Динамо-машины  Однокристальные микроконтроллеры 

1 2 3 [ 4 ] 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63

Еще одна опасность, скрытая в слишком длинных проводниках, связана с перенапряжениями, которые могут возникнуть на интерфейсных элементах при значительных величинах паразитной индуктивности проводов (Lp). Эта ситуация отражена на рис. 1.8.

- ипит (Vqd)

Un=Lnp

Рис. 1.8. Перенапряжения, связанные с наличием паразитной индуктивности

линии связи

Как показано в [3], резкое закрытие транзистора VT характеризуется индуктивным выбросом на его стоке. Это явление используется в так называемых бустерных схемах источников питания, но здесь оно крайне вредно. И хотя в подавляющем большинстве случаев внутри микросхем предусматривается защита входных цепей, например, по варианту рис. 1.9, а, позволяющая laquo;сбросить raquo; энергию импульса в источник питания, все же лучше дополнительно ввести защиту по варианту рис. 1.9, б. Когда может потребоваться такая защита?

SDA, SCL

I +ипит

Рис. 1.9. Варианты занщты: а) внутренняя, б) внешняя

В процессе экспериментов и отладки схемы, когда обычно микроконтроллер и slave-устройства устанавливаются на отдельных платах и связи между ними не удается сделать короткими. Напряжение пробоя стабилитрона VD следует выбирать па 0,5... 1 В больше уровня laquo;1 raquo; на линиях SDA и SCL. И хотя в документации [4] такой способ защиты не встречается по вполне понятной причине - профессиональные разработчики обладают гораздо более солидными возможностями по выполнению макетных работ, - радиолюбителю лучше обезопасить себя от возможных путей выхода микросхем из строя. Поиск причины пробоя - долгое и мучительное занятие, связанное к тому же с дополнительными финансовыми расходами, так что осторожность не помешает! Стабилитрон можно не устанавливать на печатной плате в законченной и отлаженной конструкции.

Рассмотрим теперь способ защиты от высоковольтных наводок, приведенный в фирменной документации [4] и отраженный на рис. 1.10. Важно отметить, что данный способ предпочтительнее использовать в режиме Hs-mode. Согласно рекомендациям, в схему вводятся защитные резисторы R. Чтобы сократить время нарастания сигнала синхронизации, в интерфейс rnaster-устройства вводится источник тока MCS. Сами же сигналы SDA и SCL здесь именуются SDAH и SCLH соответственно (индекс laquo;Н raquo; - это сокращение от слова high - высокий).

(Vdd)

SDAH

Slave

(Vdd)

MCSI

Master/Slave

Рис. 1.10. Структура шины IC врежиме Hs-mode

Каким способом можно определить величину резисторов R и Rg? В фирменной документации [4] есть ответ на этот вопрос. Там приводятся графики, оптимизирующие способ выбора резисторов. Графики отнормированы относительно разных напряжений питания, но поскольку наиболее вероятным видится вариант использования микросхем при = 5 В, то сведения ограничены только этим напряжением.

Вначале производится выбор резистора Rp по рис. \Л\. Рассматривая этот рисунок, можно сделать попутный вывод о том, что паразитная емкость практически не оказывает влияния на методику выбора резистора Rg. Читатель также вправе задать следующий вопрос: Как определить величину паразитной емкости? Действительно, сделать это не так-то просто. Современные пакеты компьютерного схемотехнического моделирования при laquo;разводке raquo; печатных плат позволяют отмоделировать паразитные элементы, определить их величину. Однако такие программы доступны далеко не всем и далеко не все умеют ими правильно пользоваться, поэтому при разработке радиолюбительских конструкций можно придерживаться laquo;золотой середины raquo;, приняв значение паразитной емкости не более 100...200 пФ.

Итак, после определения Rp по рис. 1.13 определяем номинал резистора Rj (если, конечно, его предполагается ввести в схему). В заключение проверяем по рис. 1.12 номинал резистора Rp. К примеру.

Rpu.

о 100 200 300 400 пФ

Рис. 1.11. Зависимость максимальной величины резистора Rpu от емкости шины

Vdd. в

0 4 8 12 16

Рис. 1.12. Зависимость минимальной BejmiHHbi резистора Rpu от напряжения питания