкции использовался дорогой двухстрочный индикатор на 40 символов (2X20), а также отсутствовала функция измерения напряжений (соответственно токов и сопротивлений), что значительно сужало область применения данного устройства. В данной конструкции эти недостатки были устранены, причем без усложнения схемы устройства. Применяемый АЦП (TLC549CD PBF) недорогой (16 грн.), поэтому не удорожает стоимость конструкции. Индикатор на 2 строки по 16 символов может быть любой, желательно без подсветки и с однополярным питанием. Возможно применение индикатора на 40 символов. Для питания пробника можно использовать четыре последовательно включенных мини-аккумулятора типа ДО,06 напряжением 4,8 В. Ток потребления пробника около 7 мА. Файл прошивки микроконтроллера можно скачать с сайта редакции Радиоаматор.
Просмотров записи: 93
Регулятор мощности постоянного тока