UR4QTP: записная книжка 

На главную

Конструкции

Программатор для ручного программирования микросхем К155РЕ3

Микросхема К155РЕ3 очень удобна для применения её в радиолюбительских конструкциях. На её основе можно делать широкий спектр устройств. Есть у неё и недостаток: по нынешним меркам довольно большой потребляемый ток, порядка 150 мА, отчего и греется она прилично. Зато в некоторых конструкциях она может заменить до десятка микросхем мелкой логики. Особенно хороши на ней нестандартные дешифраторы или преобразователи кодов.

Для одной моей конструкции мне понадобилось использовать семисегментные индикаторы для отображения 16-ричных цифр. Это цифры от 0 до 9 и буквы A, B, C, D, E, F. Имеющиеся дешифраторы серии К514 могут отображать только десятичные цифры, а двоичные коды от 1010 до 1111 у них соответствуют каким-то комбинациям сегментов, происхождение и предназначение которых мне понять не удалось. Кроме того, они не могут непосредственно коммутировать достаточно мощные светодиодные индикаторы, а требуют умощнения транзисторными ключами.

Микросхема однократно программируемого постоянного запоминающего устройства с пережигаемыми перемычками К155РЕ3 имеет 32 8-битных ячейки и позволяет, таким образом, построить дешифратор для 32-х символов. Для моих целей оказалось достаточно половины её ёмкости. Можно использовать и бывшие в употреблении микросхемы, у которых иногда также бывает использована лишь половина ёмкости. Проблема лишь в том, КАК эту микросхему запрограммировать. Существующие в наше время программаторы её не поддерживают, потому как на советские микросхемы они не ориентированы. А импортного аналога у К155РЕ3 нет.

К счастью, в советские времена существовали для этой микросхемы программаторы и для ручного, и для автоматического программирования. Это избавило меня от «лабораторных работ», а потребовало лишь найти готовую схему. Просмотр имеющейся литературы выявил схему [1], которая показалась мне наиболее близкой к моим потребностям. Статью-первоисточник можно посмотреть здесь.

Исходная схема программатора для К155РЕ3 (118 кБ)

Не понравилось мне в этой схеме исполь­зование механических переключателей для коммутации шин адреса и данных. Представьте себе количество пере­клю­чений для програм­мирования тридцати двух ячеек! Особенно неудобна коммутация шины адреса, когда нужно вручную вы­чис­лять каждый раз ком­бинацию включенных и выключенных пере­клю­ча­телей. Так легко и ошибиться. Опять же, для формирования импульса программирования используются четыре транзистора, два из которых в достаточно габаритных и массивных корпусах, которые займут половину объёма программатора. Непонятно использование микросхемы К155ЛА8 с открытым коллектором с четырьмя нагрузочными резисторами вместо самой тривиальной ЛА3. Не припомню, чтобы мне когда-нибудь за 30 лет занятий электроникой встречались диоды КД504. В общем и целом, схема хороша, но лишь как прототип для своей конструкции.

Итак, вношу свои изменения.

  1. Вместо микросхемы К155ЛА8 ставлю К155ЛА3. Резисторы R10…R13 не устанавливаю. Вообще-то длительность импульса программирования, которая задаётся цепочкой R6C1, от такой замены может измениться, но что-то мне подсказывает, что никакого влияния на процесс программирования это не окажет. Вместо К155ЛА3 можно применить и более старые и медленные К158ЛА3, и другие ТТЛ-микросхемы, но я этого не проверял.
  2. Вместо диодов КД212 (VD2) и КД504 (VD3) ставлю то, что подвернулось под руку – КД226. На место КД503 (VD1) подошёл беспородный буржуйский диод подходящего размера :-). Наверное, для этого диода выбор замен очень велик.
  3. Переключатель на восемь положений S7 заменяю на восемь кнопок так, чтобы своей кнопкой можно было подключить вывод данных к общему проводу программирования. Работает это так: нажимается кнопка нужного разряда шины данных, после чего, не отпуская её, нажимается кнопка программирования. Это показалось мне более эргономичным, чем постоянное клацание многопозиционным переключателем туда-сюда.
  4. Вместо переключателей S1…S5 собираю простую схему реверсивного счётчика, который управляется кнопками «A+» (следующая ячейка), «A−» (предыдущая ячейка), «A>0<» (нулевая ячейка).
  5. На шину данных включаю светодиоды, которые будут показывать, что в этой ячейке записано. Также светодиоды ставлю на шину адреса. Световая индикация гораздо удобнее, чем с помощью положений переключателей, тем более, если это индикация лишь одного разряда за раз, как это было в исходной схеме на шине данных.
  6. Для удобства дублирования содержимого микросхем (когда нужно несколько микросхем с одинаковой прошивкой) добавляю панельку для образцовой К155РЕ3, включенной в режиме чтения с шиной адреса, запараллеленной с программируемой микросхемой. К образцовой микросхеме также добавляю светодиоды на шину данных, которые располагаю рядом с индикацией программируемой микросхемы и соответствующей кнопкой разряда шины данных. При дублировании прошивки очень наглядно видно, что нажимать нужно ту кнопку, возле которой горящий светодиод образцовой микросхемы соседствует с потушенным светодиодом программируемой. Обратная же комбинация обозначает, что программируемая микросхема не подходит, потому как перемычка в ней уже разрушена, в то время как она должна быть целой. Этот случай, естественно, бывает при попытке использовать бывшую в употреблении микросхему.
  7. Остаётся узел на VT1…VT4. Не знаю, для чего здесь такие сложности. Я же поступил опытным путём. Когда уже всё, кроме этого узла, было собрано на макетке, я просто из наличествующего количества транзисторов средней мощности опытным путём подобрал один транзистор, который стабильно «прожигал» микросхемы. Им оказался 2SD1671. Я даже не знаю его параметров, только цоколевку. При желании можно повторить оригинальный узел, но я этого не пробовал.

Итак, схема «эволюционировала» к такому виду:

Cхема программатора К155РЕ3 (635 кБ)

Черновик этой схемы, по которому, собственно, и велась сборка, находится здесь, если по схеме возникают вопросы или сомнения, можно обратиться к нему.

На D1.1 собрана схема установки в начальное нулевое положение адресной шины при включении питания (VD1, R1, C1) или нажатии кнопки «A>0<» (R2, S1). Триггеры D2.1 и D2.2 предназначены для устранения дребезга кнопок «A+» (S2) и «A−» (S3). Эти три кнопки управляют счётчиком адреса на микросхемах D3 и D4, включенных по стандартной схеме. Адресная информация отображается светодиодами VD4…VD8, а D5.1…D5.5 с мощным выходом с открытым коллектором позволяют не заботиться о перегрузке выходов счётчиков токами светодиодов. Наличие напряжений питания +5 В и +12 В индицируется зелёными светодиодами VD3 и VD2. На месте D6 и D7 установлены панельки для образцовой и «подопытной» микросхем соответственно. Выходы К155РЕ3 имеют достаточную мощность для управления светодиодами, поэтому такая индикация выполнена без буферных усилителей на светодиодах VD9…VD16 и VD33…VD40 соответственно. Диоды VD17…VD24 и VD25…VD32 шунтируют (гасят) светодиоды при появлении логического нуля на соответствующих выходах К155РЕ3. Такая схема увеличивает потребляемый программатором ток, но позволяет обойтись без дополнительных инверторов. D8.1 и D8.2 – триггер для устранения дребезга кнопки «Программирование», принцип действия тот же, что и для D2.1, D2.2. Элементы D8.3, D8.4, R25, C3 – одновибратор, который формирует программирующий импульс нужной длительности. Инвертор с открытым коллектором D5.5 управляет мощным транзисторным ключом на VT1, через который проходит напряжение программирования на вывод питания микросхемы и прожигаемый вывод данных. Все микросхемы программатора между выводами питания имеют блокировочные керамические конденсаторы ёмкостью 0,1 мкФ, установленные внутри панелек.


Программатор К155РЕ3, монтаж, сторона деталей (148 кБ) Программатор К155РЕ3, монтаж, обратная сторона (577 кБ) Программатор К155РЕ3, расположение элементов (163 кБ)

Программатор собран на макетной плате (за которую отдельное спасибо Виталию UV5QAW). Корпусом в ближайшей перспективе он едва ли будет обременён. Микросхемы установлены на панельки. В качестве кнопок использованы очень удобные малогабаритные МП-7. В отверстия их выводов продеты и запаяны проволочные скобки, которые в свою очередь запаяны в отверстия макетной платы. Крепление кнопки к плате получается весьма прочным. Светодиоды индикации питания – зелёные, шины данных образцовой микросхемы – жёлтые, программируемой микросхемы – красные, шины адреса – тоже красные. Но это всё дело вкуса и наличия светодиодов нужных цветов. Диоды VD1, VD17…VD32 могут быть практически любыми, я установил какие-то импортные беспородные кремниевые диоды, похожие на КД522. Резисторы R34 и R35 согласно первоисточнику имеют мощность 0,5 Вт, остальные – МЛТ-0,125 или подобные. Нагрев резисторов не был замечен. Все конденсаторы – что под руку попало, примерно подходящей ёмкости. Монтаж выполнен тонким проводом МГТФ, после распайки он был увязан в жгутики и уложен между детальками, где были оставлены загодя для него промежутки. Лишь провод, по которому идёт импульс программирования, уложен напрямик с обратной стороны платы. Ну, это я так перестраховался, чтобы не было помех от него на входы микросхем. Питание на плату программатора подаётся от внешнего компьютерного БП, используются разъёмы от дохлого дисковода 3,5" (белый разъём на плате вверху). Четырёхконтактный разъём слева от питающего был нужен мне для подключения логического пробника, который я использовал для отладки. В этом разъёме два центральных контакта – «земля», а два крайних – «+5 В», что позволяет втыкать примитивный однорядный разъём моего пробника в любое положение, не заботясь о полярности.

Вот и всё! Первые шесть микросхем запрограммированы и установлены в устройство индикации. Время покажет надёжность программирования, так как микросхемы с нихромовыми пережигаемыми перемычками (по литературным источникам) имеют склонность к «зарастанию». Впрочем, те же источники гарантируют возможность программирования не менее 30% чистых микросхем, мне же пока «неспособные» не попадались.

2011-09-10


Литература

  1. Лебедев О.Н. Микросхемы памяти и их применение. – М., 1990, стр. 151.
  2. Хвощ С.Т., Варлинский Н.Н., Попов Е.А. Микропроцессоры и микроЭВМ в схемах автоматического управления. Справочник / Под общей редакцией С.Т.Хвоща. – Л.: Машиностроение, 1987. – 640 с.
  3. Дианов А.П., Щелкунов Н.Н. Методика программирования микросхем ПЗУ // Микропроцессорные средства и системы. – 1985. – Вып. 3. – с. 75.
  4. Пузаков А. ПЗУ в спортивной аппаратуре // Радио. – 1982. – № 1. – с. 22.
  5. Лукьянов Д. Радио – о «Радио-86РК» // Радио. – 1986. – № 10. – с. 32.
  6. Найдёнов А.В., Романенко В.А. Программатор ППЗУ на базе микроЭВМ «Электроника К1-20» // Микропроцессорные средства и системы. – 1986. – Вып. 5. – с. 34.
  7. Жихарев В.И. Программатор на базе микроЭВМ «Электроника Д3-28» // Микропроцессорные средства и системы. – 1986. – Вып. 5. – с. 40.
  8. Лукьянов Д., Богдан А. «Радио-86РК» – программатор ПЗУ // Радио. – 1987. – № 8. – с. 21; № 9. – с. 24; 1988. – № 2. – с. 24.
  9. Лукьянов Д.А. Схемотехника универсальных программаторов ПЗУ // Микропроцессорные средства и системы. – 1985. – Вып. 3. – с. 84.

Конструкции

На главную

 UR4QTP: записная книжка