Тестирование ИС контроля микропроцессоров

October 20, 2013 by admin Комментировать »

Наиболее практично при проверке ИС контроля наблюдать их в действии (особенно, если вы понимаете, как они работают). Приведем несколько примеров.

На рис. 1.10 показана ИС контроля питания DS1231, которая используется в цифровых схемах. В интегральной схеме DS1231 применяется температурно- компенсированная схема источника опорного напряжения, обеспечивающая как

Рис.1.8

Быстродействующий 12-битовый АЦП: а) зависимость точности от времени преобразования; б) структурная схема АЦП

Таблица 1.3. Время преобразования быстродействующего 12-битового АЦП

Время преобразования

Типовое значение

Худший случай

SAR

33 нс

55 нс

4805

92 нс

125 нс

Общее

375 нс

680 нс

Общее x 13

4,9 мкс

8,8 мкс

Рие. 1.9.12-битовый АЦП с малой потребляемой мощностью

правильное выключение, так и автоматический сброс процессорных систем. Эта ИС следит за уровнем входного напряжения стабилизатора источника питания (обычно на конденсаторе входного фильтра) и выдает управляющие сигналы RST или RST и NMI на процессор. Время, отведенное процессору для выключения, прямо пропорционально времени удержания напряжения питания при выключении источника. Как только уровень Vcc понизится на заранее выбранную пороговую величину (5 или 10%), ИС DS1231 остановит процессор. Это предотвратит выполнение ошибочных тактов. Отметим, что в данной схеме для выбора пятипроцентного значения порога вывод TOL заземлен. При восстановлении напряжения питания до прежнего уровня, во избежание какого-либо искажения данных, хранящихся в энергонезависимой памяти системы, процессор остается неактивным до тех пор, пока питание полностью не стабилизируется.            

Таким образом, ИС DS1231 должна обеспечить подачу сигналов RST, RST (для некоторых систем могут быть необходимы оба сигнала) и NMI на микропроцессор при отключении питания на входе стабилизатора. Для проверки выполнения этой функции подайте напряжение 10 В наточку контроля напряже- ния питания и зафиксируйте исходное состояние выводов RST, RST и NMI (предварительно убедитесь, что на выводы Vcc и MODE поступает напряжение +5 В, как показано на рис. 1.10). Теперь отключите контролируемое напряжение и проверьте появление сигналов RST, RST и NMI на соответствующих выводах ИС DS1231.

На рис. 1.11 показана ИС DS1232LP/LPS, которая используется для контроля питания и управления выполнением программ в микропроцессорных системах, а также обеспечивает ручной сброс при помощи кнопки. При снижении напряжения Vcc до определенного порогового значения (определяемого подключением вывода TOL) генерируются сигналы сброса RST и RST. Если вывод TOL подключен к Vcc, сигналы сброса вырабатываются при падении Vcc нИже 4,5 В. Если же вывод TOL заземлен, то сигналы сброса выдаются при падении Vcc ниже 4,75 В.

Рис.1.11

Схема контроля питания с кнопкой сброса

При восстановлении напряжения питания сигналы RST и RST продолжают оставаться активными в течение минимум 250 мс, что необходимо для стабилиза- ции работы источника питания и процессора. При нажатии кнопки на вход PBRST поступает напряжение низкого (активного) уровня. При отпускании кнопки вырабатываются сигналы сброса длительностью минимум 250 мс. Указанный период времени отсчитывается с момента размыкания контактов кнопки.

Для того чтобы проверить срабатывание ИС при снижении напряжения питания, уменьшите напряжение Vcc с 5 до 4,5 В (или до 4,75 В при замыкании вывода TOL на «землю», как показано на рис. 1.11) и убедитесь в появлении сигнала RST на соответствующем выводе ИС (также должен появиться инвертированный сигнал RST, хотя он и не используется в данной схеме).

Для проверки работы ручного сброса восстановите уровень напряжения Vcc до +5 В. Затем нажмите и отпустите кнопку. Проверьте появление сигнала RST. Если необходимо, измерьте с помощью двухканального осциллографа интервал времени между моментом отпускания кнопки и появлением сигнала RST. Он должен составлять 250 мс. Длительность сигнала RST (как и RST) должна быть 250 мс.

И наконец, отключите, а затем вновь подайте напряжение Vcc (5 В). Убедитесь, что сигналы RST и RST выдаются как минимум 250 мс.

На рис. 1.12 показана аналогичная схема, дополненная функцией сторожевого таймера, контролирующего выполнение программы. Сторожевой таймер активизирует сигналы RST и RST (выключающие процессор) при отсутствии сигналов на входе ST в течение заранее заданного периода времени из-за каких-либо сбоев в исполнении программы.

Рие. 1.12. Схема контроля питания с кнопкой сброса и сторожевым таймером

Этот период ожидания устанавливается равным примерно 150 мс при подключении входа TD к «земле», 600 мс – если вход TD не подключен, и 1,2 с – при подключении входа TD к шине питания Vcc. Отсчет периода ожидания начинается сразу по окончании сигналов сброса На вход ST могут подаваться данные, адресные и/или управляющие сигналы. При выполнении процессором программы они периодически поступают на таймер, сбрасывая его до истечения периода ожидания.

Во время тестирования схемы, приведенной на рис. 1.12, для проверки функций сброса используйте процедуры, описанные выше. Чтобы оценить работоспособность сторожевого таймера, блокируйте сигнал ST и убедитесь в появлении сигналов RST и RST после окончания установленного периода ожидания. Если, как показано на рис. 1.12, вывод TD заземлен, этот период должен быть примерно равным 150 мс. При проверке вывод ST может быть закорочен на «землю» или, что более практично, отключен от цепи. Для измерения длительности периода ожидания используйте двухканальный осциллограф.

На рис. 1.13 показана ИС DS1236, которая используется для контроля питания цифровых систем. Она подает на микропроцессор сигнал NM1 для предупреждения об отключении питания. Прецизионный компаратор следит за изменением

Рис. 1.13. Схема контроля питания цифровых систем с предупреждением об отключении питания

напряжения на высокоомном входе IN относительно уровня напряжения внутреннего опорного источника. Это позволяет использовать вход IN для установки требуемого значения напряжения срабатывания. Входное напряжение с шины питания 5 В или более высокое (обычно с конденсаторов входного фильтра источника питания для сигнала раннего предупреждения) подается на вход IN через внешний делитель напряжения. Так как пороговое значение напряжения для этого входа равно 2,54 В (VTp), то значения сопротивлений R1 и R2 могут быть определены следующим образом.

Пример 1: напряжение питания равно 5 В, R2 = 10 кОм, напряжение срабатывания (в точке контроля UraT) Vsense = 4,80 В.

R1 = 8,9 кОм.

Пример 2: напряжение питания равно 12 В, R2 = 10 кОм, напряжение срабатывания Vsense = 9,00 В.

(чтобы не превысить напряжение 5 В на входе IN).

Чтобы проверить работоспособность канала раннего предупреждения схемы контроля питания, уменьшите напряжение в точке контроля до необходимого значения и убедитесь в появлении сигналов RST, RST и NMI. При этом контролируйте именно напряжение срабатывания, а не V^. Если указанные сигналы появляются, но напряжение срабатывания не совпадает с заданным, проверьте значения сопротивлений R1 и R2. При этом следует иметь в виду, что ИС должна срабатывать при напряжении на входе IN, равном 2,54 В. Если этого не происходит при любом напряжении на входе IN или в точке контроля, скорее всего, микросхема вышла из строя.

На рис. 1.14 показана схема DS1236, которая используется для управления подключением резервного батарейного питания статического ОЗУ (SRAM). В DS1236 имеется внутренний переключатель, подключающий к ОЗУ питание от источника напряжения 5 В (Vcc) или от внешней батареи (VВАТ) в зависимости от того, какое из них больше. Это резервируемое питание (Vcco) также может быть использовано для КМОП процессора. Кроме того, при уменьшении напря- жения питания ниже 4,5 В (порог 10%) или ниже 4,75 В (5%) выдаются сигналы RST и RST. Таким же образом обеспечивается поддержание уровня сигнала разрешения работы ОЗУ (CEO). При этом допускаются отклонения до 0,3 В (для Vcc) или до 0,7 В (для VBAT). Этот механизм, предотвращающий запись в ОЗУ, срабатывает при уменьшении напряжения питания ниже порогового значения, равного 4,5 или 4,75 В.

Для проверки функции сброса уменьшите напряжение Vcc до 4,5 В (или до

4.75                        В) и убедитесь в появлении сигналов RST и RST. Продолжайте снижать напряжения Vcc до значения менее 3 В и выясните, что сигналы RST и RST присутствуют, а напряжение сигнала CEO упало до 3 В (в пределах отклонения до

0,        7 В). И наконец, увеличьте напряжение Vcc до 5 В и убедитесь, что напряжения сигнала CEO также возросло до 5 В (в пределах отклонения до 0,3 В). Изменение уровня сигнала СЕОдолжно произойти при увеличении Vcc примерно до 4 В. Сигналы RST и RST должны быть сняты, когда Vcc достигнет уровня 4,5 В (или

4.75                        В). Если при снижении Vcc сигнал CEO отсутствует или просто следует изменениям Vcc, можно предположить, что неисправна батарея. Если же она в исправном состоянии, то, скорее всего, отказала микросхема.

Источник: Ленк Д., 500 практических схем на популярных ИС: Пер. с англ. – М.: ДМК Пресс, – 44 с.: ил. (Серия «Учебник»).

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты