AVT2875.pdf

Projekty AVT

2875

LogicMaster

– płytka prototypowa dla CPLD

Chciałbym zaproponować Czytelnikom budo-

wę niezbyt skomplikowanej płytki testowej

dla układów CPLD. Pozwoli ona zapoznać

się z układem programowalnym XC9572XL

firmy Xilinx. Wybór tego układu scalonego

był podyktowany trzema bardzo ważnymi

zaletami, jakie się z nim wiążą: dostępność

w polskich sklepach internetowych (w iloś-

ciach detalicznych), darmowe narzędzia i

dobrze udokumentowany, prosty programator.

Kombinacja tych trzech czynników pozwoliła

stworzyć, przy małym nakładzie środków,

funkcjonalne urządzenie do pracy z CPLD. W

dalszej części artykułu przedstawię budowę

i sposób działania prezentowanego modu-

łu, aby Czytelnicy mogli prowadzić własne

eksperymenty. Dużym ułatwieniem będzie

na pewno integracja programatora. Wgranie

własnego oprogramowania ograniczy się

jedynie do podłączenia komputera przez stan-

dardowy port LPT (potrzebny będzie przewód

dostępny w sklepach komputerowych).

Urządzenie łączy w sobie zalety symula-

tora obwodów elektronicznych (rysowanie

połączeń, biblioteka elementów, możliwość

bezproblemowej modyfikacji) z zestawem

uruchomieniowym, pozwalającym obejrzeć

efekty pracy w rzeczywistości. Daje to nie-

ograniczone możliwości budowania i urucha-

miania własnych projektów na zaproponowa-

nej platformie sprzętowej.

Być może u niektórych pojawi się nurtują-

ce pytanie: po co właściwie budować kolejny

moduł uruchomieniowy, skoro można bez

problemu znaleźć kilka propozycji w skle-

pach internetowych? Jednym z powodów jest

możliwość dostosowania takiej konstrukcji do

własnych potrzeb i dodanie wielu elementów,

jakich nie spotyka się w gotowych rozwią-

zaniach (np. odbiornik podczerwieni, prze-

kaźnik, tranzystor dużej mocy, etc.). Drugi

powód to kurs, którego pierwszy odcinek

znajdzie się w następnym numerze EdW.

Będzie on oparty na opisanej płytce testowej

i przedstawi sposób obsługi zawartych na niej

elementów, posługiwanie się środowiskiem

WebPACK ISE itp. – szczegóły za miesiąc, w

pierwszym odcinku kursu.

Pozostaje mi zachęcić Czytelników do

zapoznania się z przygotowanym materiałem,

który, mam nadzieję, utrzyma poziom dotych-

czasowych tego typu publikacji – będzie

przystępny i pokaże praktyczne aspekty zwią-

zane z CPLD.

Diody D2...D6 są prostym interfejsem

użytkownika. Dołączono je do portów wej-

ścia-wyjścia za pomocą rezystorów R19,

R23...R26, których zadaniem jest ograni-

czenie płynącego prądu. Diodę LED można

włączyć poprzez wystawienie stanu niskiego

na stosowny port.

Do dyspozycji Czytelnika są również

dwa wyświetlacze 7-segmentowe. Jak łatwo

zauważyć, do obu wyświetlaczy doprowa-

dzone są te same sygnały (a, b, c, d, e, f,

g, dp), które przez rezystory ograniczające

są podłączone do układu programowalnego.

Konstrukcja urządzenia jest tak pomyślana,

że dla danej kombinacji tych sygnałów na

obu wyświetlaczach pojawia się identyczny

symbol. Pozwala to zaoszczędzić sporo pracy,

gdyż nie ma potrzeby definiowania dwóch

różnych zestawów kodów do wyświetlania

cyfr. Gdyby połączenia były doprowadzone

do wyświetlacza w różny sposób, to zaświe-

cenie np. segmentu a w pierwszym powo-

dowałoby zaświecenie np. segmentu dp w

drugim. Nie oznacza to jednak, że na obu

wyświetlaczach trzeba wyświetlać zawsze to

samo. Do układu programowalnego doprowa-

dzone są sygnały T1 oraz T2 sterujące włącze-

niem danego wyświetlacza. Dzięki obecności

prostych kluczy złożonych z tranzystorów T1

i T2 można włączać i wyłączać oba wyświet-

lacze niezależnie. Chcąc wyświetlić różne

cyfry na wyświetlaczach, można włączyć

pierwszy tranzystor sterujący WYS1, podać

kod żądanej cyfry na linie sterujące ( a...dp ),

odczekać chwilę, wyłączyć WYS1, zmienić

kombinację sygnałów sterujących na odpo-

wiadającą drugiej cyfrze i włączyć WYS2.

Po chwili proces ten zaczyna się od początku,

Budowa płytki prototypowej

Schemat płytki prototypowej pokazany jest

na rysunku 1 . Najważniejszym elementem

jest układ programowalny U8. Ma on 72

makrokomórki logiczne, co przekłada się na

około 1600 bramek logicznych. Zasoby te

są wystarczające do przygotowania niezbyt

złożonych projektów i całkowicie wystarczą

na potrzeby niniejszego kursu.

Urządzenie jest zasilane przez złącze

Z2 napięciem stabilizowanym 12V, które

jest wymagane do zasilenia przekaźnika.

Konieczne jest dalsze jego obniżenie, tak aby

uzyskać napięcie 3,3V, niezbędne dla układu

programowalnego. Dokonuje tego scalony

stabilizator U5. Niestety niektóre podzespoły

wymagają napięcia 5V, więc konieczny był

dodatkowy stabilizator U4. Dioda D7 stanowi

zabezpieczenie części cyfrowej przed odwrot-

ną polaryzacją, która mogłaby prowadzić do

zniszczenia urządzenia.

Elektronika dla Wszystkich

Sierpieñ 2008

Projekty AVT

+3.3V

R 15 1k

1N4007

+5V

B C557

R 4

15 0

R 18 1k

BC557

WYS1

7SEG

C18

100n

WYS2

7SEG

COM

U1E

74HC125

+3.3V

R 1

33 0

R 2

15 0

TDI

C19

100n

C20

100n

C29

100p

1 0

U1D

74HC125

R 6

33 0

R1 1

150

1 2

TCK

+3.3V

LED

C30

100p

1 3

LED1

R14

4.7k

R16

4.7k

R17

4.7k

+3.3V

R 7

33 0

R19 470

U1C

74HC125

LED

R 8

33 0

R4 1

15 0

TMS

LED2

+3.3V

C31

100p

R23 470

+5V

LED

U2E

74HC125

LED3

5.1k

+3.3V

R24 470

R1 3

15 0

TDO

LED

R 9

330

1 0

LED4

+3.3V

C32

100p

+12V

R25 470

+12V

LED

R21

4.7k

U2B

74HC125

LED5

C21

100n

+3.3V

R 10 47

R26 470

IRF840

R 22 10 0

+3.3V

DB25

R 20 1k

U1A

74HC125

U2A

74HC125

MOSFET

BC547

+3.3V

C22

100n

C23

100n

C24

100n

+5V

U2D

74HC125

U2C

74HC125

U1B

74HC125

XC9572XL

+5V

100n

C11

100n

1 3

SYNC

CLK

LED1

LED2

LED3

LED4

LED5

I/O/GCK1

I/O

CLK_FR

IRED

I/O/GCK2

I/O

I/O/GCK3

I/O

SEG_G

I/O/GSR

I/O

1N4007

LM7805

SPX1117

I/O/GTS2

I/O

+12V

+5V

+3.3V

I/O/GTS1

I/O

IN OUT

GND

IN OUT

GND

+12V

I/O

C10

I/O

GND

I/O

C12

100n

I/O

4 7u

1 00n

4 7u

1 00n

47u

SEG_C

SEG_DP

SEG_E

SEG_D

SEG_B

I/O

R 33 47 0

I/O

SEG_A

SEG_B

SEG_C

SEG_D

SEG_E

SEG_F

SEG_G

SEG_DP

SFH

PR1

1 00k

I/O

+5V

SEG_A

R 34 47 0

I/O

MOSFET

REL

I/O

+5V

10u

100n

R 35 47 0

I/O

SEG_F

R12

330

R27

330

R 36 47 0

I/O

+5V

+12V

GND

VCC

R 37 47 0

TRIG

REL1

RM085

C25

100n

CLK

+12V

OUT

R 38 47 0

+5V

RES

R 39 47 0

10n

10u

1N4007

U3 NE555

SFH5110

R 40 47 0

SFH

REL

BC547

R31 1k

+5V

+3.3V

+5V

GEN1

OSCYLATOR

R30 220

+5V

R29

+3.3V

R 32

330

C13

10u

C14

100n

C28

100n

C17

4.7u

IRED

C27

100n

R28

330

IRED

+5V

SYNC

CLK

GND

VCC

TRIG

CLK_FR

+5V

OUT

+5V

RES

C15

10n

C16

10u

C26

100n

U7 NE555

Rys. 1

tzn. od wystawienia kodu pierwszej cyfry i

włączenia WYS1. Taki sposób sterowania

wyświetlaczem nazywa się sterowaniem mul-

tipleksowanym.

Na interfejs użytkownika składają się także

przyciski S1, S2, S3, które po naciśnięciu podają

na port I/O stan niski. Przycisk puszczony wymu-

sza na porcie stan wysoki ze względu na obec-

ność rezystorów podciągających R14, R16, R17.

Do złącza Z1 będzie można podłą-

czyć urządzenie zasilane napięciem 12V

i sterować jego pracą. W założeniu ma to

być mała wiertarka modelarska, którą być

może Czytelnik stosuje do wykonywania

otworów w płytkach drukowanych. W dal-

szej części kursu będzie lekcja poświęco-

na budowie generatora PWM (modulacja

szerokości impulsu), dzięki czemu będzie

możliwe sterowanie prędkością obrotową

takiej wiertarki. Warto zauważyć, że bramka

tranzystora T4 nie może być bezpośrednio

podłączona do układu programowalnego.

Po pierwsze, konieczny jest rezystor, który

ograniczy prąd bramki. Co prawda tranzy-

story MOSFET są sterowane napięciem,

jednakże bramka oddzielona jest od podłoża

cienką warstwą izolatora i w efekcie tworzy

się kondensator o stosunkowo dużej pojem-

ności (1,3nF). W momencie zmiany stanu

na bramce należy go przeładować, czemu

towarzyszy duży impuls prądowy mogący

prowadzić do uszkodzenia układu – stąd

obecność rezystora R22.

Sierpieñ 2008

Elektronika dla Wszystkich

Projekty AVT

Napięcie pełnego otwarcia tranzystora

MOSFET może sięgnąć 4V, a układ programo-

walny dostarcza jedynie 3,3V. W niektórych

wypadkach układ działałby bez problemu, a

w innych nie. Kupowanie kilku tranzystorów

i wybieranie odpowiedniego mija się z celem,

więc konieczne było inne rozwiązanie. Jest

nim tranzystor bipolarny T3. Kiedy jest on

zatkany, bramka T4 jest podciągana do +12V

przez rezystory R21 i R22. Napięcie jest

większe od granicznej wartości 4V, więc tran-

zystor jest w pełni otwarty. Po wprowadzeniu

T3 w stan nasycenia (stan wysoki na porcie

wyjściowym dołączonym do R20) następuje

dołączenie masy do rezystorów R21 i R22.

Bramka T4 jest dołączona do masy poprzez

rezystor R22 i następuje zatkanie tranzystora

MOSFET.

Kolejnym modułem zaimplementowanym

na płytce prototypowej jest przekaźnik REL1

służący do włączania i wyłączania np. żarów-

ki. Pozwoli to w przyszłości zbudować pro-

sty układ automatyki do sterowania światła.

Wysterowanie przekaźnika również nie jest

możliwe bezpośrednio z portu układu progra-

mowalnego, więc konieczne było zastosowa-

nie tranzystora T5 w roli klucza.

Na płytce obecny jest moduł toru pod-

czerwieni, który pozwoli wykonać takie urzą-

dzenia, jak bariera podczerwieni czy licz-

nik przechodzących osób. Dioda nadawcza

podczerwieni D8 umożliwi wysyłanie wiązki

podczerwieni, która będzie następnie odbie-

rana przez scalony odbiornik typu SFH (U6).

Rezystor R32 ogranicza prąd płynący przez

diodę, aby uszkodzeniu nie uległ port ani sama

dioda IR. Elementy R30, C17, C27 tworzą pro-

sty filtr zapobiegający prze-

dostawaniu się zakłóceń do

odbiornika podczerwieni

po szynie zasilania.

Układ programowalny z

natury rzeczy jest synchro-

niczny, więc w wielu przy-

padkach do jego poprawnej

pracy będzie potrzebny syg-

nał zegarowy. Dodatkowo

konieczne będzie wyge-

nerowanie sygnału 36kHz

do sterowania diodą IR.

Do tego celu zastosowa-

no generator kwarcowy

GEN1. Zapewnia on syg-

nał synchronizacyjny i po

podzieleniu przez dzielniki

utworzone wewnątrz ukła-

du programowalnego moż-

liwe będzie wysterowanie

diody IR. Generator ten

musi być zasilany napię-

ciem 5V, podczas gdy

układ CPLD zasilany jest z

napięcia 3,3V. W normal-

nym przypadku konieczne

jest użycie układu konwer-

sji napięcia, który dostosuje je do poziomu,

jakim zasilany jest układ cyfrowy. W tym

przypadku nie było to konieczne, gdyż produ-

cent, czyli firma Xilinx, wbudował stosowne

zabezpieczenia w układ CPLD, dzięki czemu

akceptuje on sygnały o napięciu 5V.

Do układu programowalnego dołączony

jest sygnał CLK, pochodzący od układu U3,

którym jest popularna kostka NE555. Pracuje

ona w typowej konfiguracji i pełni rolę prze-

strajanego generatora sygnału prostokątnego.

Umożliwia ustawienie częstotliwości wyjścio-

wej w zakresie od około 1Hz do 100Hz

za pomocą potencjometru PR1. Rozwiązanie

takie pozwoli np. taktować liczniki sygnałem o

niskiej częstotliwości i obserwować ich pracę.

Na schemacie znajduje się jeszcze jeden

układ NE555, oznaczony symbolem U7.

Pracuje on w identycznej konfiguracji, z tą

różnicą, że częstotliwość sygnału prostokąt-

nego zmienia się wraz ze zmianą rezystancji

fotorezystora R29. Otrzymano w ten pro-

sty sposób możliwość pomiaru oświetlenia

zewnętrznego. Jest to drugi element (po prze-

kaźniku), który będzie wymagany do imple-

mentacji prostego sterownika oświetlenia.

Zamiast obchodzenia problemu pomiaru

oświetlenia przez wykorzystanie układu U7,

można byłoby wstawić przetwornik ADC, jed-

nakże uznałem, że proste rozwiązanie z NE555

będzie w zupełności wystarczające. Uniknięto w

ten sposób niepotrzebnej komplikacji płytki dru-

kowanej oraz podniesienia kosztu urządzenia.

Wszystkie sygnały zegarowe ( CLK, CLK_

FR, SYNC ) zostały doprowadzone do wejść

GCKn, które są przeznaczone do tego celu.

Na schemacie, oprócz omówionych powy-

żej elementów, znajduje się jeszcze moduł

otoczony przerywanymi kreskami. Nietrudno

się domyślić, że jest to programator JTAG

zintegrowany z płytką prototypową. Dzięki

integracji tego układu, programowanie CPLD

sprowadza się do uruchomienia programu

iMPACT (omówiony zostanie później) i prze-

słania pliku konfiguracyjnego przez przewód

LPT (standardowy przewód). Płytkę proto-

typową można wykorzystać w przyszłości

również jako programator – po umieszczeniu

układu XC9536XL lub XC9572XL w pod-

stawce można wgrać program i przełożyć

układ do innego urządzenia. W oparciu o frag-

ment zaznaczony przerywaną kreską można

wykonać płytkę drukowaną i stworzyć dedy-

kowany programator do swoich opracowań.

Jego zaletą będzie możliwość programowania

układów CPLD w systemie.

W tym miejscu pragnę wspomnieć, że

zaznaczony fragment nie jest moim opraco-

waniem i pochodzi z materiałów firmy Xilinx

(JTAG Parallel Download Cable ). Moja rola

sprowadziła się w tym miejscu do przeryso-

wania tego schematu i zaprojektowania do

niego druku.

Testowanie

poprawności montażu

Układ można zmontować na płytce drukowa-

nej pokazanej na rysunku 2 .

Przed przystąpieniem do wykonywania ćwi-

czeń, które rozpoczną się w przyszłym mie-

siącu, należy bardzo dokładnie przetesto-

wać urządzenie. Jeżeli na dalszym etapie

Rys. 2

Elektronika dla Wszystkich

Sierpieñ 2008

Projekty AVT

pojawią się błędy, będziesz miał

Czytelniku, pewność, że wynikają

one z błędów w implementacji,

a nie z powodów czysto sprzęto-

wych. Jeżeli zaniedbasz sprawdze-

nie poprawności montażu, takiej

gwarancji nie będzie i ustalenie,

co jest odpowiedzialne za błędy w

pracy (sprzęt czy implementacja),

będzie znacznie trudniejsze i cza-

sochłonne.

Przed rozpoczęciem testowania

należy zastanowić się w jaki spo-

sób wgrać test do układu CPLD.

W tym odcinku pominięta zostanie

kwestia, JAK zbudować taki test,

gdyż wykorzystamy gotowy test

dostępny na Elportalu (aczkolwiek

niecierpliwi i ambitni Czytelnicy

znajdą tam również pliki źródłowe

testu, które można otworzyć w

środowisku WebPACK ISE, obej-

rzeć, zmienić itp.). Implementacją

projektów zajmować się będziemy

w kolejnych częściach. Schemat

tego testu widać na rysunku 3 .

Wgrywanie testu rozpocznijmy

od wybrania Start->Programy-

>Xilinx ISE 6->Accessories-

>iMPACT . Uruchomiony zostanie

program widoczny na rysunku

4 . Zanim zaczniesz klikać Dalej,

upewnij się, że płytka prototypo-

wa jest zasilana napięciem +12V

i jest podłączona do portu LPT

za pomocą stosownego przewodu.

Kiedy już tak będzie, klikaj Dalej

w kolejnych czterech okienkach.

Jeżeli na płytce nie ma błędów

montażowych, w podstawce znaj-

duje się układ CPLD, układ jest

zasilany i podłączony do portu,

to powinien ukazać się znalezio-

ny przez program układ ( rysunek

5 ). Klikając dwukrotnie na ikon-

ce układu CPLD, otworzy okno

wyboru pliku, w którym należy

odnaleźć pobrany uprzednio z

Elportalu plik z testem ( test_pcb.

jed ) i wybrać z menu Operations

pozycję Program . W otwartym

oknie zaznaczamy jedynie Erase

Before Programming i klikamy

OK. Test zostanie załadowany.

Prześledźmy teraz pracę poszcze-

gólnych bloków razem z sugestia-

mi, co może być uszkodzone, jeśli

nie pracują, tak jak powinny.

Zacznijmy od diod LED. Po

zakończeniu programowania diody

powinny zaświecać się kolejno,

tzn. najpierw pierwsza, potem druga, trzecia,

czwarta, piąta i znowu pierwsza. Jeżeli któraś

z diod się nie świeci (lub jest włączona cały

czas), to należy poszukać przerwy lub zwarcia

wanego na U7, więc po

osłonięciu ręką fotorezy-

stora lub silniejszym jego

oświetleniu (np. lamp-

ką) powinna się zmienić.

Jeżeli tak się nie dzieje

(lub diody w ogóle się nie

zapalają), to należy spraw-

dzić czy, generator pracu-

je (np. podłączając diodę

LED z rezystorem szerego-

wym 1k do wyprowadze-

nia 3 układu U7 oraz masy

– dioda powinna migać).

Jeżeli generator pracuje, a

nie zmienia się częstotli-

wość, to trzeba sprawdzić,

czy nie ma zimnych lutów

przy R29 i czy jego rezy-

stancja ulega zmianie (po

odłączeniu zasilania nale-

ży podłączyć omomierz).

Przy braku oświetlenia

rezystancja powinna być

w granicach 50k.

Po naciśnięciu S1 stan

diod LED powinien ulec

zanegowaniu, tzn. tylko

jedna dioda powinna być

wyłączona, a pozostałe

świecić. Po puszczeniu

przycisku ponownie tylko

jedna dioda się świeci.

Gdy tak się nie dzieje,

należy sprawdzić, czy na

przycisku S1 jest masa

oraz czy w miejscu łącze-

nia rezystora R14 z S1

stan zmienia się między

0V a 3,3V.

Następnym krokiem jest

sprawdzenie działania toru

podczerwieni, czyli diody

nadawczej IR i odbior-

nika SFH5110. Jeżeli tor

pracuje prawidłowo, tzn.

następuje przejście sygna-

łu od diody do odbiornika

z częstotliwością 36kHz,

to na wyświetlaczach 7-

segmentowych włączona

zostanie kropka. Wielce

prawdopodobne jest, iż

kropka będzie włączona

cały czas, należy nasunąć

na diodę IR kawałek czar-

nej rurki termokurczliwej

– wtedy kropka zgaśnie.

Zbliżenie ręki do wylotu

rurki sprawi, że wiązka

światła ulegnie odbiciu,

trafi na odbiornik i w efekcie włączy się krop-

ka – tak wygląda prawidłowa praca toru pod-

czerwieni. Jeżeli kropka na wyświetlaczu w

ogóle się nie włącza, poszukiwania przyczyny

CB4CE

CEO

VCC

Generator kwarcowy, wyœwietlacze, generator przestrajany

C E

CLK_GEN

INV

CLR

BUF

IRED OUT

CB4CE

CEO

CB4CE

CEO

CB4CE

CEO

CB4CE

CEO

AND2

VCC

C E

SFH

BUF

CLR

BUF

AND2

Przycisk S3, przekaŸnik

INV

REL

INV

Przycisk S2, MOSFET

XO R2

LED1

Wyœwietlacz 7-seg.

MOSFET

BUF

CLK

XO R2

BUF

LED2

CB4CE

CEO

D3_8E

D D7

CB4CE

CEO

dekoder

IN V

XO R2

VCC

LED3

C E

VCC

C E

XO R2

CLR

LED4

CLK FR

XO R2

LED5

Diody LED, generator z fotorezystorem

Rys. 3

Rys. 4

Rys. 5

na płytce. Możliwe również, że przy rezysto-

rach występuje zimny lut – trzeba to sprawdzić

omomierzem. Szybkość przeskakiwania jest

zależna od częstotliwości generatora zbudo-

Sierpieñ 2008

Elektronika dla Wszystkich

Projekty AVT

należy zacząć od podania na odbiornik wiązki

podczerwieni z dowolnego pilota i obserwacji

kropki – jeżeli zostanie włączona, to odbiornik

pracuje prawidłowo, jeżeli nie – należy poszu-

kać błędów na płytce (zimne luty, przerwy,

etc.) lub w ostateczności wymienić odbiornik.

Przyczyna może również tkwić w ścieżce

łączącej układ programowalny z segmentem

kropki w wyświetlaczu. Sam odbiornik można

sprawdzić za pomocą diody LED z rezystorem

1k, przyłączając je do +5V oraz wyjścia ukła-

du. UWAGA!!! Nie należy stosować odpo-

wiedników układu odbiorczego podczerwieni

(np. TSOP1736), gdyż mają one inny rozkład

wyprowadzeń. Chyba że Czytelnik uwzględni

te różnice przy wlutowywaniu układu – po

szczegóły odsyłam do noty katalogowej.

Po stwierdzeniu, że to nie odbiornik jest

winny, pozostają następujące ewentualno-

ści: błędy montażowe diody LED (zwarcia,

przerwy na druku, zimny lut albo odwrotnie

wlutowana dioda) lub uszkodzony generator

kwarcowy. Generator kwarcowy jest wyko-

rzystywany również do obsługi wyświetlaczy,

więc poprawność jego pracy można ocenić

także na podstawie następnego testu. Jeżeli nie

jest winny generator, pozostaje sprawdzić, czy

dioda nie została wlutowana odwrotnie, czy

nie pomylono rezystora R32 lub w ostateczno-

ści wymienić diodę IR.

Kolejny test sprowadza się do obserwacji

wyświetlaczy 7-segmentowych. Po urucho-

mieniu układu wskazania na obu wyświetla-

czach powinny być identyczne i zmieniać się

od 0 do 9. Należy zwrócić uwagę, czy świecą

się wszystkie segmenty oraz czy któryś nie

jest włączony na stałe. Jeżeli wyświetlacz nie

pracuje zgodnie z tym opisem, pozostaje skon-

trolować, czy nie ma zimnych lutów przy rezy-

storach R33...R40

oraz przy samych

wyświetlaczach.

Jeżeli nie włącza się

jeden z wyświetla-

czy, odpowiedzialny

za to jest uszkodzony

tranzystor, przerwa

na ścieżkach, lub

generator kwarco-

wy, który odpowia-

da za przełączanie

wyświetlaczy. Jednak

jego działanie zosta-

ło sprawdzone przed

chwilą. Działanie

tranzystora najłatwiej

jest sprawdzić łącząc

rezystorem 1k bazę

tranzystora do masy – powinien się wtedy

włączyć dołączony do niego wyświetlacz.

Sprawdzenie przekaźnika jest bardzo proste

i sprowadza się do wciśnięcia przycisku S3

– powinno być słychać jego przełączenie. Dla

pewności można posłużyć się omomierzem i

sprawdzić, czy odpowiednie zestyki są zwie-

rane i rozwierane po puszczeniu przycisku. W

przypadku nieprawidłowości tok postępowania

jest standardowy – sprawdzenie płytki pod

kątem przerwanych ścieżek, zimnych lutów

itp. Należy sprawdzić również podciąganie

do plusa portu 27. Przyczyną uszkodzenia

może być również tranzystor – po dołączeniu

jego bazy do +3,3V przez rezystor 1k powin-

no nastąpić przełączenie przekaźnika. Warto

również zmierzyć napięcie – na jednym z

wyprowadzeń cewki przekaźnika musi być

napięcie +12V.

Sprawdzenie tranzystora MOSFET wyglą-

da podobnie. Zaczynamy od podłączenia wol-

tomierza do złącza Z1 i sprawdzenia, czy

następuje zmiana napięcia z 0V na 12V po

naciśnięciu przycisku S2. Jeżeli nie – pozostaje

wyeliminować przyczyny takie jak zimne luty,

przerwy etc. Jeżeli nie uda się w ten sposób zna-

leźć błędu, pozostaje sprawdzenie tranzysto-

rów, zaczynając od MOSFET-a. Pozostawiając

dołączony woltomierz do złącza Z1, należy

dołączyć bramkę T4 do +12V a potem do masy

poprzez rezystor 100Ω i obserwować zmianę

napięcia wskazywaną przez woltomierz. Jeżeli

taka zmiana nie nastąpi, pozostaje wymiana

tranzystora MOSFET na sprawny. Należy się

też upewnić, czy wlutowany został właściwy

typ tranzystora. Po stwierdzeniu, że T4 pra-

cuje prawidłowo, należy sprawdzić działanie

T3, dołączając jego bazę do +3,3V oraz masy

poprzez rezystor 1k i obserwować napięcie

na woltomierzu. Gdy nie ulega ono zmianie

– tranzystor jest do wymiany.

Na koniec pozostaje mi wspomnieć o pew-

nej zastanawiającej rzeczy, jaka pojawiła się

na etapie uruchamiania prototypu niniejszej

płytki testowej. Mianowicie z nieznanych mi

powodów port 40 oraz 43 nie pracowały pra-

widłowo, tzn. nie dawało się na nich wymusić

logicznego zera. Można podejrzewać, że układ

CPLD uległ uszkodzeniu. Zastanawiające jest

jednakże, iż drugi egzemplarz zachowywał się

identycznie... Jak wspomniałem, nie udało mi

się ustalić przyczyny tego stanu rzeczy pomi-

mo zapytań na forum firmy Xilinx. Pozostało

mi jedynie obejść ten problem, co sprowadziło

się do podłączenia T1 oraz segmentu F do

innych wyprowadzeń. Stąd moja sugestia:

jeżeli zdarzyłoby się tak, że pomimo bardzo

starannej kontroli nie uda się zmusić układu do

pracy, jest na to prosta i brutalna rada: przeciąć

ścieżkę i dolutować ją za pomocą przewodu do

innego, wolnego portu. Mam nadzieję, że nie

będzie to jednak konieczne...

Półprzewodniki

D1,D7 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1N4007

D2-D6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . LED

D8 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . IRED

D9 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1N4007

T1,T2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .BC557

T3,T5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .BC547

T4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . IRF840

U1,U2 . . . . . . . . . . . . . . . . . .74HC125 (SMD - SO14)

U3,U7 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . NE555 (SMD - SO8)

U4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . LM7805

U5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . SPX1117u330617L

U6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .SFH5110

U8 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .XC9572XL (PLCC44)

WYS1,WYS2 . . . . . . . . . . . . .wyśw. 7-seg. wsp. anoda

Pozostałe

GEN1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24MHz

J1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .DB25 M, do druku

REL1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . RM085

S1-S3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . uSwitch

Z1,Z2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .ARK2

Z3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .ARK3

Podstawka PLCC44

Wykaz elementów

Rezystory

R1,R6,R7-R9,R12,R27,R28,R32 330 Ω (0805)

R3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5,1k Ω (0805)

R4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 150 Ω (0805)

R5,R15,R18 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1k Ω (0805)

R10 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 Ω (0805)

R14,R16,R17,R21 . . . . . . . . . . . . . . . . . 4,7k Ω (0805)

R19,R23, R24-R26,R33-R40 470 Ω (0805)

R2,R11,R13,R41 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 150 Ω

R20,R31 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1k Ω

R22 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100 Ω (0805)

R29 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . FR 16k Ω ...33k Ω

R30 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 220 Ω

PR1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .PR 100k Ω

Kondensatory

C1,C4,C13,C16 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10μF

C17 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4,7μF

C2,C6,C8,C9,C11,C12,C14,C18-C28 100nF (0805)

C29-C32 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100pF (0805)

C3,C15 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10nF (0805)

C5,C7,C10. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47μF

Komplet podzespołów z płytką jest dostępny w sieci handlo wej AVT

jako kit szkolny AVT-2875

Jakub Borzdyński

jakub.borzdynski@elportal.pl

Elektronika dla Wszystkich

Sierpieñ 2008

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: