Kategorien: Mikrocontroller-Schaltungen
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So überprüfen Sie den Mikrocontroller auf Wartungsfreundlichkeit
Bei der Reparatur von Geräten und der Montage von Schaltkreisen müssen Sie immer sicherstellen, dass alle Elemente in einwandfreiem Zustand sind. Andernfalls verschwenden Sie Ihre Zeit. Mikrocontroller können auch ausbrennen, aber wie kann man überprüfen, ob keine äußeren Anzeichen vorhanden sind: Risse im Gehäuse, verkohlte Bereiche, brennender Geruch usw.? Dazu benötigen Sie:
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Stromversorgung mit stabilisierter Spannung;
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Multimeter;
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Oszilloskop
Achtung:
Eine vollständige Überprüfung aller Knoten des Mikrocontrollers ist schwierig - der beste Weg, ihn durch einen bekannten guten zu ersetzen oder durch den vorhandenen, einen anderen Programmcode zu aktualisieren und seine Ausführung zu überprüfen. In diesem Fall sollte das Programm sowohl die Überprüfung aller Pins (z. B. Ein- und Ausschalten der LEDs nach einer bestimmten Zeitspanne) als auch Interrupt-Schaltkreise und andere Dinge umfassen.
Theorie
Mikrocontroller Ist ein komplexes Gerät darin multifunktionale Knoten:
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Stromkreise;
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Register
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Ein- und Ausgänge;
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ALU;
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RAM
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ROM
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ADC;
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Schnittstellen und mehr.
Daher treten bei der Diagnose eines Mikrocontrollers folgende Probleme auf:
Der Betrieb offensichtlicher Knoten garantiert nicht den Betrieb der verbleibenden Komponenten.
Bevor Sie mit der Diagnose eines integrierten Schaltkreises fortfahren, müssen Sie sich mit der technischen Dokumentation vertraut machen, um sie zu finden. Schreiben Sie in eine Suchmaschine einen Satz wie: "Name des Datenblattelements" als Option - "atmega328 Datenblatt".
Auf den ersten Blättern sehen Sie grundlegende Informationen über das Element. Berücksichtigen Sie beispielsweise einzelne Momente vom Datenblatt bis zur gemeinsamen 328. Atmosphäre. Wir haben sie beispielsweise im dip28-Paket. In verschiedenen Fällen müssen wir die Pinbelegung der Mikrocontroller finden. Betrachten Sie den dip28, der uns interessiert.
Das erste, worauf wir achten werden, ist, dass die Pins 7 und 8 für die Plusleistung und einen gemeinsamen Draht verantwortlich sind. Jetzt müssen wir die Eigenschaften der Stromkreise und den Verbrauch des Mikrocontrollers kennen. Die Versorgungsspannung liegt zwischen 1,8 und 5,5 V, der im aktiven Modus verbrauchte Strom beträgt 0,2 mA, im Energiesparmodus 0,75 μA und ein 32-kHz-Echtzeit-Takt ist enthalten. Temperaturbereich von -40 bis 105 Grad Celsius.
Diese Informationen reichen aus, um eine Basisdiagnose durchzuführen.
Hauptgründe
Mikrocontroller fallen sowohl unter unkontrollierten Umständen als auch aufgrund unsachgemäßer Handhabung aus:
1. Überhitzung während des Betriebs.
2. Überhitzung beim Löten.
3. Überlastung der Schlussfolgerungen.
4. Stromversorgung umkehren.
5. Statische Elektrizität.
6. Spannungsspitzen.
7. Mechanische Beschädigung.
8. Einwirkung von Feuchtigkeit.
Betrachten Sie jeden von ihnen im Detail:
1. Überhitzung kann auftreten, wenn Sie das Gerät an einem heißen Ort betreiben oder wenn Sie Ihr Design in einem zu kleinen Gehäuse platziert haben. Die Temperatur des Mikrocontrollers kann auch durch zu enge Installation und unsachgemäße Leiterplattenanordnung erhöht werden, wenn sich neben ihm Heizelemente befinden - Widerstände, Leistungstransistoren, lineare Leistungsregler. Die maximal zulässigen Temperaturen herkömmlicher Mikrocontroller liegen im Bereich von 80 bis 150 Grad Celsius.
2. Wenn Sie mit einem zu starken Lötkolben löten oder den Stich längere Zeit an den Beinen halten, können Sie Mikrometer überhitzen. Wärme durch die Leitungen erreicht den Kristall und zerstört ihn oder seine Verbindung mit den Stiften.
3. Eine Überlastung der Klemmen tritt aufgrund falscher Schaltkreise und Kurzschlüsse gegen Masse auf.
4. Polaritätsumkehr, dh Die Zufuhr von Minusstrom zu Vcc und Plus zu GND kann auf eine unsachgemäße Installation von ICs auf der Leiterplatte oder auf eine falsche Verbindung zum Programmierer zurückzuführen sein.
5. Statische Elektrizität kann den Chip beschädigen, sowohl während der Installation, wenn Sie keine antistatischen Eigenschaften und Erdung verwenden, als auch während des Betriebs.
6. Wenn eine Fehlfunktion auftritt, bricht der Stabilisator aus oder aus irgendeinem Grund hat der Mikrocontroller eine Spannung, die höher als die zulässige Spannung ist - es ist unwahrscheinlich, dass er intakt bleibt.Dies hängt von der Dauer des Notfalls ab.
7. Seien Sie auch nicht zu eifrig, wenn Sie das Teil montieren oder das Gerät zerlegen, um die Beine und das Gehäuse des Elements nicht zu beschädigen.
8. Feuchtigkeit wird zur Ursache von Oxiden, führt zu Kontaktverlust, Kurzschluss. Und wir sprechen nicht nur über den direkten Aufprall von Flüssigkeit auf das Brett, sondern auch über den Langzeitbetrieb unter Bedingungen mit hoher Luftfeuchtigkeit (in der Nähe von Teichen und Kellern).
Überprüfung des Mikrocontrollers ohne Werkzeug
Beginnen Sie mit einer externen Untersuchung: Das Gehäuse muss intakt sein, das Löten der Klemmen muss einwandfrei sein, ohne Mikrorisse und Oxide. Dies kann sogar mit einer gewöhnlichen Lupe erfolgen.
Wenn das Gerät überhaupt nicht funktioniert, überprüfen Sie die Temperatur des Mikrocontrollers. Wenn es stark belastet ist, kann es sich erwärmen, aber nicht verbrennen, d. H. Die Temperatur des Gehäuses muss so sein, dass der Finger bei langem Halten toleriert.Ohne Werkzeug machen Sie nichts.
Multimeterprüfung
Überprüfen Sie, ob Spannung an Vcc und Gnd anliegt. Wenn die Spannung normal ist, müssen Sie den Strom messen. Dazu ist es zweckmäßig, die Spur zu schneiden, die zur Vcc-Ausgangsleistung führt. Anschließend können Sie die Messungen auf einen bestimmten Mikrokreis lokalisieren, ohne den Einfluss parallel geschalteter Elemente.
Vergessen Sie nicht, die Platinenabdeckung an der Stelle, an der Sie die Sonde berühren, von der Kupferschicht abzuziehen. Wenn Sie es sorgfältig schneiden, können Sie die Spur mit einem Tropfen Lötmittel oder einem Stück Kupfer wiederherstellen, beispielsweise aus der Transformatorwicklung.
Alternativ können Sie den Mikrocontroller über eine externe 5-V-Stromversorgung (oder eine andere geeignete Spannung) mit Strom versorgen und den Verbrauch messen. Sie müssen jedoch die Spur abschneiden, um den Einfluss anderer Elemente auszuschließen.
Für alle Messungen benötigen wir genügend Informationen aus dem Datenblatt. Es ist nicht überflüssig zu sehen, für welche Spannung der Leistungsregler für den Mikrocontroller ausgelegt ist. Tatsache ist, dass verschiedene Mikrocontroller-Schaltkreise mit unterschiedlichen Spannungen betrieben werden, sie können 3,3 V, 5 V und andere betragen. Die Spannung ist möglicherweise vorhanden, entspricht jedoch nicht der Nennleistung.
Wenn keine Spannung anliegt, prüfen Sie, ob im Stromkreis und an den anderen Beinen ein Kurzschluss vorliegt. Um dies schnell zu tun, schalten Sie die Karte aus, schalten Sie das Multimeter im Wählmodus ein und stecken Sie eine Sonde in das gemeinsame Kabel der Karte (Masse).
Normalerweise verläuft es entlang des Umfangs der Platine, und an den Befestigungspunkten des Gehäuses befinden sich verzinnte Plattformen oder an den Anschlussgehäusen. Und zweitens ziehen Sie alle Schlussfolgerungen des Chips heran. Wenn er irgendwo kauft - prüfen Sie, um welche Art von Pin es sich handelt, sollte die Wahl am GND-Pin (8. Pin bei atmega328) funktionieren.
Wenn dies nicht funktioniert, ist möglicherweise der Stromkreis zwischen dem Mikrocontroller und dem gemeinsamen Kabel unterbrochen. Wenn es an anderen Beinen funktioniert hat - siehe Diagramm für geringen Widerstand zwischen Stift und Minus. Wenn nicht, müssen Sie den Mikrocontroller entfernen und erneut klingeln. Wir prüfen das Gleiche, aber jetzt zwischen der Plusleistung (mit dem 7. Pin) und den Anschlüssen des Mikrocontrollers. Falls gewünscht, werden alle Beine zusammen angerufen und der Anschlussplan wird überprüft.
Oszilloskop-Test
Oszilloskop - die Augen eines Elektronikingenieurs. Damit können Sie überprüfen, ob der Resonator lasert. Es verbindet die Klemmen XTAL1,2 (Beine 9 und 10).
Die Oszilloskopsonde hat jedoch eine Kapazität von normalerweise 100 pF. Wenn Sie den Teiler auf 10 einstellen, sinkt die Sondenkapazität auf 20 pF. Dies ändert das Signal. Aber um die Leistung zu testen, ist es nicht so wichtig, dass wir sehen, ob es überhaupt Schwankungen gibt. Das Signal sollte eine solche Form haben und die Frequenz sollte einer bestimmten Instanz entsprechen.
Wenn die Schaltung einen externen Speicher verwendet, können Sie dies sehr einfach überprüfen. Es sollten Bursts von Rechteckimpulsen auf der Datenleitung vorhanden sein.
Dies bedeutet, dass der Mikrocontroller den Code korrekt ausführt und Informationen mit dem Speicher austauscht.
Wir benutzen den Programmierer
Wenn Sie den Mikrocontroller entfernen und an den Programmierer anschließen, können Sie seine Reaktion überprüfen.Klicken Sie dazu im Programm auf dem PC auf die Schaltfläche Lesen. Danach wird die ID des Programmiergeräts angezeigt. Auf AVR können Sie versuchen, Sicherungen zu lesen. Wenn kein Leseschutz vorhanden ist, können Sie den Firmware-Speicherauszug lesen, ein anderes Programm herunterladen und den Vorgang anhand des Ihnen bekannten Codes überprüfen. Dies ist eine effektive und einfache Möglichkeit, Fehlfunktionen des Mikrocontrollers zu diagnostizieren.
Der Programmierer kann entweder spezialisiert sein, z. B. USBASP für die ATS-Familie:
Und universell wie Miniprog.
Anschlussplan USBASP zu atmega 328:
Fazit
Daher unterscheidet sich die Überprüfung des Mikrocontrollers nicht von der Überprüfung anderer Mikroschaltungen, es sei denn, Sie haben die Möglichkeit, den Programmierer zu verwenden und die Informationen vom Mikrocontroller zu lesen. Sie sind also von der Möglichkeit der Verbindung mit dem PC überzeugt. Es treten jedoch Fehlfunktionen auf, die auf diese Weise nicht erkannt werden können.
Im Allgemeinen fällt das Steuergerät selten aus, häufiger liegt das Problem in der Bindung. Sie sollten daher nicht sofort mit allen Werkzeugen zum Mikrocontroller gehen, sondern die gesamte Schaltung überprüfen, um keine Probleme mit der nachfolgenden Firmware zu erhalten.
Siehe auch auf i.electricianexp.com
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