PIC 控制器上的电缆探头。方案、说明

PIC 控制器上的电缆探针。无线电电子电气工程百科全书

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所描述的装置由发射器和接收器组成。在第一个侧面，将电线的末端插入编号的夹子中，在第二个侧面，用探针接触电线的另一端。这条或那条电线所连接的端子编号显示在接收器的数字显示屏上。要确定芯数，需要识别其中一根芯并将其连接到接收器和发射器的公共线上。

发射器在微控制器 (MK) 的 80 个引脚的脉冲分配器模式下运行。它们每个都有自己的常量，在更改代码时会添加数十个常量。为了使所有0个脉冲分配周期同时执行，每个周期都在从一次中断到下一次中断的时间内完成。当 TMR80 定时器溢出时会产生中断。它有一个分频比预设，选择适合中断之间的 XNUMX 个输出脉冲。

考虑发射器程序的算法（图 1）。

PIC 控制器上的电缆探头

启动程序并初始化寄存器后，十位寄存器被重置。其值被重写到端口 A 以用于切换多路复用器。接下来，启用中断，并使用十进制数查找其十进制值，并将其添加到第一个输出常量。输出常数 (K) 由其数字决定：第一个等于 1，第二个等于 2，第十个等于 -10。当tens的值为零时，每个输出的脉冲数等于输出数。

接下来，程序检查寄存器 K 是否为零。如果不存在，则从寄存器中减一，同时将输出切换到单一状态。然后保持 24 µs 的暂停，并将输出设置为零，持续 30 µs（即振荡周期为 54 µs）。之后，程序检查寄存器是否为零。如果寄存器为空，则进入中断等待模式，如果其值不等于XNUMX，则重复输出端的整个脉冲生成周期。因此，输出是写入 K 寄存器的脉冲数。

寄存器初始化后，分频系数为 32 的预分频器和分频系数为 137 (256 - 119) 的定时器被打开。对于 4 MHz 晶振，定时器溢出中断应在大约 4,38 ms (32-137 = 4384 µs) 内发生，但中断会从命令返回而无需中断使能。此时间加上中断启用之前的周期时间，实际上是执行中断本身的时间（该时间的总平均持续时间为 16 个周期）。此外，每次设置定时器时都会重置预分频器，因此中断之间的暂停时间为 4,4 ms。不难计算，80个振荡周期将持续4,32 ms（54 μs x 80 × 4320 μs），即这个时间适合中断之间的间隔。

定时器溢出后，执行中断期间保存寄存器值的通常程序，并将中断计数器加一（可能减一）。该计数器的值不被程序使用，需要计数器本身来执行中断。但在调试程序时使用起来很方便。恢复寄存器的值后，启用中断以从下一个输出生成脉冲。

第 10 个输出产生脉冲后，十位寄存器加 70，并重复整个周期，命令将十位的二进制代码写入端口 A。在新的周期中，每个输出处产生的脉冲数增加十。当十位值达到八时，脉冲整形周期将通过将十位寄存器重置为零来开始。因此，十的最大值为七，最大脉冲数将出现在第十个输出处 (80 + 80 = 0,352)。所有 4,4 个中断周期持续 80 秒 (80 ms x 0,352)。该时间决定了每个输出处发出脉冲之间的保证的暂停持续时间。对于第一个输出处的单个脉冲，暂停持续时间将增加几乎等于中断之间的时间的时间，而对于第十个输出处的 XNUMX 个脉冲，脉冲之间的暂停将等于 XNUMX 秒。应注意这一点，以便更好地理解探头接收部分的操作。

发射机原理图如图 2 所示。 XNUMX.

（点击放大）

MK DD1 中端口的所有位均配置为输出，并且具有从 2 到 3 的系数。位 RAO-RA4 用于以二进制代码形式输出十位寄存器的值，RA9 和 RA10 - 分别作为系数为 4 和 1 的输出。由于 RA3 输出具有漏极开路，因此它负载有电阻器 R2。 DD11-DDXNUMX多路复用器的Y输入（引脚XNUMX）连接到端口B的位，地址输入（A、B、C）并联连接到数十个MK的输出。

因此，当十位寄存器的值为零时，将在所有多路复用器上选择零地址，并且在其 XO 输出（引脚 13）处将出现许多脉冲，等于 MK 的输出系数，该系数连接到多路复用器的Y输入。 DD2 微电路的 XO 输出端只会持续出现 11 个脉冲，同名的 DD10 输出端会持续出现 1 个脉冲。当多路复用器的地址增加 XNUMX 时，其下一个输出（XXNUMX）将打开，并且其上的脉冲数将增加 XNUMX 个。因此，只有其自己数量的脉冲将顺序出现在多路复用器的每个输出处。如前所述，发射器的下部（根据图表）输出（公共）连接到一根已知的电线，该电线对于发射器和接收器来说是公共的。

电缆探头接收器的工作原理是两位数计数器。他的程序算法如图所示。 3、原理图——如图。 4.

PIC 控制器上的电缆探头

启动和初始化后，程序进行两个共阴极LED数字指示器的动态指示。一个指示灯的指示时间为5ms，即以100Hz的频率重复整个指示周期。

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接收器使用两种类型的中断：TMR0 定时器溢出和 RB0 输入信号发生变化。当脉冲到达该输入时，当前寄存器的值被保存。接下来，程序检查中断源。如果由于定时器溢出而没有发生，则脉冲计数器递增，定时器复位（256 - 120 = 136）并且预分频计数器复位。程序恢复寄存器的值，显示继续。因此，当从 RBO 输入接收到脉冲时，定时器不断复位，因此只要该输入处存在脉冲，定时器溢出中断就不可能发生。

如果长时间没有输入脉冲，就会发生定时器溢出中断。为了保证接收器的可靠性，中断之间的时间与发送器相比略有缩短，等于 4,38 ms。定时器溢出中断由中断计数器计数。发送器每次输出脉冲之间的暂停时间为 80 个中断，因此接收器中的中断计数器最多可以计数到 80。如果在此期间没有输入脉冲，则程序将脉冲计数器寄存器的值重写为指示寄存器和读数被更新。这种情况每 0,35 秒发生一次。

代码“固件”MC 发射器和接收器如表所示。分别为1和2。

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输出 RB1-RB7 MK DD1 LED 指示器 HG1、HG2 的开关元件（段），输出 RA0、RA1 - 它们的阴极。来自探头的脉冲被馈送到输入 RB0。端子 X1 连接到已知的电缆芯，该电缆芯用作接收器和发射器的公共电线。如果发送器多路复用器输出未按地址选择，它将具有未定义的电平，并且当接收器计数器上出现脉冲时，将出现一个误报（无论设置的计数器阈值如何：它可以是零到一或一到零的阈值）。为了避免错误脉冲，输入由电阻器 R1 分流。

接收器和发射器由各由三节 AA 或 AAA 电池组成的电池供电。如果您打算长时间使用接收器，建议使用3R12X电池。

接收器和发射器使用频率为 4 MHz 的石英谐振器。无需对电路和程序进行任何更改，您就可以使用较低频率（低至 1 MHz）的谐振器。在这种情况下，指示器读数的刷新率会相应降低，但仍会保持在眼睛可接受的值 - 最高 25 Hz。

发射器安装在两块印刷电路板上，每块印刷电路板设计有 40 个输出（第二块与第一块不同的是它没有 DD1 芯片，并且有一个安装电阻 R1 的地方）。板子一个接一个地放置，用螺钉和螺纹柱连接，并且在板子之间安装了一个可容纳三个电池单元的外壳（在 DD1 芯片所在的区域）。

发射板上连接线的夹子是自制的（图5）。它们由两个相同的支架 2 组成，支架 0,4 由 0,5 ... 2,5 厚、1 mm 宽的青铜片或弹簧黄铜条弯曲成字母“L”形式。将毛坯的一端锯成约 1,5 毫米的宽度（长度为 2 ... 1 毫米，具体取决于板材 1,2 材料的厚度），另一端锯成直径为 5 的孔钻孔 XNUMX 毫米，然后将端部弯曲。将支架的锯切部分焊接到板上，如图所示。 XNUMX.

PIC 控制器上的电缆探头

要连接电线 3，请压缩支架的下端和上端（如图所示），直至孔匹配。安装后，夹具的编号方式如下：通过转动发射器（当底部变为顶部时，反之亦然），可以看到它们的编号。

作者：N.Zaets，Veidenevka 村，别尔哥罗德地区。

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