Предлагаемый для обзора пробник был разработан по заказу для одного из мастеров сервиса по ремонту компьютеров и позволяет сократить время на тестирование и поиск неисправностей USB портов материнских плат ПК и ноутбуков.
Если кто –то из читателей относится к подобным приборам скептически, то может дальше не читать, чтобы не тратить своего времени.
В основе прибора дешевый и популярный среди радиолюбителей (к адептам STM32 не относится) микроконтроллер AТtiny13a.
Прибор питается от 3в батарейки, и в зависимости от форм-фактора корпуса может питаться как от CR2320, так и от двух батареек ААА.
В качестве индикации используются два светодиода (зеленого и красного цвета).
Функционал пробника:
- проверка p-n переходов на линиях данных DP и DMпортов USB c отображением информации о состоянии линий на двух светодиодах;
- фиксация наличия напряжения (+5в) на шине питания USB разъема;
- контроль состояния батареи питания пробника.
Схема прибора и возможные варианты сигналов на светодиодах показана на рисунке.
Алгоритм работы пробника следующий, при нажатии кнопки питания, которая должна быть замкнута на все время измерения, программа МК опрашивает вход PB5 на наличие сигнала с уровнем лог.1, если сигнал присутствует, что означает наличие напряжения на плюсовом контакте USB, на выходе PB2 – лог. 0 и оба светодиода начинают «перемигиваться» с частотой около 5 Гц. Разумеется, измерения состояния линий DP и DM в данном случае не проводится.
Если же на линии PB5 лог.1 нет, МК проверяет напряжение на входе компаратора РВ1, настроенного на работу с внутренним ИОН (1,1в) и если оно ниже порогового напряжения, то «красный» светодиод начинает мигать короткими импульсами, что означает низкое напряжение батареи. С помощью делителя напряжения на входе компаратора порог низкого напряжения батареи составляет примерно 2,5в. И в этом случае на PB2 – лог. 0 и измерение состояния линий DPи DM также не проводится.
Если всё в норме, МК выдает на РВ2 лог.1 и замеряет напряжение на входах ADC2 и ADC3, настроенных как входы АЦП. Полученный результат обрабатывается МК, который в зависимости от результата измерений включает нужные светодиоды.
Если результаты измерений на линиях порта:
- равны или близки по значениям, то, включается зеленый светодиод с длинным сигналом и короткой паузой;
- отличаются незначительно, то красный и зеленый светодиод включаются поочередно с частотой около 1 Гц;
- отличаются значительно, то с частотой 1 Гц мигает только красный светодиод;
- близки по значениям к нулю или напряжению питания, то красный светодиод включен постоянно.
Если в результате измерений на входах АЦП зафиксировано напряжение очень близкое к плюсу источника питания, а напряжение батареи при этом также в норме, то МК определяет состояние пробника как «холостой ход», иными словами не подключенный пробник и соответственно включает зеленый светодиод с частотой 1 Гц (меандр).
Если в режиме «холостого хода» будет определено, что напряжение батареи низкое, то будет мигать красный светодиод «низкое напряжение батареи».
Фьюзы МК по умолчанию, CKSEL - 9600кГц, и включенные RSTDISBL и СLKDIV8.
Прошивка прилагается, при повторении прибора следует помнить о последовательности программирования памяти и фьюзов, иначе разочарование и «окирпиченый» чип.
Этот прибор является первым «блином», и если будет интересен читателям, то в последующем будет сделан аналогичный прибор, но только уже с питанием от аккумулятора, с ЗУ и автоотключением. Если памяти у Тиньки для решения этой задачи еще хватит, то выводов, увы нет. Придется делать по принципу «я его лепила из того, что было». На данный момент есть кучка PIC16F676, вот на них можно будет сделать вторую версию пробника, а там, в дальнейшем, глядишь и попытаемся определить наличие сигналов от хоста с работающего ПК. Сделал небольшой видео обзор работы прототипа пробника, собранного на макетной плате, в этом обзоре можно посмотреть реальную проверку USB портов двух «завалявшихся» у меня материнских плат.
Прошивка здесь https://dropmefiles.com/mEM4I