Discador de cabo plano. Esquema, descrição

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A primeira coisa que me veio à mente foi fazer um simples "discador": conectar cada pino do conector instalado em uma extremidade do cabo através de um resistor de 330 ... 510 Ohm com uma fonte de tensão de 5 V, e na outra - com um LED. Infelizmente, desta forma, apenas a integridade dos fios é verificada. Você pode não notar que os fios adjacentes estão interconectados.

Campainha de cabo plano
Fig. 1

Foi decidido complicar o algoritmo de verificação e fazer o dispositivo em um microcontrolador. Na fig. 1 mostra um diagrama de tal dispositivo. Ele usa o microcontrolador ATtiny13 que estava à mão. Ele pode ser substituído por outro, mas para isso o dispositivo pode ter que ser um pouco refeito. Por exemplo, nos microcontroladores ATtinyl 1, ATtiny 12, ATtiny15L, a linha PB5 não pode funcionar como saída, terá que ser configurada como entrada, e a linha PB4 ou PB13 como saída de sinal de apagamento do indicador. Além do microcontrolador, foram necessários apenas dois registradores de deslocamento, um transistor e duas escalas lineares de LED mostrando o código de erro. Vamos dar uma olhada nos recursos da porta de E / S do microcontrolador ATtiny5. Suas linhas POY-PB0 podem transmitir sinais em ambas as direções. Cada um deles é configurado separadamente usando o registro DDRB. Por exemplo, se os três bits menos significativos de DDRB[2]-DDRB[2] forem escritos como uns e os bits restantes forem zeros, as linhas PBO-PB5 se tornarão saídas e as linhas PBXNUMX-PBXNUMX se tornarão entradas .

Existem mais dois registradores para controle de portas - PINB e PORTB. O primeiro deles serve para inserir informações no microcontrolador. Em seus dígitos, os níveis de tensão lógicos reais e atualmente válidos nas saídas do microcontrolador são exibidos como uns e zeros. Não importa se essa tensão veio de uma fonte externa ou do buffer de saída do próprio microcircuito. O registrador PORTB é usado para enviar informações do microcontrolador. Se a linha da porta estiver configurada como saída, ela será configurada para um nível de tensão semelhante ao valor escrito no bit correspondente deste registro.

Como o microcontrolador em questão possui apenas seis linhas de E / S, e você precisa verificar cabos de até 14 fios e até exibir os resultados do teste no indicador, tive que complementá-lo com dois microcircuitos - registradores de deslocamento.

Tal registrador é um conjunto de D-flip-flops, a saída de cada um dos quais é conectada à entrada do próximo. O objetivo principal é converter o código serial em paralelo. Quando o nível de baixa tensão na entrada C do relógio é alterado para alto, a informação armazenada no registro é deslocada em um bit (D-trigger) em direção ao mais antigo, e o estado da entrada de informação é inserido no registrador liberado. pouco baixo. O chip de registrador de deslocamento 74LS164 utilizado possui duas entradas de informação D combinadas com uma função AND. Para usar apenas uma delas, um nível alto constante (+5 V) é aplicado à segunda.

Para escrever um código binário de sete bits no registrador de deslocamento (isso é exatamente o que é necessário para a operação do dispositivo), você deve primeiro habilitar o registrador configurando a entrada R para alto e a entrada C para um nível baixo e aplique o valor do bit mais significativo (D6) do código de saída à entrada de informações. Em seguida, gere um pulso de clock na entrada C (defina um nível alto e depois novamente um nível baixo). Como resultado, o valor do bit D6 será escrito no bit menos significativo do registrador e enviado para sua saída 1 (pino 3).

Em seguida, o valor do bit D5 é fornecido à entrada de informação e o pulso de clock é formado novamente. O valor de D6 será transferido para o próximo bit do registrador e aparecerá na saída 2 (pino 4). O valor de D5 será enviado para a saída 1. Cada novo pulso de clock desloca o código no registrador em mais um bit, e após o sétimo pulso ele ocupará seu devido lugar: na saída 1 - DO, na saída 7 (pino 12 ) - D6. Diagramas de tempo na fig. 2 ilustram como o registrador de deslocamento converte o código serial 1011001 para o mesmo paralelo.

Campainha de cabo plano
Fig. 2

Para aumentar a largura do registrador de deslocamento para 14 (o número máximo de fios no cabo), dois registradores 74HC164 de oito bits (DD1 e DD2) são conectados em série, cada um deles usando sete bits. A conversão completa do código leva 14 pulsos de clock.

Ao desenvolver o circuito e o programa do dispositivo, adotou-se a seguinte distribuição das linhas de portas do microcontrolador de acordo com as funções desempenhadas:

PBO - saída de temporização do registrador de deslocamento;
PB1 - saída da configuração inicial do registrador de deslocamento;
РВ2 - saída do código paralelo carregado no registro;
RVZ - entrada de fios pares;
РВ4 - entrada de fios ímpares;
РВ5 - saída de ativação do indicador.

Dependendo do número de fios no cabo testado, eles são conectados aos conectores XP14 e XP1 de 10 pinos ou XP2 e XP4 de 1 pinos. Os indicadores HL2 e HL1 são conectados nas mesmas saídas dos registradores de deslocamento que os fios dos cabos testados. Para evitar a oscilação dos indicadores, eles devem ser desligados enquanto o microcontrolador estiver realizando o procedimento de verificação, e ligados somente após o código que exibe seu resultado ser carregado nos registradores. Isso é feito usando o transistor VTXNUMX, controlado pelo sinal do microcontrolador.

Ao verificar um cabo, é necessário "tocar" cada um de seus fios e certificar-se de que não está conectado a um dos vizinhos. Não há outros defeitos nos cabos planos.

O procedimento de verificação começa escrevendo uma unidade em um registrador de deslocamento externo. Como resultado, o primeiro pino do conector XP1 está definido para um nível alto. Se o fio do cabo conectado a ele e ao primeiro pino do conector XRP estiver bom, uma tensão de alto nível será aplicada à entrada PB4 do microcontrolador e permanecerá baixa na entrada PB.

Se esta condição for atendida, o programa escreverá 0 no bit menos significativo da variável n_err, caso contrário, escreverá 1. Em seguida, outro pulso de clock é gerado e o segundo fio é verificado. Como seu número é par, o resultado é escrito na variável ch_err. Para verificar todos os quatorze fios, o procedimento é repetido sete vezes, e antes de verificar o próximo par de fios, os valores das variáveis n_err e ch_err são deslocados por um dígito binário.

Após a conclusão da verificação, os valores obtidos das variáveis n_err e ch_err são carregados em um registrador de deslocamento externo e os indicadores são ativados. Após uma pausa, o teste é repetido. A verificação de um cabo de dez fios conectado aos conectores XP2 e XP4 é semelhante, mas quatro fios (dois de cada lado) são mostrados como ausentes no indicador.

Se o gerador de clock interno de 4,8 MHz do microcontrolador for usado, o teste do cabo (antes do indicador acender) leva cerca de 70 µs e se repete com um período de cerca de 240 µs. Portanto, parece que os indicadores estão sempre ligados. Os diodos VD1-VD14 são necessários para desacoplar as saídas dos registradores.

Campainha de cabo plano

A aparência do "discador", montado em uma placa de ensaio, é mostrada na fig. 3. Conjuntos de LEDs (balanças) GNA-R102510ZS-11 podem ser substituídos pelo número necessário de LEDs simples; transistor KT3156 - qualquer uma das séries KT315, KT3102 ou outro transistor de baixa potência da estrutura npn com uma corrente de coletor permitida de pelo menos 100 mA. Em vez de microcircuitos 74NS164, podem ser instalados 74LS164 ou K555IR8 doméstico. O microcontrolador ATtiny13-10PU pode ser substituído por ATtiny13-10PI, ATtiny13-20PU, ATtiny13-20PI.

Campainha de cabo plano

O programa do microcontrolador é escrito em linguagem assembly no ambiente AVR Studio. Seus códigos para carregamento na memória de programa do microcontrolador são dados na Tabela. 1. A configuração do microcontrolador deve corresponder à especificada na Tabela. 2. O valor zero do bit RSTDISBL é necessário para a operação do pino 1 do microcontrolador como linha de porta, e não como entrada de sinal de configuração. Isso, infelizmente, torna o microcontrolador indisponível para programação através da interface SPI. Portanto, é necessário aplicar o método de programação "alta tensão". É fornecido pela maioria dos programadores universais.

A velocidade do teste e a frequência de repetição de seus ciclos podem ser duplicadas aumentando a frequência de clock do microcontrolador de 4,8 para 9,6 MHz. Para isso, basta definir o valor do bit de configuração CKSEL1 para 1 e CKSEL0 para 0.

O dispositivo não requer ajuste e imediatamente após a montagem adequada está pronto para uso.

O programa do microcontrolador "dialer" pode ser baixado aqui.

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