扁平电缆拨号器。方案、说明

扁平电缆拨号器。无线电电子电气工程百科全书

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我想到的第一个想法是制作一个简单的“拨号器”：将安装在电缆一端的连接器的每个引脚通过一个 330 ... 510 欧姆的电阻与 5 V 电压源连接，然后在其他 - 带 LED。不幸的是，以这种方式仅检查电线的完整性。您可能没有注意到相邻的电线是相互连接的。

扁平电缆钟声
图。 1

决定使验证算法复杂化，并将设备放在微控制器上。图上。图1显示了这种装置的示意图。它使用手头的 ATtiny13 微控制器。它可以被另一个替换，但为此可能需要稍微重做设备。例如，在 ATtinyl 1、ATtiny 12、ATtiny15L 微控制器中，PB5 线不能用作输出，它必须配置为输入，而 PB4 或 PB13 线作为指示器消隐信号输出。除了微控制器之外，它只需要两个移位寄存器、一个晶体管和两个显示错误代码的线性 LED 刻度。让我们仔细看看 ATtiny5 单片机的 I/O 端口的特点。其POY-PB0线可以双向传输信号。它们中的每一个都使用 DDRB 寄存器单独配置。例如，如果DDRB[2]-DDRB[2]的三个最低有效位写为5，其余位为零，则PBO-PBXNUMX线将成为输出，PBXNUMX-PBXNUMX线将成为输入.

还有两个用于端口控制的寄存器 - PINB 和 PORTB。其中第一个用于将信息输入微控制器。在其数字中，微控制器输出上实际的、当前有效的逻辑电压电平显示为 XNUMX 和 XNUMX。这个电压是来自外部源还是来自微电路本身的输出缓冲器并不重要。 PORTB 寄存器用于从微控制器输出信息。如果端口线被配置为输出，它将被设置为与写入该寄存器相应位的值相似的电压电平。

由于所讨论的微控制器只有 14 条 I/O 线，并且您需要检查多达 XNUMX 线的电缆，甚至在指示器上显示测试结果，我不得不用两个微电路来补充它 - 移位寄存器。

这样的寄存器是一组 D 触发器，每个触发器的输出都连接到下一个触发器的输入。主要目的是将串行代码转换为并行代码。当时钟输入C的低电平变为高电平时，寄存器中存储的信息向旧的移位一位（D触发），信息输入的状态进入释放状态低位。所使用的移位寄存器芯片74LS164有两个信息输入D结合一个AND功能，要只使用其中一个，则将恒定的高电平（+5 V）施加到第二个。

要将七位二进制代码写入移位寄存器（这正是设备操作所需要的），您必须首先通过将 R 输入设置为高电平来启用该寄存器，并将 C 输入设置为低电平，并将输出代码的最高有效 (D6) 位的值应用于信息输入。然后在输入 C 处产生一个时钟脉冲（设置为高电平，然后再次设置为低电平）。结果，D6 位的值将被写入寄存器的最低有效位并输出到其输出 1（引脚 3）。

此外，将D5位的值提供给信息输入，并再次形成时钟脉冲。 D6 的值将传送到寄存器的下一位，并出现在输出 2（引脚 4）。 D5 的值将输出到输出 1。每个新的时钟脉冲将寄存器中的代码再移动一位，在第七个脉冲之后它将占据适当的位置：在输出 1 - DO，在输出 7（引脚 12 ) - D6。时序图如图。图2说明了移位寄存器如何将串行代码1011001转换为相同的并行代码。

扁平电缆钟声
图。 2

为了将移位寄存器容量增加到 14（电缆中的最大线数），两个 74 位 164HC1 寄存器（DD2 和 DD14）串联，每个寄存器使用 XNUMX 位。完整的代码转换需要 XNUMX 个时钟脉冲。

在开发设备的电路和程序时，根据所执行的功能，采用了如下的单片机端口线分布：

PBO——移位寄存器定时输出；
PB1——移位寄存器初始设置的输出；
РВ2 - 加载到寄存器中的并行代码的输出；
RVZ - 从偶数线输入；
РВ4 - 从奇数线输入；
РВ5 - 指示器激活输出。

根据被测电缆的线数，它们连接到 14 针连接器 XP1 和 XP10 或 2 针 XP4 和 XP1。指示器 HL2 和 HL1 与被测电缆的导线连接到移位寄存器的相同输出端。为避免指示灯闪烁，必须在微控制器执行验证程序时将其关闭，并且仅在将显示其结果的代码加载到寄存器后才能打开。这是使用晶体管 VTXNUMX 完成的，由微控制器信号控制。

检查电缆时，有必要“环”它的每根电线，并确保它没有连接到相邻的一根。扁平电缆没有其他缺陷。

验证过程首先将一个单元写入外部移位寄存器。结果，XP1 连接器的第一个引脚设置为高电平。如果连接到它的电缆线和 XRP 连接器的第一个引脚是好的，那么一个高电平电压将被施加到微控制器的 PB4 输入端，它会在 PB 输入端保持低电平。

如果满足此条件，程序将向 n_err 变量的最低有效位写入 0，否则将写入 1。接下来，生成另一个时钟脉冲并检查第二根线。由于它的数量是偶数，所以结果被写入 ch_err 变量。为了检查所有十四根线，该过程重复七次，在检查下一对线之前，变量 n_err 和 ch_err 的值移动了一个二进制数字。

检查完成后，将得到的变量n_err和ch_err的值加载到外部移位寄存器中，并开启指示灯。暂停后，重复测试。检查连接到 XP2 和 XP4 连接器的 XNUMX 线电缆类似，但指示器上显示缺少四根线（每侧两根）。

如果使用微控制器的内部 4,8 MHz 时钟发生器，电缆测试（在指示灯打开之前）大约需要 70 µs 并以大约 240 µs 的周期重复。因此，这些指标似乎总是亮着的。需要二极管 VD1-VD14 来解耦寄存器的输出。

扁平电缆钟声

组装在面包板上的“拨号器”的外观如图 3 所示。 102510、LED组件（秤）GNA-R11ZS-3156可更换为所需数量的单颗LED；晶体管 KT315 - KT3102、KT100 系列中的任何一个或其他 npn 结构的低功率晶体管，其集电极电流允许至少为 74 mA。可以安装164LS74或国产K164IR555代替8NS13微电路。 ATtiny10-13PU 微控制器可以替换为 ATtiny10-13PI、ATtiny20-13PU、ATtiny20-XNUMXPI。

扁平电缆钟声

微控制器程序是在 AVR Studio 环境中用汇编语言编写的。表中给出了加载到微控制器程序存储器中的代码。 1. 单片机的配置必须与表中规定的一致。 2. RSTDISBL 位的零值是微控制器的引脚 1 作为端口线操作所必需的，而不是作为设置信号输入。不幸的是，这使得微控制器无法通过 SPI 接口进行编程。因此，有必要应用“高压”编程方法。它由大多数通用程序员提供。

通过将微控制器的时钟频率从 4,8 增加到 9,6 MHz，可以使测试速度和循环重复频率加倍。为此，只需将配置位 CKSEL1 的值设置为 1，并将 CKSEL0 的值设置为 0。

该设备无需调整，在正确组装后即可使用。

微控制器“拨号器”的程序可以下载这里.

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