フラットケーブルダイヤラ。スキーム、説明

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フラットケーブルダイヤラ。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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私の頭に浮かんだ最初のアイデアは、単純な「ダイヤラ」を作ることでした。ケーブルの一方の端に取り付けられたコネクタの各ピンを、330Vの電圧源を持つ510...5オームの抵抗を介して接続します。その他-LED付き。残念ながら、この方法では、ワイヤの整合性のみがチェックされます。隣接するワイヤが相互接続されていることに気付かない場合があります。

フラットケーブルチャイム
図。 1

検証アルゴリズムを複雑にし、デバイスをマイクロコントローラー上に作成することが決定されました。図に図１は、そのような装置の図を示している。手元にあったATtiny1マイクロコントローラーを使用しています。別のものと交換することもできますが、このためにデバイスを少しやり直す必要がある場合があります。たとえば、ATtinyl 13、ATtiny 1、ATtiny12Lマイクロコントローラでは、PB15ラインは出力として機能できず、入力として構成する必要があり、PB5またはPB4ラインをインジケータブランキング信号出力として構成する必要があります。マイクロコントローラーに加えて、13つのシフトレジスタ、トランジスタ、およびエラーコードを示す5つの線形LEDスケールのみが必要でした。 ATtiny0マイクロコントローラのI/Oポートの機能を詳しく見てみましょう。そのPOY-PB2ラインは、双方向に信号を送信できます。それらのそれぞれは、DDRBレジスタを使用して個別に構成されます。たとえば、DDRB [2] -DDRB [5]の最下位XNUMXビットがXNUMXとして書き込まれ、残りのビットがXNUMXの場合、PBO-PBXNUMXラインは出力になり、PBXNUMX-PBXNUMXラインは入力になります。。

ポート制御には、PINBとPORTBのXNUMXつのレジスタがあります。それらの最初のものは、マイクロコントローラーに情報を入力するのに役立ちます。その数字では、マイクロコントローラー出力での実際の現在有効な論理電圧レベルがXNUMXとXNUMXとして表示されます。この電圧が外部ソースからのものか、マイクロ回路自体の出力バッファからのものかは関係ありません。 PORTBレジスタは、マイクロコントローラから情報を出力するために使用されます。ポートラインが出力として設定されている場合、このレジスタの対応するビットに書き込まれた値と同様の電圧レベルに設定されます。

問題のマイクロコントローラーには14本のI/Oラインしかなく、XNUMX線までのケーブルをチェックする必要があり、テストの結果をインジケーターに表示する必要があるため、XNUMXつのマイクロ回路（シフトレジスタ）を追加する必要がありました。

このようなレジスタはDフリップフロップのセットであり、それぞれの出力が次の入力に接続されています。主な目的は、シリアルコードをパラレルに変換することです。クロック入力Cの低電圧レベルが高電圧レベルに変更されると、レジスタに格納されている情報が74ビット（Dトリガー）だけ古いレベルにシフトされ、情報入力の状態が解放された状態になります。ロービット。使用するシフトレジスタチップ164LS5には、AND機能と組み合わせたXNUMXつの情報入力Dがあり、そのうちのXNUMXつだけを使用するために、一定の高レベル（+XNUMX V）がXNUMX番目の入力に適用されます。

シフトレジスタに6ビットのバイナリコードを書き込むには（これはまさにデバイスの動作に必要なものです）、最初にR入力をハイレベルに設定し、C入力をローレベルに設定してレジスタを有効にする必要があります。出力コードの最上位（D6）ビットの値を情報入力に適用します。次に、入力Cでクロックパルスを生成します（ハイレベルに設定してから、再びローレベルに設定します）。その結果、D1ビットの値がレジスタの最下位ビットに書き込まれ、その出力3（ピンXNUMX）に出力されます。

さらに、Ｄ５ビットの値が情報入力に供給され、クロックパルスが再び形成される。 D5の値はレジスタの次のビットに転送され、出力6（ピン2）に表示されます。 D4の値は出力5に出力されます。新しいクロックパルスごとにレジスタ内のコードがさらに1ビットシフトし、1番目のパルスの後、適切な場所に配置されます。出力7-DO、出力12（ピン6））-D2。図のタイミング図。図２は、シフトレジスタがどのようにシリアルコード１０１１００１を同じパラレルコードに変換するかを示している。

フラットケーブルチャイム
図。 2

シフトレジスタの容量を14（ケーブルの最大ワイヤ数）に増やすために、74つの164ビット1HC2レジスタ（DD14とDDXNUMX）が直列に接続され、それぞれがXNUMXビットを使用します。完全なコード変換にはXNUMXクロックパルスかかります。

回路とデバイスのプログラムを開発する際に、実行された機能に応じたマイクロコントローラポートラインの次の分布が採用されました。

PBO-シフトレジスタのタイミング出力。
PB1-シフトレジスタの初期設定の出力。
РВ2-レジスタにロードされた並列コードの出力。
RVZ-偶数線からの入力。
РВ4-奇数ワイヤからの入力。
РВ5-インジケーターアクティベーション出力。

テストしたケーブルのワイヤ数に応じて、14ピンコネクタXP1とXP10、または2ピンXP4とXP1に接続されます。インジケータHL2とHL1は、テストされたケーブルのワイヤと同じシフトレジスタの出力に接続されています。インジケータのちらつきを防ぐには、マイクロコントローラが検証手順を実行している間はインジケータをオフにし、結果を表示するコードがレジスタにロードされた後にのみオンにする必要があります。これは、マイクロコントローラ信号によって制御されるトランジスタVTXNUMXを使用して行われます。

ケーブルをチェックするときは、各ワイヤを「リング」し、隣接するケーブルのXNUMXつに接続されていないことを確認する必要があります。フラットケーブルには他に欠陥はありません。

検証手順は、ユニットを外部シフトレジスタに書き込むことから始まります。その結果、XP1コネクタの最初のピンがハイレベルに設定されます。それとXRPコネクタの最初のピンに接続されているケーブルワイヤが良好である場合、マイクロコントローラのPB4入力に高レベルの電圧が印加され、PB入力ではローのままになります。

この条件が満たされると、プログラムはn_err変数の最下位ビットに0を書き込み、それ以外の場合は1を書き込みます。次に、別のクロックパルスが生成され、XNUMX番目のワイヤがチェックされます。その数は偶数であるため、結果はch_err変数に書き込まれます。 XNUMX本のワイヤーすべてをチェックするには、この手順をXNUMX回繰り返し、次のワイヤーのペアをチェックする前に、変数n_errとch_errの値をXNUMX桁のXNUMX進数でシフトします。

チェックが完了すると、変数n_errとch_errの取得された値が外部シフトレジスタにロードされ、インジケーターがオンになります。一時停止した後、テストが繰り返されます。 XP2およびXP4コネクタに接続されているXNUMX線ケーブルのチェックも同様ですが、XNUMX本の線（両側にXNUMX本）がインジケータに欠落していると表示されます。

マイクロコントローラの内部4,8MHzクロックジェネレータを使用する場合、ケーブルテスト（インジケータがオンになる前）は約70 µsかかり、約240 µsの周期で繰り返されます。したがって、インジケーターは常にオンになっているようです。レジスタの出力をデカップリングするには、ダイオードVD1〜VD14が必要です。

フラットケーブルチャイム

ブレッドボードに組み立てられた「ダイヤラー」の外観を図3に示します。 102510. LEDアセンブリ（スケール）GNA-R11ZS-3156は、必要な数の単一LEDと交換できます。トランジスタKT315-少なくとも3102mAの許容コレクタ電流を持つnpn構造のシリーズKT100、KT74または他の低電力トランジスタのいずれか。 164NS74マイクロ回路の代わりに、164LS555または国産のK8IR13を取り付けることができます。 ATtiny10-13PUマイクロコントローラーは、ATtiny10-13PI、ATtiny20-13PU、ATtiny20-XNUMXPIに置き換えることができます。

フラットケーブルチャイム

マイクロコントローラプログラムは、AVRStudio環境でアセンブリ言語で記述されています。マイクロコントローラのプログラムメモリにロードするためのコードを表に示します。 1.マイクロコントローラの構成は、表に指定されている構成に対応している必要があります。 2. RSTDISBLビットのゼロ値は、マイクロコントローラのピン1をセットアップ信号入力としてではなく、ポートラインとして動作させるために必要です。残念ながら、これによりマイクロコントローラーはSPIインターフェースを介したプログラミングに使用できなくなります。したがって、「高電圧」プログラミング方式を適用する必要があります。これは、ほとんどのユニバーサルプログラマーによって提供されます。

マイクロコントローラのクロック周波数を4,8MHzから9,6MHzに上げることにより、テストの速度とそのサイクルの繰り返し周波数を1倍にすることができます。これを行うには、構成ビットCKSEL1の値を0に設定し、CKSEL0をXNUMXに設定するだけで十分です。

デバイスは調整を必要とせず、適切な組み立ての準備ができた直後に使用できます。

マイクロコントローラ「ダイヤラ」のプログラムをダウンロードできますここで.

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