Как проверить исправность микроконтроллера?
У меня есть MSP430 Launchpad. На нем была уже зашита программа мигания светодиодом и она работала нормально. После этого я попробовал зашить туда другую программу, но она почему то не работала, хотя в IAR все биты регистров устанавливались, как надо. Я попробовал подать единицу на все пины и проверил мультиметром напряжение, на некоторых оно было в норме, а на большей части пинов нет, причем иногда неработающие начинали работать, загорался светодиод. Значит ли это, что микроконтроллер вышел из строя?
- Вопрос задан более трёх лет назад
- 7767 просмотров
Комментировать
Решения вопроса 0
Ответы на вопрос 2
Любые ответы на любые вопросы
Нужно проверить, та ли прошивка сейчас находится в контроллере.
Если прошивка совпадает с записанной, стоит проверить флеш-память, записав в контроллер случайные данные на весь размер памяти, а затем считав их.
После этого стоит проверить все пины контроллера, подавая на них 1 и 0 в произвольных комбинациях.
Контроллер может быть частично исправным, поэтому при наличии подозрений проще его заменить.
Ответ написан более трёх лет назад
jadzouh @jadzouh Автор вопроса
А как проверить, та ли прошивка там находится? Вот я прошиваю через IAR, как мне узнать, прошилась ли эта самая программа? И еще: на ланчпаде по умолчанию шла программа измерения температуры, я попробовал зашить ее, причем зашивалась она через bat файл. И эта программа работала нормально. Но она вроде не использует пины. Может у меня порты вышли из строя?
jadzouh: порты могли выйти из строя в случае короткого замыкания или подачи чрезмерного напряжения.
Инструмент прошивки обычно позволяет считать содержимое чипа.
Проверка микросхем мультиметром: инструкция и советы
Чтобы проверить микросхему радиолюбители используют такие устройства, как мультиметры, специальные тестеры, осциллографы. Однако в простых случаях вполне можно и без всего вышеперечисленного. Для успешной проверки необходимо хотя бы примерно знать устройство микросхемы, какие сигналы и напряжения должны поступать на ее входы и формироваться на ее выходах. Рассмотрим вероятные сценарии проведения проверочных работ.
Способы проверки
Существует несколько способов, позволяющих проверить микросхему на работоспособность.
Внешний осмотр
Если микросхема установлена на плате и выпаивать ее нежелательно, то необходимо осуществить ее визуальный осмотр. При внимательном изучении можно обнаружить очевидные дефекты. Таковыми могут быть перегоревшие контакты, обгоревшие и отпавшие провода, трещины на корпусе, обгоревшие обвесные компоненты. Если видимых повреждений не обнаружено, необходимы более сложные действия.
Проверка работоспособности с помощью мультиметра
Следующий шаг проверки – диагностика цепей питания системы. Для этой цели используется мультиметр. Для уточнения выводов питания рекомендуется заглянуть в datasheet на микросхему. Плюс в нем обозначается как VCC+, минус – VCC-, общий провод – GND. Минусовый щуп мультиметра подводится к минусу устройства, плюсовой щуп – к плюсу. Если напряжение соответствует норме для данной системы, то цепи питания устройства являются рабочими. Если обнаружены проблемы, то цепь питания отпаивают и проверяют ее исправность. Если она исправна, то проблема заключается в самой микросхеме.
Выявление нарушений в работе выходов
Если микросхема имеет несколько выходов и хотя бы один из них неработоспособен или функционирует некорректно, вся схема не сможет выполнять назначенные функции.
Проверку выходов мультиметром начинают с измерения напряжения на выводе интегрированного в микросхему источника опорного напряжения Vref. Его номинальное напряжение указывается в сопроводительных документах на устройство. На этом выводе должно присутствовать постоянное напряжение установленной величины. Если напряжение ниже или выше этого значения, то внутри устройства происходят нештатные процессы.
Если в микросхеме присутствует времязадающая RC-цепь, то на ней в рабочем режиме должны происходить колебания. В даташите указывается вывод, на котором предусмотрены такие колебания. Проверочные работы в данном случае осуществляют с помощью осциллографа. Его общий щуп устанавливается на минус питания, измерительный щуп – на RC-вывод. Если при проведении измерений обнаруживаются колебания установленной формы, то устройство исправно. Отсутствие колебаний или их неправильная форма свидетельствуют о проблемах в микросхеме или времязадающих элементах.
Если микросхема выполняет функции управляющего компонента, то на выходном управляющем выводе (или нескольких) должны присутствовать соответствующие сигналы. По datasheet определяют, какой вывод является управляющим. Вывод или выводы проверяют с помощью осциллографа таким же способом, как времязадающие RC-цепи. Если сигнал на этих выводах присутствует и соответствует заданной форме, то данная микросхема является полностью работоспособной. Если же сигнал отсутствует или его форма отличается от нормальной, необходимо проверить управляемую цепь, так как причиной неисправности может быть именно она. Если управляемая цепь исправна, то микросхема неработоспособна и ее необходимо заменить.
Влияние разновидности микросхем на способы проверки
Способ и сложность проверочных работ во многом зависит от типа схемы:
- Самые простые для проверки мультиметром являются микросхемы серии КР 142, имеющие три вывода. Проверка осуществляется подачей напряжения на вход и его измерением на выходе. На основании этих измерений делается вывод об исправности системы.
- Более сложные для проверки – микросхемы серий К 155, К 176. Для проверочных мероприятий понадобятся: колодка и источник питания с определенным уровнем напряжения, который подбирается под конкретную систему. На вход подается сигнал, контролируемый на выходе с помощью мультиметра.
- При необходимости проведения более сложных проверок используют не мультиметры, а специальные тестеры, которые можно собрать самостоятельно или купить в магазине радиоэлектроники. Тестеры позволяют проверить прозвонкой исправность отдельных узлов схемы. Данные проверки обычно отображаются на экране тестера, что позволяет сделать вывод о работоспособности отдельных элементов устройства.
При проведении проверок работоспособности микросхемы необходимо смоделировать нормальный режим ее работы. Для этого подаваемое напряжение должно соответствовать нормальному уровню, который соответствует конкретной системе. Проверять микросхемы на исправность рекомендуется на специальных проверочных платах.
Как проверить микроконтроллер на исправность
В ремонте техники и сборке схем всегда нужно быть уверенным в исправности всех элементов, а иначе вы зря потратите время. Микроконтроллеры тоже могут сгореть, но как его проверить, если нет внешних признаков: трещин на корпусе, обугленных участков, запаха гари и прочего? Для этого нужно:
- Источник питания со стабилизированным напряжением;
- Мультиметр;
- Осциллограф.
Внимание:
Полная проверка всех узлов микроконтроллера трудна – лучший способ заменить заведомо исправным, или на имеющийся прошить другой программный код и проверить его выполнение. При этом программа должна включать как проверку всех пинов (например, включение и отключение светодиодов через заданный промежуток времени), а также цепи прерываний и прочего.
Теория
Микроконтроллер – это сложное устройство в нём многофункциональных узлов:
- цепи питания;
- регистры;
- входы-выходы;
- АЛУ;
- ОЗУ;
- ПЗУ;
- АЦП;
- интерфейсы и прочее.
Поэтому при диагностике микроконтроллера возникают проблемы:
Работа очевидных узлов не гарантирует работу остальных составных частей.
Прежде чем приступать к диагностике любой интегральной микросхемы нужно ознакомиться с технической документацией, чтобы её найти напишите в поисковике фразу типа: «название элемента datasheet», как вариант – «atmega328 datasheet».
На первых же листах вы увидите базовые сведения об элементе, для примера рассмотрим отдельные моменты из даташита на распространенную 328-ю атмегу, допустим, она у нас в dip28 корпусе, Нужно найти цоколевки микроконтроллеров в разных корпусах, рассмотрим интересующий нас dip28.
Первое на что мы обратим внимание – это то, что выводы 7 и 8 отвечают за плюс питания и общий провод. Теперь нам нужно узнать характеристики цепей питания и потребление микроконтроллера. Напряжение питания от 1.8 до 5.5 В, ток потребляемый в активном режиме – 0.2 мА, в режиме пониженного энергопотребления – 0.75 мкА, при этом включены 32 кГц часы реального времени. Температурный диапазон от -40 до 105 градусов цельсия.
Этих сведений нам достаточно, чтобы провести базовую диагностику.
Основные причины
Микроконтроллеры выходят из строя, как по неконтролируемым обстоятельствам, так и из-за неверного обращения:
1. Перегрев при работе.
2. Перегрев при пайке.
3. Перегрузка выводов.
4. Переполюсовка питания.
5. Статическое электричество.
6. Всплески в цепях питания.
7. Механические повреждения.
8. Воздействие влаги.
Рассмотрим подробно каждую из них:
1. Перегрев может возникнуть, если вы эксплуатируете устройство в горячем месте, или если вы свою конструкцию поместили в слишком маленький корпус. Температуру микроконтроллера может повысить и слишком плотный монтаж, неверная разводка печатной платы, когда рядом с ним находятся греющиеся элементы – резисторы, транзисторы силовых цепей, линейные стабилизаторы питания. Максимально допустимые температуры распространенных микроконтроллеров лежат в пределах 80-150 градусов цельсия.
2. Если паять слишком мощным паяльником или долго держать жало на ножках вы можете перегреть мк. Тепло через выводы дойдёт до кристалла и разрушит его или соединение его с пинами.
3. Перегрузка выводов возникает из-за неверных схемотехнических решений и коротких замыканий на землю.
4. Переполюсовка, т.е. подача на Vcc минуса питания, а на GND – плюса может быть следствием неправильной установки ИМС на печатную плату, или неверного подключения к программатору.
5. Статическое электричество может повредить чип, как при монтаже, если вы не используете антистатическую атрибутику и заземление, так и в процессе работы.
6. Если произошел сбой, пробило стабилизатор или еще по какой-то причине на микроконтроллер было подано напряжение выше допустимого – он вряд ли останется цел. Это зависит от продолжительности воздействия аварийной ситуации.
7. Также не стоит слишком усердствовать при монтаже детали или разборке устройства, чтобы не повредить ножки и корпус элемента.
8. Влага становится причиной окислов, приводит к потере контактов, короткого замыкания. Причем речь идет не только о прямом попадании жидкости на плату, но и о длительной работе в условиях с повышенной влажностью (возле водоёмов и в подвалах).
Проверяем микроконтроллер без инструментов
Начните с внешнего осмотра: корпус должен быть целым, пайка выводов должна быть безупречной, без микротрещин и окислов. Это можно сделать даже с помощью обычного увеличительного стекла.
Если устройство вообще не работает – проверьте температуру микроконтроллера, если он сильно нагружен, он может греться, но не обжигать, т.е. температура корпуса должна быть такой, чтобы палец терпел при долгом удерживании. Больше без инструмента вы ничего не сделаете.
Проверка мультиметром
Проверьте, приходит ли напряжение на выводы Vcc и Gnd. Если напряжение в норме нужно замерить ток, для этого удобно разрезать дорожку, ведущую к выводу питания Vcc, тогда вы сможете локализоровать измерения до конкретной микросхемы, без влияния параллельно подключенных элементов.
Не забудьте зачистить покрытие платы до медного слоя в том месте, где будете прикасаться щупом. Если разрезать аккуратно, восстановить дорожку можно каплей припоя, или кусочком меди, например из обмотки трансформатора.
Как вариант можно запитать микроконтроллер от внешнего источника питания 5В (или другого подходящего напряжения), и замерить потребление, но дорожку резать все равно нужно, чтобы исключить влияние других элементов.
Для проведения всех измерений нам достаточно сведений из даташита. Не будет лишним посмотреть, на какое напряжение рассчитан стабилизатор питания для микроконтроллера. Дело в том, что разные микроконтроллерные схемы питаются от разных напряжений, это может быть и 3.3В, и 5В и другие. Напряжение может присутствовать, но не соответствовать номиналу.
Если напряжения нет – проверьте, нет ли КЗ в цепи питания, и на остальных ножках. Чтобы быстро это сделать отключите питание платы, включите мультиметр в режим прозвонки, поставьте один щуп на общий провод платы (массу).
Обычно она проходит по периметру платы, а на местах крепления с корпусом имеются залуженные площадки или на корпусах разъёмов. А вторым проведите по всем выводам микросхемы. Если он где-то запищит – проверьте что это за пин, прозвонка должна сработать на выводе GND (8-й вывод на atmega328).
Если не сработала – возможно, оборвана цепь между микроконтроллером и общим проводом. Если сработала на других ножках – смотрите по схеме, нет ли низкоомных сопротивлений между пином и минусом. Если нет – нужно выпаять микроконтроллер и прозвонить повторно. То же самое проверяем, но теперь между плюсом питания (с 7-м выводом) и выводами микроконтроллера. При желании прозваниваются все ножки между собой и проверяется схема подключения.
Проверка осциллографом
Осциллограф – глаза электронщика. С его помощью вы можете проверить наличие генерации на резонаторе. Он подключается между выводами XTAL1,2 (ножки 9 и 10).
Но щуп осциллографа имеет ёмкость, обычно 100 пФ, если установить делитель на 10 ёмкость щупа снизится до 20 пФ. Это вносит изменения в сигнал. Но для проверки работоспособности это не столь существенно, нам нужно увидеть есть ли колебания вообще. Сигнал должен иметь форму наподобие этой, и частоту соответствующую конкретному экземпляру.
Если в схеме используется внешняя память, то проверить можно очень легко. На линии обмена данными должны быть пачки прямоугольных импульсов.
Это значит, что микроконтроллер исправно выполняет код и обменивается информацией с памятью.
Используем программатор
Если выпаятьмикроконтроллер и подключить его к программатору можно проверить его реакцию. Для этого в программе на ПК нажмите кнопку Read, после чего вы увидите ID программатора, на AVR можно попробовать читать фьюзы. Если нет защиты от чтения, вы можете считать дамп прошивки, загрузить другую программу, проверить работу на известном вам коде.Это эффективный и простой способ диагностики неисправностей микроконтроллера.
Программатор может быть как специализированным, типа USBASP для семейства АВР:
Так и универсальный, типа Miniprog.
Схема подключения USBASP к atmega 328:
Заключение
Как таковая проверка микроконтроллера не отличается от проверки любой другой микросхемы, разве что у вас появляется возможность использовать программатор и считать информацию микроконтроллера. Так вы убедитесь в его возможности взаимосвязи с ПК. Тем не менее, случаются неисправности, которые нельзя детектировать таким образом.
Вообще управляющее устройство редко выходит из строя, чаще проблема заключается в обвязке, поэтому не стоит сразу же лезть к микроконтроллеру со всем инструментарием, проверьте всю схему, чтобы не получить проблем с последующей прошивкой.
- Как с помощью Ардуино безопасно управлять нагрузкой на напряжении 220 вольт
- Подключение аналоговых датчиков к Ардуино, считывание показаний датчиков
- Какую плату Arduino выбрать
Надеюсь, что эта статья была для вас полезной. Смотрите также другие статьи в категории Схемы на микроконтроллерах
Подписывайтесь на канал в Telegram про электронику для профессионалов и любителей: Практическая электроника на каждый день
Поделитесь этой статьей с друзьями:
Как проверить исправность цифровых микросхем без выпайки их из платы
Очень часто когда приходится ремонтировать цифровую технику сталкиваешься с такой проблемой — одна цифрова микросхема закорачивает другую микросхему, поэтому когда проверяешь сигнал на выходе микросхемы и его там нет, можно придти к ложному выводу что микросхема не исправна. Я обычно разрываю печатные дорожки к другим микросхемам. Но есть ли другой способ чтобы проверять микросхемы без разрыва дорожек ? Кто знает поскажите пожалуйста.
Вот пример:
Ремонтировал цифровое радио. Не было сигнала с выхода регистра сдвига включенного по схеме делителя частоту. Проверил осциллографом сигнал на входе — сигнал был. Подумал что несправен делитель. Но когда отпаял один выход, сигналы появились на всех выходах, включая тот который отпаял. Значит микросхема исправна.
Инженеры КОМПЭЛ провели сравнительное тестирование аккумуляторов EVE и Samsung популярного для бытовых и индустриальных применений типоразмера 18650. Для теста были выбраны аккумуляторы литий-никельмарганцевой системы: по два образца одного наименования каждого производителя – и протестированы на двух значениях тока разряда: 0,5 А и 2,5 А. Испытания проводились в нормальных условиях на электронной нагрузке EBD-USB от ZKEtech, а зарядка осуществлялась от лабораторного источника питания в режиме CC+CV в соответствии с рекомендациями в даташите на определенную модель.
Регистрация: 13.05.2006
Сообщений: 3,908
Репутация: 1246
| 27.07.2008 13:07 | #2 |
Для шинных буферов типа SN74LS640 и др помогает надевание сверху на впаянную неисправную микросхему микросхемы исправной. Кратковременно можно подать проводом сигнал нужной полярности и проследить изменения осциллом-микросхемы обычно из строя не выходят. То есть если у тебя выход 1-й м/сх соединен с входом 2-й м/сх и все время ноль на дорожке-подаем 5 вольт и смотрим выход 2-й микрухи. Если изменилось, то скорее всего сдохла 1-я, если не изменилось то 2-я. Это вообще, конечно шаманство, но иногда помогает. Если есть повторяющиеся блоки, но по осциллографу не понятно, можно тестером вызванивать одинаковые микросхемы в этих похожих блоках. Но лучше всего, это хорошо представлять как это все должно работать. Если же это невозможно, то вышеописанное, костер и прыжки вокруг него с бубном шамана. Противное это занятие.
Компания Компэл, официальный дистрибьютор EVE Energy, бренда №1 по производству химических источников тока (ХИТ) в мире, предлагает продукцию EVE как со склада, так и под заказ. Компания EVE широко известна в странах Европы, Америки и Юго-Восточной Азии уже более 20 лет. Недавно EVE была объявлена поставщиком новых аккумуляторных элементов круглого формата для электрических моделей «нового класса» компании BMW. Продукция EVE предназначена для самого широкого спектра применений – от бытового до промышленного.