マイコンの修理について。スキーム、説明

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マイコンの修理について。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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8080、8085、Z-80 シリーズ、国内版の KR580、KM 1821、K1858 およびその他の同様のシリーズのマイクロプロセッサの時代は永遠に終わりました。しかし、多くのアマチュア無線家は依然として、第 XNUMX 世代のマイクロプロセッサをベースにした自家製または工業的に製造されたマイクロコンピュータを使用しています。企業は引き続き、このようなマイクロプロセッサをベースにしたコントローラを備えた CNC マシンやその他の技術設備を運用しています。これらすべての機器は時々故障します。この記事の著者は、マイクロプロセッサデバイスの修理の経験を共有しています。

マイコンやマイクロプロセッサコントローラのトラブルシューティングに最も効果的な方法は、主要なLSI（マイクロプロセッサやROMを含む）を良品と交換することです。しかし、LSI がパネルにはんだ付けされていて、パネルに取り付けられていない場合、誤動作の原因がまったく別のマイクロ回路である場合、プリント導体へのほぼ避けられない損傷を伴う分解に費やした労力が無駄になることがよくあります。

最初のマイクロプロセッサをデバイスから物理的に取り外さなくても、「疑わしい」マイクロプロセッサを既知の正常なマイクロプロセッサと一時的に交換できます。出力を受動的な高インピーダンス状態に転送するだけで十分です。この状態では、出力は実際にマイクロ回路の内部ノードから切断されます。このモードはすべてのマイクロプロセッサで提供されており、主にマイクロプロセッサの関与なしに、メモリと入出力デバイス間のデータ交換を直接組織することを目的としています。このため、これは DMA (ダイレクトメモリアクセス) と呼ばれます。

ほとんどのマイクロコンピュータでは、DMA モードは未使用のままであり、パッシブ状態に移行するマイクロプロセッサバスの信号入力は、抵抗を介して電源回路に接続されているだけです。 K1858VM1、T34VM1、Z-80 マイクロ回路の場合、この入力はピン 25 (BUSRQ) であり、KR580VM80 の場合はピン 13 (HOLD) です。ジャンパーを使って共通のワイヤに接続するだけで十分であり、マイクロプロセッサはオフになります。

パッシブ標準マイクロプロセッサと並列に、最初に同じ名前の出力を組み合わせて、同じ正常なマイクロプロセッサを接続する必要があります。ただし、もちろん、PMA モード入力への転送と、PMA モード入力を持たないいくつかの出力は例外です。 0,14番目の状態。接続には、長さ 50 mm 以下の柔軟な絶縁ワイヤ (MGTF-XNUMX など) を使用できます。また、はんだ付け中の損傷から新しい超小型回路を保護するために、そのためのパネルを用意します。

Z-80CPU マイクロプロセッサとそのコピーの場合、出力 M1 (ピン 27) と BUSAK (ピン 23) のみがハイインピーダンス状態になりません。後者は通常無料です。マイクロコンピュータ回路または基板上のプリント導体でこれを確認してください。基板上のピン 27 に接続されている導体を切断し、「ヒンジ付き」マイクロコントローラーの同じピンに接続する必要があります。同様に、他のタイプのマイクロプロセッサの同様の結論も扱います。

標準マイクロプロセッサのすべての機能が追加のマイクロプロセッサに引き継がれます。その結果、マイコンが動作し始めれば、故障の原因が判明したことになります。操作性が回復したので、マイクロプロセッサを「接続した」ままにしておくことが意味があるかどうか考えてみましょう。仮付けはんだ付けを強化し、偶発的なショートを防ぐためにパネルの強化と絶縁を行います。

故障した超小型回路を完全に交換することに決めたら、特別に鋭利なワイヤーカッターで各出力を噛み込み（出力間にスポンジを通す必要があります）、超小型回路を取り外した後、取り付け穴をXNUMXつずつ掃除するのが最善です。その出力の残骸。

欠陥が解決しない場合は、前述したように他のマイクロ回路のチェックに進みます。 RAM、ROM、および多くのインターフェイス LSI のチップは、CS (チップセレクト) 入力で論理レベルを High に設定することでパッシブ状態に切り替えることができます。シングルビットダイナミックRAMのLSIをオフにするには、その唯一の出力につながるプリント導体を切断するだけで十分です。もちろん、特定のマイクロ回路の機能を考慮して、このタスクに創造的にアプローチする必要があります。例えば一部（K588シリーズ）はCS入力の機能が異なります。他のものでは、必要な入力の名前が異なります (CE、OE)。

一時的な ROM 交換を使用すると、テスト対象のマイクロコンピュータのマイクロプロセッサに、障害の特定と位置特定に役立つ特別に設計されたテストプログラムを強制的に実行させることができます。

マイクロコントローラーまたは他の LSI をパッシブ状態に移行した後、「アンダースタディ」を接続する前であっても、電圧計またはオシロスコープを使用して解放された出力の電圧レベルを測定すると便利です。このような出力がCMOSマイクロ回路の高抵抗入力にのみ接続されている場合、電圧計の測定値はどのようなものになる可能性があります。すべては後者の入力抵抗と、マイクロ回路内部とプリント導体間の両方の電流漏れに依存します。ボード。 TTL マイクロ回路の 1 つ以上の入力がパッシブ出力に接続されている場合、電圧は 2 ～ XNUMX V 以内である必要があります。電源バスまたは共通線に接続された回路内に抵抗が存在すると、対応する出力が設定されます。潜在的。

いずれの場合も、すべてのピン (たとえば、切断された LSI のデータバス) の電圧レベルがほぼ等しいことを確認することが役立ちます。大きな違いがある場合は、対応する回路を検討し、慎重に確認する必要があります。最も困難なケースは、異なるマイクロ回路の複数の出力が同じ回路に接続されている場合です。通常動作しているデバイスでは、これらが同時にアクティブになることはありません。制御回路の誤動作や XNUMX つ以上のマイクロ回路のアドレスの解読の結果としてこの条件に違反すると、マイクロコンピュータ全体が故障することがよくあります。

Z-80CPU マイクロプロセッサの説明には、RESET 信号の動作中はすべての出力がハイインピーダンス状態になると記載されています。実際には (少なくとも国内の対応物では) これはそうではありません。前述の信号は出力の論理レベルを Low に設定します。

マイクロプロセッサを DMA モードに移行すると、アドレスと制御信号を設定するスイッチとアドレスバスのステータスを示す LED インジケータを備えたテストコンソールをバスに接続できます。このようなリモコンを使用すると、マイクロコンピュータのメモリや多くの入出力デバイスをすぐに確認できます。静的 RAM (K537、K541、K132 シリーズのチップ上) に保存された情報は、リモコンを使用して時間制限なく読み書きできるようになります。ただし、停止した Z-80CPU マイクロプロセッサは、ダイナミック RAM (通常は K565 シリーズマイクロ回路上) の内容を再生成するための信号の生成を停止し、そこに保存されているデータが失われることに注意してください。他のシリーズのマイクロプロセッサ上のマイクロコンピュータでは、通常、動的メモリ再生成はビデオアダプタまたは PDP コントローラ (KR580VT57) の LIS によって処理されますが、後者の正しい動作にはマイクロプロセッサコマンドが必要な場合があります。

最後に、PDP モードを使用して LSI ボードにマイクロプロセッサと ROM を半田付けした Delta-S-02 マイコンの修理について説明します。外部的には、この欠陥は、マイクロコンピュータの電源を入れると、それに接続されているテレビの画面に白い境界線のある黒いフレームだけが表示されるという事実として現れました。通常の最初のメッセージとスプラッシュ画面が表示される前に、マイクロコンピューターが「ハングアップ」しました。

上記の方法に従って K1858BM1 マイクロプロセッサを「マウントされた」マイクロプロセッサと交換しても、結果は得られませんでした。ただし、このチェックを行う前でも、初期化手順の部分的な実行に続いてマイクロプロセッサのパフォーマンスが変化しました。「リセット」ボタンをしばらく押した後、黒い背景に走る縞模様が画面上に見えました。

改修は少しエキゾチックな方法で続けられました。別の保守可能なスペクトラムはシステムコネクタを介してデルタに接続され、そのマイクロプロセッサは BUSRQ 入力を共通線に接続することによって停止されました。コネクタに欠けている M1 信号は、別のワイヤによってあるマイクロコンピュータから別のマイクロコンピュータに供給されました。

デルタ ROM は CS 回路によって無効にされ、RAM は読み取りバッファロックによって無効にされたため、動作中のマイクロコンピュータの RAM への書き込みと並行してデルタ ROM への書き込みは可能でしたが、マイクロプロセッサは後者からのデータの読み取りしかできませんでした。。 RAMの画面領域をテストするためのBASICプログラムがこのシステムにロードされました。その作業の結果は、故障したマイコン TV の出力に接続された画面で観察できました。これにより、ログの書き込み時に誤動作を特定することが可能になりました。デルタ RAM の DD1 チップに搭載され、同時に同様の DD27 チップにも搭載されました。

現象の根本原因を見つけることはできませんでしたが、マイクロ回路を交換することなく誤動作は修正されました。これは、信号振幅を 30% 低減するのに十分であることが判明し、それに伴って DD2 マイクロ回路のピン 31 (情報入力) での干渉も低減できます。これは、2 kΩ 抵抗と 5,6 kΩ 抵抗の分圧器を使用して行われました。

企業向けの修理サービスにちょっとした追加料金。国内の主力汎用マイコン「エレクトロニクス-2」をベースとしたCNCシステム22,2R22,2、42U60、31SXNUMXの最も一般的なラックは、「エレクトロニクスNTs-XNUMX」マイコンをベースとしたCNC旋盤と全く同じ構成の機械ラインを有しています。、これらのシステムのいずれか用に設計された修理スタンドは、他のシステムにも適合します。必要なのは、機能が類似した多数の制御回路の異なる名前を考慮しながら、適切なコネクタを備えたアダプタを作成することだけです。

著者: V.スミルノフ、ニジニ・ノヴゴロド

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