Name: Многофункциональный пробник на микроконтроллере PIC16F870
Item: Многофункциональный пробник на микроконтроллере PIC16F870
Author: Алексей

Многофункциональный пробник на микроконтроллере PIC16F870

Суперпробник – это простой и дешевый в изготовлении прибор с большим набором функций и возможностей, построенный на единственном микроконтроллере PIC16F870 компании Microchip. Для отображения режимов работы, параметров, функций используется четырехразрядный

Режимы работы: логический пробник, генератор импульсов, частотомер, счетчик импульсов, вольтметр, напряжение на p-n переходе (диоды, транзисторы), измеритель емкости конденсаторов, измеритель индуктивности, генератор сигнала 500 Гц, генератор NTSC видеосигнала, генератор ASCII таблицы (RS-232), генератор MIDI ноты, генератор импульсов для сервоконтроллеров, генератор прямоугольного сигнала, генератор серии псевдослучайных чисел, генератор импульсов для проверки приемных ИК модулей, ШИМ.

Принципиальная схема прибора представлена на рисунке ниже.

Используемый четырехразрядный светодиодный индикатор – LTC4627 (или MSQ4911C) с общим анодом. Регулятор напряжения с малым падением напряжения (low drop out regulator) – LM2931. Регулятор сохраняет работоспособность в диапазоне входного напряжения 5.0…30.0 В и имеет схему защиты от переполюсовки питания.

Как вы заметили, схемотехническое решение очень простое, отсутствуют обычные резисторы в цепях индикатора. Они обычно используются для каждого сегмента индикатора (включаются последовательно с сегментом) для ограничения тока и с целью одинакового свечения сегментов. Микроконтроллер PIC ограничивает ток на уровне приблизительно 25 мА на каждую линию, программное обеспечение разработано таким образом, чтобы в каждый момент времени активным был лишь один сегмент. Также при таком методе устраняется эффект многократных сегментов. Несмотря на свою простоту, устройство не требует какой-либо наладки, имеет хорошую повторяемость: многочисленные изготовленные варианты показали надежную и достойную работу.

В различных режимах работы используются резисторы R1 – R6, R10, но для каждого режима по разному. Неиспользуемые резисторы для специфических режимов отключаются от схемы путем управления соответствующими линиями ввода/вывода микроконтроллера. Резистор R5, например, используется в режиме генератора импульсов, R4 – используется для зарядки конденсатора при измерении его емкости.

Устройство собрано на монтажной плате, которая монтируется в подходящий корпус.

Выбор режимов работы осуществляется кнопкой BUT1 при удержании нажатой кнопки BUT2. Смена режимов работы происходит циклически, название режима отображается на индикаторе. Выход из любого режима осуществляется нажатием и удерживанием двух копок. Выбранный режим работы сохраняется при выключении питания, что удобно при питании пробника от исследуемой схемы.

Сведения о режимах работы, описание и порядок работы.

Имя режима (символы отображаемые на ндикаторе)	Название режима работы	Описание и порядок работы
Prob	Логический пробник	В режиме логического пробника на дисплее отображается в первом знакоместе: «H» – высокий уровень (напряжение выше 3.7 В); «L» – низкий уровень (напряжение ниже 0.8 В); «–» – плавающее состояние. Если будут обнаружены импульсы, то во втором знакоместе на индикаторе будет отображаться мигающий символ «Р».
PULS	Логический пульсатор	В этом режиме на дисплее, в последних трех знакоместах отображается длительность импульсов в последовательности: 0.5 мкс, 50 мкс, 500 мкс, 5.0 мс. По нажатию кнопки BUT1 происходит генерация последовательности импульсов выбранной длительности (при этом светится средний сегмент в первом знакоместе). Выбранный параметр для этого режима сохраняется в EEPROM.
FrEq	Частотомер	В этом режиме на дисплее отображается измеренная частота импульсов. Кнопка BUT1 в этом режиме предназначена для отображения следующих четырех цифр значения измеренной частоты. Например, на дисплее отображается значение «12.57» для частоты 12576 Гц. При нажатии кнопки BUT1 на дисплее появится «2576» – младшие 4 цифры значения частоты. Если отображается десятичная точка, то это кГц, если мигает десятичная точка – значения в МГц. Следовательно, для частоты 42345678 Гц на дисплее будет отображаться «42.34» с мигающей десятичной точкой. При нажатии на кнопку BUT1 на дисплее появится «5678».
Cnt	Счетчик	В режиме счетчика на дисплее отображаются младшие разряды счетчика – младшие 4 цифры. При нажатии на кнопку BUT1 на дисплее отображаются старшие четыре цифры. Кнопка BUT2 – сброс счетчика.
VoLt	Вольтметр	Функция вольтметра в данном пробнике реализована с целью приблизительного измерения напряжения. Опорное напряжение для АЦП подается от измеряемой цепи, поэтому не следует подключать пробник к цепям с напряжением более 5 В.
diod	Напряжение на p-n переходе	Это режим вольтметра с включенным резистором 10 кОм параллельно тестируемому p-n переходу (диод, транзистор). Переход подключается к щупу и общему проводу, на дисплее отображается падение напряжения на p-n переходе.
Cap	Измерение емкости конденсатора	Измеряется емкость подключенного к пробнику конденсатора. Конденсатор подключается к пробнику и нажимается кнопка BUT1, на дисплее отображается емкость конденсатора. Возможно измерение емкости конденсаторов от 0.01 мкФ до 500 мкФ. Помните, что чем больше емкость конденсатора, тем больше времени затрачивается на измерение.
Coil	Измерение индуктивности	Возможно измерение индуктивностей в диапазоне от 0.1 мГн до 999.9 мГн. Катушка подключается к пробнику и по нажатию кнопки BUT1 отображается значение индуктивности. Эта функция предполагает, что сопротивление по постоянному току не больше нескольких Ом.
SIG	Генератор сигнала	В этом режиме при нажатии кнопки BUT1 пробник генерирует сигнал частотой 500 Гц прямоугольной формы с амплитудой около 0.5 В.
ntSC	Генератор NTSC видеосигнала	При нажатии кнопки BUT1 генерируется NTSC видеокадр изображения с белыми точками.
9600	Генератор таблицы ASCII	В этом режиме при каждом нажатии кнопки BUT1 на выходе пробника генерируется последовательность ASCII кодов букв от А до Z, сопровождаемых командами CR/LF. Кнопка BUT2 служит для выбора скорости протокола: 1200, 2400, 4800, 9600 бод.
Midi	Генерация MIDI ноты	Генерация ноты с номером 60 (среднее С) на любом из 16 MIDI каналов. Нажатие кнопки BUT1 – посылка «нота включена», отпускание кнопки BUT1 – посылка «нота выключена». Кнопка BUT2 – выбор MIDI канала.
R/C	Генератор импульсов для сервоконтроллера	Генерирует импульсы для сервоконтроллеров длительностью от 1 до 2 мс. Значение по умолчанию – 1.5 мс. Кнопка BUT1 увеличивает значение, BUT2 уменьшает значение.
[ ]	Генератор прямоугольных импульсов	Генерирует прямоугольные импульсы частотой от 1 Гц до 9999 Гц. Кнопка BUT1 уменьшает значение, BUT2 увеличивает значение частоты.
PRN	Генератор псевдослучайных чисел	Генерирует 10 кГц цифровую последовательность псевдослучайных чисел.
ir38	Генератор ИК импульсов	Генерирует импульсы (1.0 мс – высокий уровень, 2.5 мс – низкий уровень) с несущей частотой 38 кГц. Может использоваться (при подключении ИК светодиода) для проверки приемных ИК модулей.
PWM	ШИМ	Генерация импульсов с частотой приблизительно 6 кГц. Ширину импульсов пользователь может изменять в пределах 3…97%. Кнопка BUT1 уменьшает ширину импульсов, BUT2 увеличивает ширину импульсов.