74HC595 80шт проблема управления от AVR, Дефекты при т ос=0....-20 градусов Опции

[An@BoLiK]

Есть устройство "Бегущая строка" длина ее 6 метров. Индикация статическая. Схема индикации включает в себя 80 шт сдвиговых регистров 74HC595 включенных последовательно. Линии CLK DATA общие. Сигналы CLK DATA LATCH с микроконтроллера идут через 74HC244 (буфер, шинный формирователь). Устройство блочное 6 блоков по 1 метру. В первом блоке стоит контроллер.

Микроконтроллер MEga168, работает на частоте 7,3728 Мгц

Проблема:
При +50...0 градусов информация отображается нормально, 0...-20 идут искажения, искажения не хаотичного характера а постоянны ( например столбец символа делиться на 2 столбца, или верх символа налазит на низ) при 0 градусов эффект только в том что верхняя строка светодиодов сдвинута на 1 пиксель назад ( т.е. когда бежит как бы тянется за остальными) при более низких температурах -10 -20 искажения усиливаются до неузнаваемости символов.

Думаю возможные причины:

1) Криво написан код вывода в последовательный регистр. Уже было 2 варианта

В1... этот код не менялся пару лет и работает с драйверами типа MBI5026, DM134

Тут я вижу лишь один косяк Clock фронт идет сверху вних а не снизу вверх (одна из главных причин)

CODE

void loadReg(unsigned int value)
{
char bitCnt;
for(bitCnt=0;bitCnt<8;bitCnt++)
{
if((value&0x01)==0x01)PORTC|=(1<<PC3); //Data
else PORTC&=~(1<<PC3);

PORTC|=(1<<PC1);
PORTC&=~(1<<PC1); //Clock
value=(value>>1);
}


}

B2.... Это проба немного изменить его ( когда менял попал на теплую погоду поэтому не мог видеть дефект, вносил изменения в слепую, но с морозами эффект не изменился)

Тут вроде исправил фронт Clock на СНИЗУ-ВВЕРХ, плюс пытался ввести задержки несколько ns

CODE

void loadReg(unsigned int value)
{
char bitCnt;

for(bitCnt=0;bitCnt<8;bitCnt++)
{

PORTC&=~(1<<PC1); //Clock
delay(clk_delay);


if((value&0x01)==0x01)PORTC|=(1<<PC3); //Data
else PORTC&=~(1<<PC3);
delay(data_delay);

PORTC|=(1<<PC1);
delay(clk_delay);


value=(value>>1);
}


}

Также в качестве причины возможно неправильные тайминги, длинная линия передачи данных, большая емкость линий которая с уменьшением температуры растет (Как ее посчитать и как с ней бороться программно?)

Помогите выбрать наиболее вероятную причину или укажите на ошибку.

 74HC595PW.pdf ( 129.25 килобайт ) Кол-во скачиваний: 492


Сообщение отредактировал An@BoLiK - Jan 6 2010, 08:32

[An@BoLiK]

Всем спасибо за советы. Сегодня собирались как раз выяснить в чем дело. Погода не дала, температура выше 0, все работает, смысла ехать нет, так что ждем морозов..... Как разбиремся обязательно проинформирую.

[rezident]

Сегодня собирались как раз выяснить в чем дело. Погода не дала, температура выше 0, все работает, смысла ехать нет, так что ждем морозов.....

Можно не ждать морозов, а воспользоваться Freese75 (быстрая заморозка) для выявления локальных "узких" мест, критичных к низкой температуре. Я как-то раз с помощью него "выловил" глюк, проявляющийся в узком температурном диапазоне (примерно -10°C...-25°C). При температуре выше и ниже (до -50°C) глюк не проявлялся.

[sazh]

Я как-то раз с помощью него "выловил" глюк, проявляющийся в узком температурном диапазоне (примерно -10°C...-25°C). При температуре выше и ниже (до -50°C) глюк не проявлялся.

А конкретно в чем глюк заключался ?

[rezident]

А конкретно в чем глюк заключался ?

78M15 плюс ограничитель напряжения (схема с общим истоком) на полевике перед ней. В указанном диапазоне температур эта связка почему-то не работала как предполагалось и напряжения (+15В) на выходе не было. В дальнейшем полевик на биполярный транзистор заменили.
P.S. Электролитов, кстати, в обвязке не было. Лишь комбинация из керамики и 1 Омных резисторов.

[zhevak]

78M15 плюс ограничитель напряжения (схема с общим истоком) на полевике перед ней. В указанном диапазоне температур эта связка почему-то не работала как предполагалось и напряжения (+15В) на выходе не было. В дальнейшем полевик на биполярный транзистор заменили.
P.S. Электролитов, кстати, в обвязке не было. Лишь комбинация из керамики и 1 Омных резисторов.

Ой, Вы меня пугаете...

У меня сейчас в одном изделии используется связка TPS71533 + MMBF4363 для повышения входного напряжения (для питания девайса на базе MSP430). MMBF4393 -- это полевой транзистор со встроенным каналом (не MOS!). При Ugs = 0 он проводит ток, что бы его закрыть, нужно опустить напряжение затвора ниже напряжения на истоке. Соответственно схема: на сток транзистора подается входное напряжение, затвор сидит на выходе LDO, исток -- на входе LDO. Такое построение схемы не приводит к увеличению потребляемого стабилизатором тока (у меня каждый мкА на счету), и в то же время позволяет увеличить входное напряжение TPS-а. Запуск и удержание режима стабилизации эта "сладкая парочка" обеспечивает прекрсно. Вопросов нет, смотрел во всех режимах. А вот протестировать по температуре -- я что-то поленился. Я погонял всего один макет от -70 до +105'С, и, убедившись, что граблей нет, сразу заложил в серию... Блин, теперь я весь в думах, а не вылезет ли этот баг где-нибудь на объектах? Может штуки три-пять надо было попробовать? (Эх-х! Скорее бы на работу!)

rezident, если можно чуть подробнее -- почему схема не работала, транзистор не захотел открываться? Перепад напряжения на транзисторе у Вас какой был? Глюк был постоянный или возникал периодически? Схема в отказ уходила при включении или в процессе работы? Вы не указали тип полевика... (Буф! Хоть новую ветку открывай!)

[rezident]

если можно чуть подробнее -- почему схема не работала, транзистор не захотел открываться?

Достоверно определенной причины не нашли, но локализовали с точностью до этого полевика. Защита примитивная конечно, но нужно было лишь защитить от кратковременных выбросов входного напряжения амплитудой до 3-х кратного номинального. Ток потребления около 100-150мА.

Перепад напряжения на транзисторе у Вас какой был?

Перепад в рабочем режиме был вполне ожидаемый, на уровне V_GS(th), порядка 2,7-3,4В. А вот при неисправности какие-то чудеса наблюдались. К сожалению, я уже не помню всех подробностей.

Глюк был постоянный или возникал периодически? Схема в отказ уходила при включении или в процессе работы?

Неисправность возникала при переходном процессе во время включения питания (подача напряжения путем механической коммутации) в узком диапазоне отрицательных температур. Если устройство включилось и работает, то дальнейшее охлаждение или нагрев на работоспособность не влияло. Проверку в термокамере проводили. На столе я охлаждал отдельные детали "заморозкой" из баллончика и, контролируя температуру, дожидался нагрева до попадания в критический диапазон температур, затем подавал питание. На глючащих экземплярах эффект был весьма повторяемым. Достоверные осциллограммы переходного процесса по-моему тогда снять не получилось.

Вы не указали тип полевика...

Si2328DS, на схеме указан. Рисовал схему по памяти. C1 электролит на входе всего устройства. Еще было подозрение на "левую" керамику ЧИП0805 4,7мкФ 50В, но замена ее не дала результата. Точно также как и замена полевика ощутимого эффекта не давала. В общем изменили схемотехнику, заменив Si2328DS на BCX56 с уменьшением номинала резистора (и увеличением его мощности конечно же), стабилитрона и устройство пошло в серию.

Простите, а как же он открывается? Ведь напряжение на затворе всегда ниже напряжения на истоке?

ИМХО при включении (предполагаю, что напряжение на сток подается) потенциалы затвора и истока одинаковы и равны нулю.

Эскизы прикрепленных изображений