Частотомер 1 Гц — 10 МГц на AVR
Частотомер с хорошими характеристиками, позволяющий измерять частоты от 1Гц до 10 МГц (9,999,999) с разрешением в 1 Гц во всем диапазоне. Идеален для функиональных генераторов, цифровых шкал или как отдельное устройство. Дешев и легок в изготовлении, собран из доступных деталей, имет небольшой размер и может быть смонтирован на панели многих устройств.
Схема состоит из семи 7-сегментных индикаторов, AVR ATtiny2313 и нескольких транзисторов и резисторов. AVR делает всю работу, и дополнительные микросхемы не нужны. Микроконтроллер считает количество импульсов, пришедших на его вход за 1 секунду и отображает это число. Сама важная вещь — это очень точный таймер, и он реализован на 16-битном Timer1 в режиме CTC. Второе, 8-битный счетчик работает как Counter0 и считает импульсы на входе T0. Каждые 256 импульсов он вызывает прерывание, в котором программа увеличивает множитель. Когда мы получаем 1-секундное прерывание , содержимое множителя умножается на 256 (сдвиг влево на 8 бит). Остаток импульсов, которые посчитал счетчик записывается в регистр и добавляется к результату умножения. Это значение затем разбивается на отдельные цифры, которые отображаются на индикаторах. После этого, перед выходом из 1-секундного прерывания, оба счетчика одновременно сбрасываются и измерение начинается заново. В свободное от прерывания время контроллер занимается динамической индикацией.
Разрешение и точность:
Точность зависит от тактового генератора. Кварц должен быть хорошего качества и иметь как можно меньший ppm (допуск). Будет лучше, если частота будет кратна 1024, например, 16 МГц или 22.1184 МГц. Для измерения частоты до 10 МГц, надо использовать кварц не меньше, чем на 21 МГц, например, 22.1184 МГц. Частотомер может измерять частоту до 47% от частоты собственного кварца. Если есть хороший промышленный частотомер, то можно откалибровать схему добавлением подстроечного конденсатора (1пФ-10пФ) между одним из выводов кварца и землей, и подстроить частоту в соответствии с показаниями промушленного частотомера.
В архиве с исходниками есть несколько вариантов под разные кварцы, но вы можете скомпилировать свой вариант.
Форма сигнала:
В принципе, устройство понимает любую форму сигнала от 0 до 5V, не только прямоугольные импульсы . Синусоида и теугольные импульсы сичтаются по заднему фрону при переходе его ниже 0.8V.
В устройстве нет защиты от превышения входного напряжения выше 5 вольт.
Устройство имеет высокоомный вход и не нагружает тестируемую схему – вы даже можете измерить частоту переменного тока в сети 220 вольт, прикоснувшись ко входу пальцем. Частотомер может быть переделан для измерения частоты до 100 МГц с шагом 10 Гц путем добавления на вход быстродействующего делителя.
Дисплей:
Использовано семь семисегментных индикаторов с общим анодом в режиме динамической индикации. Если яркость получается недостаточной, можно уменьшить значения токоограничивающих резисторов, но нужно помнить, что максимальный импульсный ток каждого вывода микроконтроллера составляет 40 мA . По умолчанию сопротивление резисторов 100 Ом. Незначащие нули гасятся програмно. Значения обновляются каждую секунду.
Печатная плата:
Двусторонняя печатная плата размером 109mm x 23mm – к сожалению, 7 индикаторов не влезли в рабочее пространство бесплатной версии Eagle, поэтому они нарисованы от руки. На плате нужно сделать 3 соединения проводом — первое — соединение питания и вывода VCC контроллера – это соединение показано на слое silkscreen. Два других соединяют десятичные точки индикаторов с резисторами на 330 Ом расположенными на слое bottom. Сверху платы расположен коннектор Atmel ISP-6. Контакт 1 первый со стороны кварца. Этот коннектор необязателен и нужен только для программирования контроллера. Индикаторы должны припаиваться на некотором расстоянии от платы, чтобы можно было подлезть паяльником к выводам, припаиваемым с верхней стороны платы.
СКАЧАТЬ – .BAS исходник и скомпилированная версия 1.1; Проект Eagle 6.4.0 и PDF версия 1.1
СКАЧАТЬ – .BAS исходник и скомпилированная версия 1.1 для ЖК индикатора; Проект Eagle 6.4.0 и PDF версия 1.1 для ЖК индикатора
Частотомер на микроконтроллере — chipenable.ru
В одной из предыдущих статей, посвященных изучению микроконтроллеров AVR, на примере проекта частотомера мы рассмотрели использование 16-ти разрядного таймера/счетчика Т1 и прерывания по событию захват. В качестве дополнения к этому материалу, предлагаю улучшенную версию частотомера. В этом проекте тоже используется блок захвата и дополнительно еще задействован тактовый вход 8-ми разрядного таймера.Недостатки старого проекта заключались в маленьком диапазоне измеряемых частот (~сотни киллогерц), что было связано со способом измерения периода сигнала.
Вы, наверное, помните, что в прерывании по событию захват счетный регистр 16-ти разрядного таймера обнулялся, а захваченное значение, соответствующее количеству импульсов тактового генератора микроконтроллера, укладывающихся в один период входного сигнала, сохранялось в переменной. На основе этого значения и выполнялись расчеты.
При повышении частоты входного сигнала микроконтроллер не успевал обрабатывать прерывания, пропускал их, и показания частотомера начинали резко расходиться с действительностью.
В новом проекте вычисление частоты выполняется по нескольким периодам входного сигнала и без постоянного использования прерывания по событию захват. Это уменьшает накладные расходы микроконтроллера и позволяет измерять значительно большие частоты — в идеале до 1/2 Fcpu (частоты тактирования микроконтроллера).
Итак, перейдем к описанию нового проекта частотомера.
Входной сигнал подается на вход схемы захвата таймера Т1 и счетный вход таймера Т0. Для того чтобы таймер Т0 тактировался от внешнего сигнала, он должен быть соответствующим образом настроен.
Проект состоит из 4-ех программных модулей.
bcd.c – содержит функцию для вывода двоичных чисел на дисплей
timer.c – содержит функцию инициализации таймеров T0 и Т1, обработчики прерываний, функцию захвата значений счетных регистров таймеров и программных счетчиков и, наконец, функцию вычисления частоты.
lcd_lib.c – это библиотека для работы с символьным дисплеем.
main.c — основная программа.
Частота входного сигнала измеряется методом временных ворот. Суть метода заключается в подсчете количества импульсов измеряемого и опорного сигналов за определенный промежуток времени.
Для подсчета количества импульсов измеряемого сигнала используется счетный вход аппаратного таймера. В качестве опорного сигнала используется тактовый сигнал микроконтроллера.
Интервал времени, в течение которого выполняются подсчеты импульсов, отмеряется с помощью схемы захвата аппаратного таймера Т1 и программной задержки.
Формула для расчета частоты по методу временных ворот такая:
Fx = Fo * (M/N),
где Fx – частота входного сигнала, Fo – частота опорного сигнала, M – количество импульсов входного сигнала за время измерения, N – количество импульсов опорного сигнала за время измерения.
В проекте используются два таймера — 8-ми разрядный таймер/счетчик Т0 и 16-ти разрядный Т1. Таймер T1 подсчитывает количество тактовых импульсов микроконтроллера (baseImp), укладывающихся в определенный временной интервал, а таймер Т0 считает импульсы измеряемого сигнала (mesurImp).
Временной интервал, в течение которого выполняются подсчеты импульсов, порядка одной секунды. Поскольку за это время оба таймера успевают много раз переполнится, в программе используются дополнительные программные счетчики (timer0, timer1). Это 16-ти разрядные переменные, которые инкрементируются в прерываниях таймеров Т0 и Т1.
Общий вид циклограммы работы таймеров представлен на рисунке ниже.
Алгоритм программы выглядит следующим образом.
1. Выполняется инициализация таймеров и дисплея
2. Микроконтроллер ожидает установки флага схемы захвата таймера Т1, или, выражаясь простым языком, ловит передний фронт измеряемого сигнала.
3. Дождавшись установки флага (момент Capture1 на рисунке), микроконтроллер сохраняет значения счетных регистров таймеров Т0 и Т1, а также значения программных счетчиков.
4. Вызывается программная задержка длительностью в одну секунду. Оба таймера продолжают работать.
5. По окончанию задержки микроконтроллер ожидает установки флага схемы захвата
6. Дождавшись установки флага (момент Capture2 на рисунке), микроконтроллер сохраняет значения счетных регистров Т0 и Т1 и значения программных счетчиков.
7. Вычисляется значение частоты и выводится на дисплей
8. Возврат на шаг номер 2.
Несколько слов о вычислении частоты.
Для расчета количества импульсов опорного сигнала используется следующая формула.
//количество переполнений программного счетчика
saveTimer12 = saveTimer12 – saveTimer11;
//количество импульсов опорного сигнала
baseImp = (icr12 + (unsigned long)saveTimer12*65536) – icr11;
где saveTimer12, saveTimer11 — значение программного счетчика timer1 в моменты Capture2, Capture1 соответственно; icr12, icr12 — значение счетного регистра TCNT1 таймера Т1 в моменты Capture2, Capture1 соответственно; 65536 — емкость счетчика Т1
Расчет количества импульсов входного сигнала выполняется по аналогичной формуле, только там емкость счетчика равна 256.
saveTimer02 = saveTimer02 — saveTimer01;
mesurImp = (tcnt02 + (unsigned long)saveTimer02*256) — tcnt01;
Расчет частоты входного сигнала производится по формуле:
result = (16000000UL*(unsigned long long)mesurImp*10)/baseImp;
где 16000000 — тактовая частота микроконтроллера, а mesurImp и baseImp количество импульсов входного и опорного сигналов соответственно.
Результат умножается на 10 для отображения одного знака после запятой.
Переменные baseImp, mesurImp и result типа unsigned long. Для избежания переполнения переменных при выполнении операций умножения, переменные приводятся к типам более высокой разрядности (unsigned long в первых двух формулах и unsigned long long в последней).
PS: С проектами для WinAVR и CodeVison у меня возникли некоторые проблемы. И WinAVR и CodeVison неадекватно вели себя при использовании типа unsigned long long в формуле вычисления частоты. Не было времени разбираться в чем дело и я немного упростил формулу, пожертвовав точностью вычислений.
Частотомер на микроконтроллере atmega8
В интернете уже есть множество проектов частотомера, счетчика на микроконтроллере. Представляем очередной проект самодельного частотомера на микроконтроллере Atmega8 с символьным LCD дисплеем 16×2. Принцип действия основан на подсчете количества импульсов поступающих на вход микроконтроллера за 1 секунду. А количество импульсов за секунду это и есть частота в Гц.
Поиск данных по Вашему запросу:
Схемы, справочники, даташиты:
Прайс-листы, цены:
Обсуждения, статьи, мануалы:
Дождитесь окончания поиска во всех базах.
По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам. ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Частотомер на ATmega8 для управления коллекторным двигателем сверлильного станка
Частотомер на микроконтроллере ATtiny2313
Ученые научились управлять сверхпроводимостью при помощи света. Бортовой компьютер на микроконтроллере ATMega8. Омметр , измеритель ёмкости , осциллограф , генератор и частотомер — это функции которыми наделено устройство схемой которого я хочу с вами поделиться.
Ведь такой универсальный измерительный прибор очень нужен в практике каждого радиоаматора. А собрать его не представляет особой сложности даже начинающим радиолюбителям. Информация выводится на стандартный двухстрочный символьный индикатор 16 символов в строке. Принципиальная схема универсального измерительного прибора на микроконтроллере ATMega8. Сразу хочу сказать, что я не являюсь автором данной разработки, и не претендую на авторство этой схемы.
Схему этого прибора я нашел в интернете, она встречается на многих сайтах. Поэтому невозможно определить первоисточник и имя автора проекта. Но все же, автору схемы выражаю большую благодарность за весьма интересную разработку! Когда я увидел впервые эту схему , она купила меня своей простотой и многофункциональностью. Поскольку все детали у меня были в наличии , то я собрал этот прибор за один вечер.
Уж сильно хотелось посмотреть как будет функционировать этот приборчик. Честно говоря , собирая его , я был настроен скептически. Не верил в высокую точность и в широкий интервал измерений емкости и сопротивления. Но все же приятно был удивлен результатом. Устройство полностью соответствует указанному интервалу измерений с достаточно высокой точностью.
При переходе из режима в режим осуществляется кратковременная индикация названия режима. Само время измерения Сек индицируется в крайнем правом знакоместе верхней строки. При прошивке микроконтроллера фьюзы выставляем так: Дополнительные материалы проверенная ппрошивка, печатная плата в формате. Для тех кто захочет повторить данное устройство выкладываю наклейку на переднюю панель прибора. Автор: Киричик С.
Перейти полю для комментария. Спасибо за статью. Повторил, что-то измеряет… Вы пишите, что не автор устройства и в сети можно найти подобное. Есть ли у Вас ссылочка на сайт с прошивкой на английском? А мне можно на derskij inbox. Собрался сотворить сей чудный приборчик,почитал ком-ии,а дислейчик то идет с китая. Не будете ли Вы так любезны поделиться прошивкой под латиницу? Заранее благодарю a. Простите за беспокойство! Не поделитесь ли прошивкой для моего китайского дисплея.
Если не трудно вышлите на почту eduard. Заранее благодарю! Если есть прошивка на английском или латинице — chibis mail. А то букозявры реально раздражают. Если не сложно, киньте прошивку на латинице мне на мыло ecipsrv bk. А то у меня русский нормально не отображается. Спасибо за ранее. Собрал схему. Вроде работает, но не видит русского языка. Кто подскажет в чем может быть проблема? Добрый день, нельзя ли мне тоже прошивку на латинице? Можно уменьшить С6, С7 Я ставил 18 пФ.
Для точности измерения С51 47н я ставил советский К У меня проблема с Частотомером, при включении частотомера показывает сразу 50 Гц 20к Мс.
Скорее всего идет наводка от проводов В 50Гц. Питание прибора от сети? Возможно ли использовать в качестве основы не ATMega8, а ардуино? Собрал данную конструкция, приборчик оказался очень хорошим,для стабильных параметров не применяйте китайских конденсаторов только К также советую, корпус кварца припаять на минус.
Конденсаторы которые подключены к кварцу нужно подобрать от 18пфпф так как у кварцов различных производителей в даташитах разные номиналы. Тоже есть проблема с отображением кириллицы,но нашёл первоисточник,с прошивкой на латинице. Электронику вместе с платой часа 2 делал, а корпус, кнопки и т. Все выходные угробил. Правда еще кварц неисправный попался. Я на него в последнюю очередь подумал. Всё перепроверил…. Добрый день! Пришлите пожалуйста прошивку под латиницу. Всем привет! Сотворил этот апарат.
При измерении емкостей или больших сопротивлений, измерение кажется зацикливается, постоянно измеряет. Иногда останавливается, а потом подумав, снова бежит измерять. Положил видео измерения сопротивления кОм. На фото раскрытый апарат и фото конденсатора. Буду благодарен за подсказку. Но после каллибровки измерение 1 конденсатора на 3 нФ показало 3. Как на видео измерение сопротивления, бесконечное измерение. Здесь фото конденсатора.
Всем привет, если есть прошивка на английском или латинице — chibis mail. Собрал этот девайс. Все хорошо, но перемещаются пункты сами по себе. Не подскажете, что не так? Может у кого есть на русском языке прошивка. Что может быть? Я тоже собирал это чудо устройство, всё работает, но вот только при измерение,результат на экране появляется с опозданием причем довольно большой,если кто знает решение дайте знать, заранее спасибо.
Пришлите пожалуйста прошивку под латиницу grik40 yandex. Вот почитал тут и все пишут слать прошивку в личку ,а что сюда то выложить проблема? Ведь только примерно у одного самодельщика из десяти имеется дисплеи с кириллицей ,у остальных китаёзы. Ребята спасибо за ваш труд и аппарат который сделали но прошивка реально у кого можно брат. Просто жалко столько труд , время , расходы пожалуйста поделитесь прошивкой.
Ещё раз большой спасибо мои данные E-Mail: jurabek-vohidov mail. Доброго здоровья всем! Пришлите пожалуйста прошивку под латиницу sovka gmail. Городить огород с питанием — и компания — обязательно, или можно запитать от зарядки usb или имеющегося в наличии линейника? Первый раз буду пробовать. В связи с этим вопрос? Биты с инверсией выставлять или прямые?
В зависимости, чем шить будете. На картинке в статье фузы без инверсии, в полном согласии с нотацией атмел. А вапче было бы неплохо про эти самые фузы почитать. Здравствуйте при прошивке в avrdude prog v3. Прошу помощи! Прошил контроллер, фюзы выставил, плату собрал, при подаче напряжения на дисплее верхняя строка в прямоугольниках.
Дисплей A qapass. Контакты проверил. У меня тоже самое. Также верхняя строка в прямоугольниках.
Частотомер-тестер кварцев на atmega8
Данный прибор предназначен для измерения частоты в пределах Гц, но при использовании делителя частоты на входе этот диапазон соответствующим образом расширяется. Максимальное входное напряжение — 3V, при условии, что отсутствует дополнительный делитель напряжения, минимальное 0,15V, так же при условии что он отсутствует. Максимальную частоту измерения можно расширить посредством изменения программного кода, но об этом позже. Для тактирования ядра микроконтроллера применен генератор с внешним кварцевым резонатором.
Микроконтроллер ATmega-8 может быть заменен на ATmega-8L. Длина проводов измерительного щупа должна быть как можно меньше и щупы.
Частотомер на микроконтроллере ATmega16
Проект Eldigi. В связи с этим на сайте могут быть ошибки. Нашли ошибку? Частотомер МГц. Изначально разработан для измерение частоты и подсчёта импульсов за 1сек. Схема частотомера Нажмите на картинку — откроется большая. Пользоваться им очнь просто. Подсоединяем то что надо ко входу. Ждём секунду.
Please turn JavaScript on and reload the page.
Это достаточно простая конструкция частотомера. Основа схемы — микроконтроллер ATmega8. Измерение частоты в пределах Гц. В этом проекте мы делаем простую и дешевую схему частотомера.
Нашел я как-то в интернете одну статейку азиатского разработчика, в которой описывалось устройство измеритель емкости.
Микроконтроллеры
В данной статье я хотел бы вас познакомить с «самоделкой выходного дня» — частотомером на уже «легендарном» микроконтроллере ATmega8. Данный прибор не позиционируется как «лучший» по параметрам, да и схемотехника не претендует на оригинальность. Единственное его отличие от большинства конструкций, которое можно найти в сети — повышенная точность в диапазоне низких частот 1 — Гц. При измерении НЧ производится подсчет количества тактов микроконтроллера за некоторое количество импульсов на входе прибора. А при измерении СЧ и ВЧ, традиционно считается количество импульсов за определенный промежуток времени.
Частотомер на AVR
В жизни радиолюбителя наступает момент, когда время от времени нужно использовать генератор частоты. После того, как прочитал статью. Генератор может выдавать на одной частоте одновременно синусоиду и прямоугольный сигнал. Также в этом приборе встроенный частотомер. Прибор очень универсальный идеально подходит не только для новичков, но и для больших шаманов радиоэлектроники. Схема очень простая и при возможности может поместиться в компактный корпус.
Список форумов» Устройства» Микроконтроллеры и ПЛИС Частотомер по Вашей ссылке имеет режим измерения периода, Была такая мысль, описать в статье частотомер на ATmega8 + внешние счетчики.
Тег Частотомер
Технический портал радиолюбителей России. Фотогалерея Обзоры Правила Расширенный поиск. RU Конструкции на микроконтроллерах для радиолюбителей Простой частотомер на Atmega8.
Частотомер 1 Гц — 10 МГц на микроконтроллере AVR
Частотомер — полезный прибор в лаборатории радиолюбителя особенно, при отсутствии осциллографа. Кроме частотомера лично мне часто недоставало тестера кварцевых резонаторов — слишком много стало приходить брака из Китая. Не раз случалось такое, что собираешь устройство, программируешь микроконтроллер, записываешь фьюзы, чтобы он тактировался от внешнего кварца и всё — после записи фьюзов программатор перестаёт видеть МК. Кстати, достаточно известный китайский набор частотомера с тестером кварцев на PIC-микроконтроллере и светодиодном дисплее с Алиэкспресса мне категорически не понравился, так как часто вместо частоты показывал то ли погоду в Зимбабве, то ли частоты «неинтересных» гармоник ну или это мне не повезло. Предел измерения — до
Войти через uID. Например: TDA
Генератор частоты 0 — 40 000 000 Hz + Частотомер.
В качестве дополнения к этому материалу, предлагаю улучшенную версию частотомера. В этом проекте тоже используется блок захвата и дополнительно еще задействован тактовый вход 8-ми разрядного таймера. На основе этого значения и выполнялись расчеты. При повышении частоты входного сигнала микроконтроллер не успевал обрабатывать прерывания, пропускал их, и показания частотомера начинали резко расходиться с действительностью. В новом проекте вычисление частоты выполняется по нескольким периодам входного сигнала и без постоянного использования прерывания по событию захват. Входной сигнал подается на вход схемы захвата таймера Т1 и счетный вход таймера Т0. Для того чтобы таймер Т0 тактировался от внешнего сигнала, он должен быть соответствующим образом настроен.
Универсальный измерительный прибор на микроконтроллере ATMega8
Омметр, измеритель ёмкости, осциллограф, генератор и частотомер — это функции которыми наделено устройство схемой которого я хочу с вами поделиться. Ведь такой универсальный измерительный прибор очень нужен в практике каждого радиоаматора. А собрать его не представляет особой сложности даже начинающим радиолюбителям. Подобной точности вполне достаточно для отладки большинства собственных аналоговых и цифровых устройств.
Частотомер на atmega
Предлагаемый частотомер собран на микроконтроллере PIC16F и семиэлементных светодиодных индикаторах с общим катодом. Его расширяющая способность состовляет 0. Основные технические характеристики:. Схема частотомера показанная на рисунке выше нажмите на картинку для увеличения , На входе устройства установлен компаратор DA1, который включен по типовой схеме с инвертирующим входом. Порог срабатывания компаратора можно изменять подборкой резистора R4 — чем больше его сопротивление, тем выше порог. Порт в микроконтроллере DD1 задействован для подачи напряжения на элементы a-h индикаторов HG1.
Поиск данных по Вашему запросу:
Схемы, справочники, даташиты:
Прайс-листы, цены:
Обсуждения, статьи, мануалы:
Дождитесь окончания поиска во всех базах.
По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам. ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Частотомер на микроконтроллере
ЧАСТОТОМЕР НА МИКРОКОНТРОЛЛЕРЕ
Портал QRZ. RU существует только за счет рекламы, поэтому мы были бы Вам благодарны если Вы внесете сайт в список исключений. Мы стараемся размещать только релевантную рекламу, которая будет интересна не только рекламодателям, но и нашим читателям. Отключив Adblock, вы поможете не только нам, но и себе. Хотя в последующие годы появилось много подобных конструкций, на мой взгляд, и в XXI веке прибор ничуть не устарел, а по некоторым параметрам даже превосходит более поздние разработки.
После публикации я получил массу откликов, среди которых практически не было нареканий на качество работы прибора и трудности с наладкой. Для данного частотомера разработана программа «Новогодний сувенир», которая выводит на индикатор динамичные картинки. Так что, кроме всего прочего, он может украсить Вашу радиолабораторию в Новый год. Но ведь не секрет, что и самые совершенные компьютеры часто используются только как игрушки.
Принцип работы частотомера — классический: измерение количества импульсов входного сигнала за фиксированный интервал времени. Таким интервалом выбрана 1 секунда, что обеспечивает точность отсчета — 1 Герц. Этого вполне достаточно для большинства целей. С общим проводом соединяется вывод с вдвое меньшим номером.
Между цепями питания необходимо включить Светодиод HL1 используется в качестве стабилитрона с напряжением стабилизации около 1,5v. Это напряжение обеспечивает надежное запирание ключевых транзисторов. Цепь C4, R1 необходима для сброса при включении сети. Это обеспечивало верхнюю границу измеряемых частот до 70мгц. В дальнейшем появилась КМОП серия , которая позволила поднять ее до мгц. Следует только иметь в виду, что входы КМОП микросхем нельзя оставлять не подключенными.
В настоящее время не составляет труда приобрести микроконтроллер с встроенной памятью программ 87C51 или AT89C В этом случае схема существенно упрощается, в нее нужно внести следующие изменения: DD5.
Между Р0. DD2, DD4 исключаются, DD3 тоже можно исключить, если нагрузочная способность порта достаточна для управления ключами индикатора вакуумный индикатор. Программа для работы с внешним и внутренним ПЗУ имеет некоторые отличия. Линии dF и F выводы 12 и 13 DD1 подсоединяются к двум кнопкам на замыкание без фиксации, установленным на лицевой панели.
Вторые контакты этих кнопок подсоединяются к общему проводу. При кратковременном нажатии на кнопку dF частотомер переходит в режим измерения нестабильности частоты. При этом на индикатор выводится разность между текущим значением частоты и тем, которое было в момент перехода в этот режим.
В старшем разряде индицируется знак отклонения частоты, поэтому диапазон измерения отклонения равен 10 Мгц. При нажатии на кнопку F прибор возвращается в режим измерения частоты. Этот режим устанавливается и при включении питания. Она предназначена для удобства работы при использовании внешнего СВЧ делителя на На ответной части разъема распаивается перемычка между этим контактом и контактом, соединенным с общим проводом.
Таким образом, при подключении внешнего делителя на 10, расширяющего диапазон измеряемых частот, эта линия соединяется с общим проводом. При этом соответствующим образом изменяется расположение десятичных точек на индикаторе. При работе без СВЧ делителя, то есть при измерении частот до Мгц, этот контакт должен оставаться свободным.
С внешним СВЧ делителем цена младшего разряда — 10 Герц, а верхнее значение измеряемой частоты определяется быстродействием делителя, но не может превышать Мгц. Схема делителя, показанная на рисунке, имеет диапазон рабочих частот Диод VD3 в блоке питания обеспечивает небольшое запирающее напряжение для исключения подсветки ненужных сегментов индикатора.
Для обеспечения электромагнитной совместимости поверх первичной обмотки трансформатора желательно проложить электростатический экран из медной фольги. К частотомеру можно подключить и светодиодные индикаторы практически любого типа у которых справа от цифры есть точка.
Лучше, если цвет свечения будет красный, так как светодиоды другого цвета потребляют в 1, раза больший ток. На схемах 1 и 2, приведенных ниже показано подключение индикаторов с общим катодом, а на схемах 3 и 4 — с общим анодом.
Необходимость установки диода, показанного пунктиром определяется экспериментально. Он обеспечивает запирание транзисторов и исключает подсветку ненужных сегментов. Рекомендуемый тип — КД или любой кремниевый с током не менее ma. Важной особенностью частотомера является то, что в нем можно использовать кварцевый резонатор на любую самую «экзотическую» частоту в диапазоне Оптимальным, на мой взгляд, является значение Длительность интервала измерения определяется двумя константами — К1 и К2.
Программа построена таким образом, что допускает многократную коррекцию этих значений. Для наладки крайне желательно иметь возможность воспользоваться заводским поверенным частотомером. Вначале нужно измерить частоту генерации кварца в данной схеме.
Для этого образцовый частотомер подключают через конденсатор пф к выводу 18 или 19 DD1 C3 — в среднем положении. Это можно сделать без ПЗУ, так как кварцевый генератор запускается при подаче питания независимо от программы. В крайнем случае, при отсутствии образцового прибора, можно принять для расчета значение частоты генерации кварца от 1кгц для кварца 6мгц до 5кгц для кварца 12мгц выше того, что на нем написано.
Например, для кварца 8мгц при расчете следует принять частоту генерации около гц. Затем задаемся значением К1 в пределах от 8 до 16 и рассчитываем К2. К2 может принимать значение от 0 до , а К1 — от 1 до Если K2 получается отрицательным или больше , задаемся другим значением K1 и повторяем расчет. И так до тех пор, пока не получится значение K2 в пределах от 0 до Полученные значения K1 и K2 по правилам математики переводим в шестнадцатиричную форму.
K2 следует округлить до ближайшего нечетного значения. Именно нечетного! Увеличение K2 на 1 приведет к уменьшению показаний прибора на 10 — 20 гц для измеряемой частоты около 10 мгц или на 1 — 2 гц для частоты 1 мгц. После запуска и наладки прибора следует провести измерение частоты какого-либо генератора и сравнить показания с образцовым частотомером.
Это измерение следует проводить на частоте не менее 10 мгц. Если не удастся добиться одинаковых показаний вращением C3, придется скорректировать значения констант К1 и К2. Эту операцию можно проводить многократно. Частотомер можно использовать не только по прямому назначению, но и как Новогодний сувенир. Особой точности здесь не требуется, вычисленное значение следует округлить до целого числа и перевести в шестнадцатиричную форму.
Информацию в трех перечисленных ячейках можно корректировать, «забивая» их нулями и записывая новые значения в последующих. Важно только соблюдать порядок — K3, затем 2 старшие цифры года и 2 младшие цифры года. Допустимо корректировать только год, оставляя K3 неизменной. При использовании частотомера по прямому назначению данная программа никак себя не проявляет и запускается, только если включить питание при нажатой кнопке «dF».
На индикаторе в этом случае появляется год, записанный в ПЗУ. Если удерживать кнопку нажатой более 2сек, начинается счет лет — , затем и т. Дождавшись нужной даты следует отпустить кнопку, после этого запускается программа, выводящая на индикатор несколько последовательно сменяющих друг друга динамичных картинок.
Сделайте — увидите! Несмотря на то, что с момента разработки прибора прошло много лет, интерес к нему не ослабевает. В частности, вы можете загрузить чертеж платы СВЧ делителя для него и вариант платы для светодиодных индикаторов. Все это разработано радиолюбителями в формате Sprint Layout 3. По просьбам радиолюбителей я, наконец, собрался и восстановил утерянный за прошедшие годы исходный текст программы на ассемблере. Желающие могут приобрести его, написав автору.
Воспроизведение материалов сайта в любом виде только с согласия автора. Что-то не так? Пожалуйста, отключите Adblock. Как добавить наш сайт в исключения AdBlock.
Частотомер на микроконтроллере КРВЕ Диапазон измеряемых частот. Диапазон измерения нестабильности. Количество разрядов индикатора. Дискретность отсчета. Время измерения. Этот частотомер был разработан в далеком году.
Частотомер на микроконтроллере ATtiny2313
Автор этой статьи Дмитрий Богомолов был первым, кто откликнулся на опубликованный в апрельском номере журнала за этот год призыв присылать нам описания приборов на PIC-контроллерах и микроконтроллерах. Миниатюрная конструкция, которую он показал в редакции, поразила своими характеристиками и, в частности, чисто радиолюбительским подходом, позволившим собрать на микроконтроллере с относительно невысоким быстродействием частотомер с верхней граничной частотой не менее 50 МГц. Кстати сказать, на базе этого частотомера Дмитрий разрабатывает цифровую шкалу для приемника с KB диапазонами или для KB трансивера. Принцип работы описываемого прибора как и других частотомеров заключается в подсчете пришедших на его вход импульсов за фиксированный промежуток времени. Вот его основные технические характеристики; интервал измеряемой частоты сигнала — от 1 Гц до 50 МГц при минимальном напряжении входного сигнала 0,5 В, Разрядность индикатора — В, что позволяет измерять высокочастотные сигналы с точностью до 1 Гц, Напряжение питания — 9 В, а потребляемый ток зависит от используемых индикаторов.
Частотомер на микроконтроллере ATtiny Схема отличается простотой и надежностью. Частотомер позволяет измерять частоты.
Частотомер 1 Гц — 10 МГц на микроконтроллере AVR
Представленный в данной статье частотомер позволяет измерять частоту от 10 Гц до 60 МГц с точностью 10 Гц. Это позволяет использовать данный прибор для самого широкого применения, например измерять частоту задающего генератора, радио приёмника и передатчика, функционального генератора, кварцевого резонатора и др. Частотомер обеспечивает хорошие параметры и обладает хорошей входной чувствительностью, благодаря наличию усилителя и TTL-преобразователя. Это позволяет измерять частоту кварцевых резонаторов. Если использовать дополнительный делитель частоты, максимальная частота измерения может достигать 1 ГГц и выше. Идея частотомера на микроконтроллере PIC, возникла у меня после прочтения апнота AN фирмы Microchip, где описывается измерение частоты на PIC и представлена программа. Я разработал схему и написал программу, в которой улучшил точность измерения, а значение частоты отображается на LCD-экранчике. Получился довольно простой и эффективный частотомер.
ЧАСТОТОМЕР НА МИКРОКОНТРОЛЛЕРЕ
Новые книги Шпионские штучки: Новое и лучшее схем для радиолюбителей: Шпионские штучки и не только 2-е издание Arduino для изобретателей. Обучение электронике на 10 занимательных проектах Конструируем роботов. Руководство для начинающих Компьютер в лаборатории радиолюбителя Радиоконструктор 3 и 4 Шпионские штучки и защита от них. Сборник 19 книг Занимательная электроника и электротехника для начинающих и не только Arduino для начинающих: самый простой пошаговый самоучитель Радиоконструктор 1 Обновления Подавитель сотовой связи большой мощности.
Это достаточно простая конструкция частотомера.
Частотомер на микроконтроллере
Технический портал радиолюбителей России. Фотогалерея Обзоры Правила Расширенный поиск. RU Конструкции на микроконтроллерах для радиолюбителей Простой частотомер на Atmega8. Уважаемые посетители! RU существует исключительно за счет показа рекламы. Мы будем благодарны, если Вы не будете блокировать рекламу на нашем Форуме.
Частотомер на микроконтроллере stm32
Вход Регистрация Восстановление пароля Вход Запомнить меня. Получить ссылку на изменение пароля. Частотомер на микроконтроллере stm Статья описывает способ измерения какой-либо внешней частоты с помощью микроконтроллера stm32 , а заодно является косвенным продолжением статей о таймерах. Максимальная измеряемая частота зависит от того, на какой частоте работает сам микроконтроллер. Стоит уточнить, что измеряемая частота должна быть постоянная. Вначале небольшоё объяснение как всё работает: будут задействованы три таймера. Более внятные объяснения будут сделаны по ходу статьи.
В данной статье описан простой частотомер на микроконтроллере Atmega16, который может измерять частоту с точностью до 1%.
частотомер на atmega8
Для измерения частот до 30 Мгц и предназначен данный цифровой частотомер на распространённой микросхеме-контроллере PIC16FA. Его принципиальная схема состоит из базового модуля, с подключенным к его счетному входу входным формирователем. Схема частотомера приведена на рисунке ниже:.
Частотомер — полезный прибор в лаборатории радиолюбителя особенно, при отсутствии осциллографа. Кроме частотомера лично мне часто недоставало тестера кварцевых резонаторов — слишком много стало приходить брака из Китая. Не раз случалось такое, что собираешь устройство, программируешь микроконтроллер, записываешь фьюзы, чтобы он тактировался от внешнего кварца и всё — после записи фьюзов программатор перестаёт видеть МК. Кстати, достаточно известный китайский набор частотомера с тестером кварцев на PIC-микроконтроллере и светодиодном дисплее с Алиэкспресса мне категорически не понравился, так как часто вместо частоты показывал то ли погоду в Зимбабве, то ли частоты «неинтересных» гармоник ну или это мне не повезло. Предел измерения — до
Частотомер-Тахометр на Atmega8 Доброго времени суток дорогие посетители форума! Возникла идея сделать электронное управление
Схема частотомера состоит из микропроцессора Attiny и двоичного счетчика 74AC Контроль за работой счетчика закреплен за МК Attiny, который осуществляет обнуление, останавливает или запускает счет путем подачи управляющего сигнала на десятый вывод. Непродолжительной подачей логического нуля на вход сброса двоичного счётчика, МК обнуляет его, а после этого, отправляет уровень логической единицы на входе ЕР, запускает его работу. Затем, он считает импульсы с выхода старшего разряда счетчика в течение полусекунды. Частотомер на микроконтроллере AVR.
Re: пассики для проигрывателей винила Re: Динамическая индикация на LCD дисплее Re: Пассик на пленочный магнитофон Re: Продам набор SMD конденсаторов в корпусе
Russian HamRadio — Радиолюбительский частотомер на микроконтроллере AT89C52-24JC.
Частотомер (его схема приведена на рис. 1) состоит из компаратора сигнала, переключателя режимов работы, синхронизатора цикла измерения, счетчика импульсов, микроконтроллера, клавиатуры, жидкокристаллического индикатора, стабилизатора питания.
Входной каскад построен на компараторе фирмы Analog Devices AD8561AR (DA1). Этот компаратор имеет типовое значение задержки около 7 не. Входной сигнал поступает на разъем ХР1 и поступает на защитную цепочку 31VD1VD2 и компаратор DA1. Резисторы R4, R5 формируют гистерезис компаратора для исключения появления дребезга при медленно меняющихся сигналах.
На выходе компаратора сигнал представлен парой противофазных логических уровней, согласованных с уровнями логических микросхем частотомера. Коммутатор режима работы выполнен на цифровом мультиплексоре DD2. Коммутатор переключает сигналы в соответствии с выбранным режимом работы частотомера. Синхронизатор (элементы DD1.2, DD1.3, DD4) формирует сигналы начала и окончания цикла измерения. Счетчик импульсов (DD3) подсчитывает число импульсов во входном сигнале или импульсы заполнения при измерении длительности импульса.
Микроконтроллер (DD5) фирмы ATMEL AT89C52-24JC управляет всеми элементами устройства: коммутатором режимов работы, индикатором, клавиатурой. Тактовая частота 10 МГц для микроконтроллера задается кварцевым резонатором BQ1.
При настройке и поверке частотомера частоту тактирования микроконтроллера подстраивают конденсатором С6 к значению точно 10 МГц с помощью промышленного частотомера. Сигнал с кварцевого резонатора микроконтроллера (сигнал BF) используется и для измерения длительности импульсов. При этом период следования импульсов заполнения равен 100 не.
Таким образом, погрешность измерения длительности импульса также не превышает этого значения. Микроконтроллер работает с использованием внутренней памяти программ (вывод 35 DD5 подключен к шине +5В). При включении питания частотомера микроконтроллер устанавливается в исходное состояние перепадом напряжения, передаваемого конденсатором С
5.Клавиатура (кнопки SB1, SB2) используется для выбора режимов работы и параметров частотомера. Кнопкой SB1 («Режим») выбирают режим работы, кнопкой SB2 («Параметр») — параметр режима. Например, кнопкой SB1 устанавливают режим «Измерение частоты», а кнопкой SB2 выбирают значение параметра «Время измерения» — 10с. Примерно через 1 с после выбора режима работы или параметра частотомер автоматически переходит к измерению.
В качестве индикатора применен алфавитно-цифровой LCD-модуль ITM1602ASR с двумя строками по 16 символов. В первой строке отображаются режим работы и параметры частотомера, а во второй строке — измеренное значение. Подстроечным резистором R8 можно отрегулировать контрастность изображения индикатора. Индикатор подключают к разъему XS3 и устанавливают непосредственно на плату. Подключенный через дополнительный кабель индикатор может быть размещен в ином месте по желанию пользователя.
В узле стабилизации напряжения питания применен интегральный стабилизатор DA2. Напряжение питания от внешнего источника подается на разъем ХР2. Конденсаторы С15, С16 — входной фильтр; С13, С14 — выходной фильтр стабилизатора. Конденсаторы С7— С12 — блокировочные, их устанавливают вблизи микросхем.
В частотомере применены отечественные микросхемы серии КР1533 (импортный аналог — 74ALS). В качестве счетчика импульсов применена микросхема 74НС4040 с максимальной частотой 50 МГц, которая и ограничивает диапазон измерения частоты.
Рассмотрим работу частотомера в режиме измерения частоты входного сигнала.
Сигнал с компаратора (цепь F1) поступает на коммутатор режима работы (вывод 4 DD2). Микроконтроллер выставляет логические уровни сигналов А = 0 и В=1,а затем выдает сигнал START (лог. 1), инициирующий процесс измерения. Триггер DD4.1 переключается и разрешает проходить
сигналу на выход коммутатора (вывод 7 DD2) и вход счетчика импульсов (вывод 10 DD3).Микроконтроллер формирует временной интервал, например, длительностью 1 с (сигнал TW). В течение этого времени разрешена передача входного сигнала с выхода компаратора на счетчик импульсов входного сигнала. Импульсы переполнения счетчика DD3 подсчитывает таймер/счетчик 1 микроконтроллера. После выдержки микроконтроллером заданного интервала компаратор защелкивает свой выход (вывод 5 DAI — LATCH) и счет импульсов входного сигнала прекращается.
Микроконтроллер выставляет логические уровни сигналов А = 1, В = 1 и считывает из счетчика импульсов (DD3) накопленное число с помощью импульсов «досчета» (сигнал СР). Общее число импульсов в счетчике импульсов за выбранный интервал времени (а это и есть частота сигнала) микроконтроллер подсчитывает по формуле
Х·1048576 ·Y 4096 + Z, где:
- X — содержимое старших 8 разрядов таймера/счетчика 1 микроконтроллера:
- Y— содержимое младших 8 разрядов таймера счетчика 1 микроконтроллера:
- Z — содержимое счетчика импульсов (DD3).
Если входная частота очень большая, то возможно переполнение счетчика таймера 1 микроконтроллера. В этом случае к результату, полученному по предыдущей формуле, микроконтроллер прибавляет еще число 268435456.
Рассмотрим работу частотомера на примере измерения длительности импульса положительной полярности. Сигналы с выхода компаратора (сигнал F1 для положительного импульса или сигнал F2 для отрицательного импульса) поступают на коммутатор режима работы (DD2). Микроконтроллер выставляет логические уровни сигналов А = 0, В = 0. Затем выдается сигнал установки триггера DD4.1 в единичное состояние (сигнал WR/CM).
После этого выдается сигнал START (лог. 1), соответствующий началу измерения. Микроконтроллер ожидает переключения триггера DD4.2. Триггер DD4.1 разрешает проходить импульсам заполнения с элемента DD1.1 на выход коммутатора (вывод 7 DD2). С началом действия импульса входного сигнала импульсы заполнения (сигнал BF) поступают на вход счетчика импульсов (вывод 10 DD3) через элемент DD1.1 и коммутатор.
Импульсы переполнения счетчика DD3 подсчитывает таймер/счетчик 1 микроконтроллера. После окончания импульса входного сигнала триггер DD4.1 переключается в обратное состояние и счет импульсов заполнения прекращается. По сигналу END микроконтроллер выставляет сигналы А = 1, В = 1 и считывает из счетчика импульсов (DD3) накопленное значение с помощью импульсов досчета (сигнал СР). Длительность измеряемого импульса микроконтроллер подсчитывает по формуле (Х·1048576 +
Y·4096 + Z)x100, где:- X — содержимое старших 8 разрядов таймера/счетчика 1 — го микроконтроллера;
- Y — содержимое младших 8 разрядов таймера/счетчика 1 — го микроконтроллера;
- Z — содержимое счетчика импульсов DD3;
- 100 — период следования заполняющих импульсов, равный 100 не.
Таким образом, при измерении длительности импульса временными воротами является сам импульс.
Для определения длительности отрицательного импульса микроконтроллер выставит логические уровни сигналов А = 1, В =0.
Программное обеспечение написано на языке «С» для микроконтроллеров семейства MCS-51.
Рис.3.
Конструктивно частотомер выполнен на двусторонней печатной плате (рис. 2), на которой смонтированы все элементы (рис. 3), за исключением индикатора.
На рис. 2 круглые контактные площадки, условно показанные без отверстий, соединяются с соответствующими площадками на обратной стороне платы через металлизированные переходные отверстия.
При любительском изготовлении печатной платы металлизацию заменяют тонкими проводниками. Разъемные соединители — PLS-2, PBS-14, а также панелька PLCC-44 для установки DD5.
Настройка частотомера
После сборки частотомера необходимо сделать три регулировочные операции.
- Настройку контрастности индикатора выполняют после подачи питания на частотомер регулировкой подстроечного резистора R8.
- Для установки частоты кварцевого генератора микроконтроллера необходим доступ к конденсатору подстройки частоты. Поэтому при отключенном питании частотомера удаляют с платы модуль индикатора и затем, удерживая кнопку SB1 в нажатом состоянии, включают питание частотомера. При минимальной емкостной связи входа образцового частотомера с точкой BF (рис. 3) подстройкой конденсатора С6 устанавливают частоту генератора точно 10 МГц.
- Настройку компаратора во входном каскаде выполняют без подачи сигнала на разъем частотомера. После включения питания прибора нужно сначала вывернуть движок резистора R6 в крайнее левое положение, а затем медленно вращать движок вправо до появления на индикаторе надписи «НЕТ СИГНАЛА». Ниже приведено описание режимов работы частотомера.
Режим цифровой шкалы
Кнопкой «РЕЖИМ» устанавливают режим «ЦИФРОВАЯ ШКАЛА». Кнопкой «ПАРАМЕТР» выбирают параметр режима — частота тракта ПЧ. Эту частоту можно выбирать из следующих значений: + 455 кГц; — 455 кГц; + 465 кГц; — 465 кГц; + 500 кГц; — 500 кГц.
Знак перед цифровым значением Fпч указывает на операцию, которую выполняет частотомер. Если знак «+», то частота Fпч прибавляется к измеренной частоте, если знак «-«, то вычитается. Время измерения частоты в данном режиме равно 0,1 с.
Вид индикатора частотомера в рабочем режиме:
Измерение частоты входного сигнала
Кнопкой «РЕЖИМ» устанавливают режим «ЧАСТОТА», а кнопкой «ПАРАМЕТР» выбирают параметр режима — время измерения. Параметр в секундах может принимать одно из следующих значений: 0,1 с, 1 с; 10 с.
Примерно через 1 с после отпускания кнопки частотомер автоматически перейдет в режим измерений. Выбор нового параметра прерывает текущий цикл измерения и начинает новый с новым значением параметра. Единицы измерения частоты (Гц, кГц, МГц) определяются автоматически, в зависимости от частоты входного сигнала.
Вид индикатора частотомера в рабочем режиме:
- при частоте входного сигнала до 1 кГц
- при частоте входного сигнала до 1 МГц
- при частоте входного сигнала, равного или выше 1 МГц,
Символ «>» здесь и далее означает, что частотомер находится в режиме счета импульсов. То есть результат измерения, который в данный момент присутствует на индикаторе, относится к предыдущему циклу измерения
.Измерение периода входного сигнала
Кнопкой «РЕЖИМ» выбирают режим «ПЕРИОД СИГНАЛА». Для этого режима параметры не устанавливают. Примерно через 1 с после отпускания кнопки частотомер автоматически перейдет в режим измерений.
Период Т входного сигнала является обратной величиной относительно его частоты F. Поэтому частотомер сначала измеряет частоту входного сигнала при времени измерения 1 с, а после проведения вычислений выводит результат на индикатор.
Вид индикатора частотомера в рабочем режиме:
Измерение девиации частоты
Кнопкой «РЕЖИМ» выберите режим «ДЕВИАЦИЯ». Для этого режима параметры не устанавливают. Примерно через 1 с после отпускания кнопки частотомер автоматически перейдет в режим измерений.
Девиация (или уход) определяется как разница между текущей и частотой, которая была при начале измерения в этом режиме. При этом уход девиация) частоты может быть как положительным, так и отрицательным. Поэтому значение девиации на индикатор выводится со знаком. Чтобы начать новое слежение за уходом частоты, нужно нажать на кнопку «ПАРАМЕТР».
Вид индикатора частотомера в рабочем режиме:
Измерение длительности импульса положительной полярности
Кнопкой «РЕЖИМ» выберите режим «ИМПУЛЬС». Кнопкой «ПАРАМЕТР» выберите параметр режима — полярность импульса. Для положительного импульса его длительность обозначена «П», а интервал между импульсами обозначен «О». Примерно через 1 с после отпускания кнопки частотомер автоматически перейдет в режим измерений.
Вид индикатора частотомера в рабочем режиме:
Измерение емкости
Рис.4.
При наличии приставки к частотомеру, измеряющему период, можно измерять емкости любых конденсаторов в пределах от 10 пф до сотен мкФ.
Ее схема приведена на рис. 4.
Мультивибратор, собранный на ОУ DA1, генерирует импульсы с периодом, пропорциональным емкости Сх. Это описывается выражением Тх = 2CxR3·In[(R4+R4′)/(R4-R4′)]. Здесь значение R4′ соответствует сопротивлению части подстроечного резистора между движком и нижним по схеме выводом.
Если движок резистора R4 установлен так, что In[(R4+R4′)/(R4-R4′)] = 0,5, тогда Тх = СхRэ, и при Rэ = 1 МОм значение емкости 10 пФ соответствует длительности периода генерируемых импульсов, равной 10 мкс, а при R3 = 10 кОм значение 1 мкФ соответствует длительности 10000 мкс. В приставке находится эталонный конденсатор Сэ (3000…10000 пФ), позволяющий калибровать приставку, а также измерять емкости менее 10 пФ. Точность эталонного конденсатора желательно подобрать с погрешностью не более 0.5…1 %.
Калибровка приставки заключается в выставке на частотомере значения величины эталонного конденсатора подстроечным резистором R2 (10 кОм). Тэ в частотомере должен быть равен 1 мкс (Fэ = 1 МГц).
Из-за наводок младшие разряды могут периодически изменять свое значение. Но для большинства случаев точность измерения емкости вполне удовлетворительна. Для измерения емкости кнопкой «РЕЖИМ» выбирают режим «ЕМКОСТЬ». Этот режим не имеет параметров. Примерно через 1 с после отпускания кнопки частотомер автоматически перейдет в режим измерений.
Вид индикатора частотомера в рабочем режиме:
Измерение индуктивности
Рис.5.
При наличии приставки (ее схема приведена на рис. 5) можно измерять индуктивности в интервале 1 мкГн…2 Гн.
Принцип измерения на основе соотношения периода гармонических колебаний с индуктивностью и емкостью колебательного контура генератора в приставке: ТІ = LC/25330, где Т — в секундах, L — в мкГн, С — в пФ.
Поэтому, если использовать емкость контура, равную 25330 пф, то численное значение индуктивности вычисляется из следующего соотношения: L = ТІ = 1/FІ, где F — частота колебаний.
Для измерения индуктивности частотомером с приставкой кнопкой «РЕЖИМ» выбирают режим «ИНДУКТИВНОСТЬ». Примерно через 1 с после отпускания кнопки частотомер автоматически перейдет в режим измерений. Численные значения показаний соответствуют индуктивности в мкГн.
Вид индикатора частотомера в рабочем режиме:
Приставка состоит из измерительного генератора (VT1—VT5), частота которого определяется емкостью конденсаторов С1, С2 (общей емкостью около 25330 пф) и индуктивностью, подключаемой к входным клеммам катушки. Для формирования сигнала с уровнем ТТЛ служит триггер Шмитта (VT6, VT7). Амплитуду колебаний стабилизирует цепь на диодах VD1, VD2 и транзисторах VT4, VT5, подключенная к генератору через эмиттерный повторитель на транзисторе VT3. При указанном значении емкости С1, С2 и измеряемой индуктивности, равной 1 мкГн, частота генерации составит 1 МГц. При индуктивности 2 Гн — 700 Гц.
Для перекрытия такого диапазона, особенно в области высоких частот, необходимо подобрать транзисторы VT1, VT2 с коэффициентом передачи тока базы не менее 150. Конденсаторы С1, С2 — К73-17 или аналогичные с малым ТКЕ. В сумме их емкость не должна отличаться от указанной более чем на 1…2%. На ширину диапазона измерения влияет и транзистор VT5, точнее его коэффициент передачи тока базы. Лучшие результаты получались при использовании транзисторов ГТ311 с коэффициентом усиления 30..
Скачать программное обеспечение к микроконтроллеру.
С. Зорин, Н. Королева
Частотомер на микроконтроллере КР1830ВЕ31
Важной особенностью частотомера является то, что в нем можно использовать кварцевый резонатор на любую самую «экзотическую» частоту в диапазоне 5…12 Мгц. Оптимальным, на мой взгляд, является значение 6…8 Мгц. Длительность интервала измерения определяется двумя константами — К1 и К2. Программа построена таким образом, что допускает многократную коррекцию этих значений.
Для наладки крайне желательно иметь возможность воспользоваться заводским поверенным частотомером. Вначале нужно измерить частоту генерации кварца в данной схеме. Для этого образцовый частотомер подключают через конденсатор 2-3 пф к выводу 18 или 19 DD1 (C3 — в среднем положении). Это можно сделать без ПЗУ, т.к. кварцевый генератор запускается при подаче питания независимо от программы. В крайнем случае, при отсутствии образцового прибора, можно принять для расчета значение частоты генерации кварца от 1кгц (для кварца 6мгц) до 5кгц (для кварца 12мгц) выше того, что на нем написано. Например, для кварца 8мгц при расчете следует принять частоту генерации около 8002000гц.
Затем задаемся значением К1 в пределах от 8 до 16 и рассчитываем К2.
К2 = 7 + 65536 * (K1) — f/12 , где f — частота используемого кварца, Гц.
К2 может принимать значение от 0 до 65535, а К1 — от 1 до 255. Если K2 получается отрицательным или больше 65535, задаемся другим значением K1 и повторяем расчет. И так до тех пор, пока не получится значение K2 в пределах от 0 до 65535. Полученные значения K1 и K2 по правилам математики переводим в шестнадцатиричную форму. K2 следует округлить до ближайшего нечетного значения. Именно нечетного!
В авторском варианте для f=6144600 Гц К2= 12245= 2FD5H, К1=8. Константа К1 хранится в ячейке 01B1H, старший байт К2 — в ячейке 01B2H, младший байт К2 — в 01B3H. Увеличение K2 на 1 приведет к уменьшению показаний прибора на 10 — 20 гц для измеряемой частоты около 10 мгц (или на 1 — 2 гц для частоты 1 мгц). После запуска и наладки прибора следует провести измерение частоты какого-либо генератора и сравнить показания с образцовым частотомером. Это измерение следует проводить на частоте не менее 10 мгц. Если не удастся добиться одинаковых показаний вращением C3, придется скорректировать значения констант К1 и К2. При использовании однократно программируемых ПЗУ следует «забить» ячейки 01B1H, 01B2H, 01B3H нулями, а значения К1 и К2 записать, начиная с ячейки 01B4H в последовательности, указанной выше. Эту операцию можно проводить многократно.
Частотомер можно использовать не только по прямому назначению, но и как… Новогодний сувенир. Темп выполнения программы «Новогодний сувенир» определяется константой K3, хранящейся в ячейке 075AH для варианта программы с внешним ПЗУ К573РФ5. В программе для микроконтроллера с встроенным ПЗУ К3 хранится в ячейке 045AH. Она рассчитывается по эмпирической формуле:
K3 = 13,3 * F, где F — частота используемого кварца, МГЦ.
Особой точности здесь не требуется, вычисленное значение следует округлить до целого числа и перевести в шестнадцатиричную форму. Например, для F=12мгц K3=0A0H, для 10мгц — 085H, а для 6,144мгц — 052H. В ячейках 075BH и 075CH для варианта с внешним ПЗУ или 045BH и 045CH для встроенного ПЗУ записан в двоично-десятичной форме наступающий Новый год. Информацию в трех перечисленных ячейках можно корректировать, «забивая» их нулями и записывая новые значения в последующих. Важно только соблюдать порядок — K3, затем 2 старшие цифры года и 2 младшие цифры года. Допустимо корректировать только год, оставляя K3 неизменной.
При использовании частотомера по прямому назначению данная программа никак себя не проявляет и запускается, только если включить питание при нажатой кнопке «dF». На индикаторе в этом случае появляется год, записанный в ПЗУ. Если удерживать кнопку нажатой более 2сек, начинается счет лет — 1997, затем 1998 и т. д. Дождавшись нужной даты следует отпустить кнопку, после этого запускается программа, выводящая на индикатор несколько последовательно сменяющих друг друга динамичных картинок.
Каких? Сделайте — увидите!
Несмотря на то, что с момента разработки прибора прошло много лет, интерес к нему не ослабевает. В частности, вы можете загрузить чертеж платы СВЧ делителя для него и вариант платы для светодиодных индикаторов. Все это разработано радиолюбителями в формате Sprint Layout 3.0 и 4.0.
По просьбам радиолюбителей я, наконец, собрался и восстановил утерянный за прошедшие годы исходный текст программы на ассемблере. Желающие могут приобрести его, написав автору.
Программа (ch3.zip)
Принцип работы частотомера на микроконтроллере avr. Самодельный частотомер на ATTINY2313. Программное обеспечение микроконтроллера
На разработку конструкции толкнуло прочитанное на форуме по DDS замечание, что должны бы существовать и другие высокочастотные делители кроме серий 193 и 500, а также своевременно увиденная схема нового синтезатора для FM2006. После экспериментов родился простой частотомер на микросхемах LMX 2306, ATtiny 2313 и знакосинтезирующим жидкокристаллическом индикаторе BC 1602 со следующими характеристиками:
- Диапазон измеряемых частот от 300 Гц до 450 МГц
- Чувствительность от 50 мВ до 200 мВ
- Минимальный шаг измерения:
- В диапазоне от 300 Гц до 4,5МГц 1 Гц
- В диапазоне от 4,5 МГц до 80 МГц 25 Гц
- В диапазоне от 80 МГц до 450 МГц 100 Гц
- Время измерения 0,1 сек / 1 сек
- Точность измерения не хуже 0,007%
- Напряжение питания 9В…15В
- Ток потребления (без подсветки индикатора) 20 мА
Описание и настройка схемы (рис.1 ).
Сигнал со входа F поступает на усилительный каскад на транзисторе VT1 с которого расходится на программируемый высокочастотный делитель, входящий в состав микросхемы DD1, а также на движковый переключатель SA1, которым выбирается диапазон измерения (до 4,5МГц / выше 4,5 МГц). Далее сигнал дополнительно усиливается и поступает на микросхему DD2, которая выполняет счет частоты, вывод данных на ЖКИ и управление микросхемой DD1. Питание схемы обеспечивает стабилизатор DA1.
Переключателем SA2 выбирается время счета и соответственно точность измерения. Кнопкой SB1 проводят калибровку частотомера. Для этого на вход F подают образцовую частоту 1 МГц и нажав на SB1 удерживают ее до получения на дисплее ЖКИ показаний максимально близких к 1 МГц. В дальнейшем калибровку можно не проводить.
Также можно использовать стандартную процедуру настройки, подав на вход F любую образцовую частоту и подбором C9 и C10 добиться нужных показаний ЖКИ.
Цепочка D1, R5, R6, C7 совместно с каскадом на транзисторе VT2 расширяет выходящие с микросхемы DD1 импульсы. При подаче на вход F максимально возможной частоты, но не более 450 МГц, подбором резистора R5 добиваются устойчивых показаний ЖКИ (если осциллограф подключить к 9 ножке DD2 – должно быть что-то близкое к меандру). Конденсатор C7 в собранной нами конструкции переместился на коллектор VT2.
Разъем Prog служит для внутрисхемного программирования ATtiny 2313. Если же микросхема будет прошита в программаторе, то разъем не впаивается. Микросхему лучше установить в панельку.
Детали.
Постоянные резисторы и керамические конденсаторы типоразмера 0805 (поверхностный монтаж). Транзистор VT1 КТ368 заменим на КТ399, VT2 КТ368 – на менее высокочастотный КТ315 (с корректировкой платы). Микросхема DD2 ATtiny 2313-20 (с тактовой частотой до 20 МГц) в DIP корпусе установлена со стороны печатных проводников. DA1 (устанавливается также со стороны печати) — любой 5-ти вольтовый стабилизатор с током более 1 А, но если не использовать подсветку ЖКИ, то можно применить и слаботочный 78L05. Кварцевый резонатор Q1 – 11,0592 МГц в любом исполнении. Переключатели SA1 и SA2 – B1561(DPDT) или SS21 с длиной рычажка более 5 мм. Кнопка тактовая SB1 – TS-A1PS (TS-A2PS, TS-A3PS, TS-A4PS, TS-A6PS). Индикатор BC1602 или BC1601, BC1604, а также подобный с контроллером HD-44780 других фирм изготовителей. Проверять соответствие выводов обязательно! Диод VD2 1N4007 заменим на любой с подходящим рабочим током. Разъем питания – серии AUB 3,5 мм стерео или подобный с некоторой корректировкой платы. Для подачи питания используется любой маломощный сетевой адаптер с подходящим напряжением. Сигнал на плату подается по одножильному проводу диаметром примерно 0,8 мм и длиной 5-8 см.
Можно исключить из схемы C4, R4 и переключатель SA1, подключив C8 перемычкой к базе VT2. 6 ножка DD2 должна висеть в воздухе. В таком варианте нижней граничной частотой становится 1,5 МГц.
Печатная плата разведена в Sprint-Layout и изготовлена из одностороннего фольгированного стеклотекстолита (рис. 2 ).
Частотомер с хорошими характеристиками, позволяющий измерять частоты от 1Гц до 10 МГц (9,999,999) с разрешением в 1 Гц во всем диапазоне. Идеален для функиональных генераторов, цифровых шкал или как отдельное устройство. Дешев и легок в изготовлении, собран из доступных деталей, имет небольшой размер и может быть смонтирован на панели многих устройств.
Схема состоит из семи 7-сегментных индикаторов, AVR ATtiny2313 и нескольких транзисторов и резисторов. AVR делает всю работу, и дополнительные микросхемы не нужны. Микроконтроллер считает количество импульсов, пришедших на его вход за 1 секунду и отображает это число. Сама важная вещь — это очень точный таймер, и он реализован на 16-битном Timer1 в режиме CTC. Второе, 8-битный счетчик работает как Counter0 и считает импульсы на входе T0. Каждые 256 импульсов он вызывает прерывание, в котором программа увеличивает множитель. Когда мы получаем 1-секундное прерывание, содержимое множителя умножается на 256 (сдвиг влево на 8 бит). Остаток импульсов, которые посчитал счетчик записывается в регистр и добавляется к результату умножения. Это значение затем разбивается на отдельные цифры, которые отображаются на индикаторах. После этого, перед выходом из 1-секундного прерывания, оба счетчика одновременно сбрасываются и измерение начинается заново. В свободное от прерывания время контроллер занимается динамической индикацией.
Разрешение и точность:
Точность зависит от тактового генератора. Кварц должен быть хорошего качества и иметь как можно меньший ppm (допуск). Будет лучше, если частота будет кратна 1024, например, 16 МГц или 22.1184 МГц. Для измерения частоты до 10 МГц, надо использовать кварц не меньше, чем на 21 МГц, например, 22.1184 МГц. Частотомер может измерять частоту до 47% от частоты собственного кварца. Если есть хороший промышленный частотомер, то можно откалибровать схему добавлением подстроечного конденсатора (1пФ-10пФ) между одним из выводов кварца и землей, и подстроить частоту в соответствии с показаниями промушленного частотомера.
В архиве с исходниками есть несколько вариантов под разные кварцы, но вы можете скомпилировать свой вариант.
Форма сигнала:
В принципе, устройство понимает любую форму сигнала от 0 до 5V, не только прямоугольные импульсы. Синусоида и теугольные импульсы сичтаются по заднему фрону при переходе его ниже 0.8V.
В устройстве нет защиты от превышения входного напряжения выше 5 вольт.
Устройство имеет высокоомный вход и не нагружает тестируемую схему – вы даже можете измерить частоту переменного тока в сети 220 вольт, прикоснувшись ко входу пальцем. Частотомер может быть переделан для измерения частоты до 100 МГц с шагом 10 Гц путем добавления на вход быстродействующего делителя.
Дисплей:
Использовано семь семисегментных индикаторов с общим анодом в режиме динамической индикации. Если яркость получается недостаточной, можно уменьшить значения токоограничивающих резисторов, но нужно помнить, что максимальный импульсный ток каждого вывода микроконтроллера составляет 40 мA . По умолчанию сопротивление резисторов 100 Ом. Незначащие нули гасятся програмно. Значения обновляются каждую секунду.
Печатная плата:
Двусторонняя печатная плата размером 109mm x 23mm – к сожалению, 7 индикаторов не влезли в рабочее пространство бесплатной версии Eagle, поэтому они нарисованы от руки. На плате нужно сделать 3 соединения проводом — первое — соединение питания и вывода VCC контроллера – это соединение показано на слое silkscreen. Два других соединяют десятичные точки индикаторов с резисторами на 330 Ом расположенными на слое bottom. Сверху платы расположен коннектор Atmel ISP-6. Контакт 1 первый со стороны кварца. Этот коннектор необязателен и нужен только для программирования контроллера. Индикаторы должны припаиваться на некотором расстоянии от платы, чтобы можно было подлезть паяльником к выводам, припаиваемым с верхней стороны платы.
Этот самодельный частотомер на ATTINY2313 предназначен для измерения частоты в диапазоне примерно от 4МГц до более 160МГц. Его можно использовать как измеритель частот или в качестве устройства ввода-вывода TRX, например, на диапазон 144МГц (2м).
Технические характеристики частотомера:
- измерение частоты в диапазоне 4-160 Мгц
- отображение измерений на ЖК-дисплее
- чувствительность 700мВ
- входное напряжение, макс
- питание: 8-15В
- очень простая плата, минимальное количество
элементов, быстрый запуск - размеры платы: 37х80мм
Схема прекрасно отработала в диапазоне от 3,8МГц до 162МГц. Основой схемы является микроконтроллер ATTINY2313. Его преимуществом является возможность работать на частотах до 20МГц. В схеме использован кварц на 16МГц, таким образом, сам процессор теоретически должен правильно измерять частоты до 8МГц.
Зачастую оказывается, что диапазон до 8МГц слишком мал. Увеличение верхнего диапазона можно получить, используя делитель частоты (прескалер). В схеме задействован прескалер LB3500, который позволяет измерять до 150 Мгц.
Краткая информация о LB3500:
- напряжение питания — 4,5…5,5В
- потребляемый ток — l6мА-24мА
- входное напряжение — 100мВ-600мВ
- выходное напряжение — 0,9 Vpp
- делитель — 8
Без применения дополнительного делителя схема способна измерять частоты до 64МГц. Добавление дополнительного делителя в виде двоичного счетчика 74LS293 (ICl) позволяет увеличить диапазон измерений до 150 Мгц (макс. для LB3500).
ICl делит частоту на 4. Таким образом, вся система прескалера (ICl и IC4) делит входную частоту на 32. Транзистор Tl с элементами C7, R2, R3 обеспечивает высокое входное сопротивление.
Входной сигнал после разделения попадает на вход микросхемы LB3500. На выходе в 9 IC4 сигнал получается в 8 раз меньшей частоты, чем на входе. К сожалению, выходной сигнал микросхемы LB3500 не согласовывается с TTL уровнями. Для устранения этого недостатка в схему добавлен транзистор Т2, который предназначен для согласования. Потенциометр PRI обеспечивает точное соответствие.
Построенный . Он позволяет измерять частоты до 10 МГц в четырех автоматически переключаемых диапазонах. Наименьший диапазон имеет разрешение 1 Гц.
Технические характеристики частотомера
- Диапазон 1: 9,999 кГц, разрешение 1 Гц.
- Диапазон 2: 99,99 кГц, разрешение до 10 Гц.
- Диапазон 3: 999.9 кГц, разрешение до 100 Гц.
- Диапазон 4: 9999 кГц, разрешение до 1 кГц.
Описание частотомера на микроконтроллере
Микроконтроллер Attiny2313 работает от внешнего кварцевого генератора с тактовой частотой 20 МГц (это максимально допустимая частота). Точность измерения частотомера определяется точностью данного кварца. Минимальная длина полупериода измеряемого сигнала должна быть больше, чем период кварцевого генератора (это связано с ограничениями архитектуры микроконтроллера ATtiny2313). Следовательно, 50 процентов от тактовой частоты генератора составляет 10 МГц (это максимальное значение измеряемой частоты).
Установка фьюзов (в PonyProg):
В статье мы рассмотрим, как построить маленький, дешевый и простой частотомер, способный измерять частоту до 40 МГц с ошибкой ниже 1%. Подобной точности вполне достаточно для отладки большинства собственных аналоговых и цифровых устройств. Прибор позволит Вам проанализировать многие аспекты работы схем.
Принципиальная схема частотомера изображена на рисунке 1.
Рис.1. Принципиальная схема прибора
Частотомер собран на макетной плате, основой является микроконтроллер ATmega16 компании Atmel, источником тактовой частоты является внутренний RC осциллятор 8 МГц (это необходимо помнить при программировании микроконтроллера). Дополнительно, во входной части используется 4-битный счетчик 74HC191 в качестве делителя измеряемой частоты на 16 до подачи ее на вход микроконтроллера. Как видно, используется только выход Q3 счетчика, частота на этом выходе будет равна входной частоте деленной на 16.
Вход прибора (щуп) – точка W1, которая напрямую подключена к порту микроконтроллера PB0 и, через делитель, к порту PB1.
Для отображения значения измеренной частоты используется 4-разрядный семисегментный светодиодный индикатор с общим анодом. Такое решение сокращает количество проводников для подключения индикатора. В случае отсутствия дисплея указанного типа, возможно применение различных типов семисегментных индикаторов, однако потребуется адаптация программного обеспечения микроконтроллера.
Схема расположения и назначение выводов примененного индикатора изображена на рисунке 2.
Рис.2. Расположение и назначение выводов примененного 4 разрядного светодиодного индикатора
.
Выводы E1…E4 используются для включения соответствующих разрядов (E1 – для включения правого младшего разряда).
Каждая линия ввода/вывода микроконтроллера ATmega16 может обеспечить выходной ток до 40 мА, поэтому нам нет необходимости использовать транзисторы и сигналы управления дисплеем (E1…E4) подключены непосредственно к порту микроконтроллера.
Коннектор для внутрисхемного программирования микроконтроллера J1. После сборки и программирования микроконтроллера Вам потребуется калибровка прибора, настройка некоторых переменных (например, для увеличения яркости дисплея, уменьшения мерцания дисплея). Другими словами Вам потребуется обновление ПО микроконтроллера, и поэтому указанный коннектор необходимо установить на плату.
Алгоритм измерения частоты
Все мы знаем, что частота – это количество повторяющихся импульсов за единицу времени. Однако, измерение частоты с помощью цифровых приборов, например, с помощью микроконтроллера, который имеет свои ограничения, требует некоторых исследований для достижения необходимых результатов.
Максимальная частота, которая может быть обработана счетчиком микроконтроллера ATmega16, не может превышать тактовую частоту, деленную на 2.5. Обозначим максимальную частоту – F max . Тактовая частота для нашего микроконтроллера – 8 МГц, следовательно напрямую мы можем измерять сигналы с частотой до 3.2 МГц. Для измерения частоты выше этого уровня мы используем 4-битный счетчик в качестве делителя входной частоты. Теперь мы можем измерять частоты в 16 раз превышающие F max , но здесь накладывается ограничение со стороны счетчика 74191 и фактическая максимальная измеряемая частота не превышает 40 МГц.
Алгоритм, который был разработан, проводит измерение оригинальной (входной) частоты (обозначимF o ) и частоты получаемой с делителя (обозначим F d ). Пока соблюдается условие, что частота меньшеF max выполняется условие:
F o = 16 × F d ;
Но по мере приближении F o к F max , все больше импульсов должны быть обработаны и выражение выше примет вид:
F o d ;
Следовательно предел измерения микроконтроллера может быть автоматически обнаружен.
Частотомер начинает делать измерение оригинальной частоты (обработка и отображение значений на дисплее), и как только обнаруживает приближение к максимальной частоте F max (с использованием указанного выше метода), выбирает для измерения частоту после делителя.
Алгоритм суммарно изображен на диаграмме (рис. 3)
Рис.3 Алгоритм работы частотомера на микроконтроллере
Программное обеспечение микроконтроллера
Исходный код программы микроконтроллера снабжен подробными комментариями, но некоторые моменты требуют отдельного разъяснения:
- код разработан так, что измеренное значение отображается на индикаторе в «кГц». Например, если Вы видите на дисплее значение «325.8» – это означает 325.8 кГц, значение «3983» – это 3983 кГц (или 3.983 МГц).
- Таймер/счетчик 0 микроконтроллера используется для подсчета входных импульсов напрямую;
- Таймер/счетчик 1 микроконтроллера используется для подсчета входных импульсов после делителя на 16;
- Таймер/счетчик 2 сконфигурирован как таймер с предварительным делителем на 1024 (частота CPU делится на 1024). Используется для вызова алгоритма вычисления и выбора частоты каждый период T таймера. В нашем проекте Т = 1024 × 256/F cpu .
- Константа «factor», определенная в начале программы значением «31.78581», должна быть откалибрована измерением эталонной частоты. Вычисляется по выражению:
factor = F cpu /(1024 × 256)=8.E6/(1024×256)=30.51757
Функция Anti-Flickering (устранение мерцания индикатора) довольна сложна, но очень эффективна, особенно при измерении непостоянных частот. Данная функция полностью избавляет индикатор от быстрого переключения между различными значениями, продолжая отображать точное значение, и быстро изменяет показания, если измеренная частота действительно изменилась.
Примечание
Микроконтроллер ATmega16 поставляется с заводскими установками, при которых настроен на работу от внутреннего RC осциллятора 1 МГц. Необходимо с помощью последовательного программатора установить Fuse-биты CKSEL3..0 в значение «0100», что соответствует включению внутреннего RC осциллятора 8 МГц.
ПРИЛОЖЕНИЯ:
— Исходный код программы микроконтроллера
Перевод: Vadim
Частотомер (счетчик) 10 МГц III. с разрешением 0,000 001 Гц
Частотомер (счетчик) 10 МГц III. с разрешением 0,000 001 Гц
Частотомер (счетчик) с АРН позволяет измерять частоту от 0,45 Гц до 10 МГц и период от 0,1 до 2,2 мкс за 7
автоматически выбранные диапазоны. Данные отображаются на семиразрядном светодиодном дисплее.
Он основан на микропроцессоре IO1 — Atmel AVR ATmega88 / ATmega88A / ATmega88P / ATmega88PA, программу для скачивания вы можете найти ниже.Установка битов конфигурации показана на рис. 2. Принцип измерения отличается от предыдущего.
два частотомера. Простой метод подсчета импульсов ровно за 1 секунду, т.к.
использованный в предыдущих двух частотомерах (Частотомер I.,
Частотомер II.), не позволяет измерять доли Гц. Вот почему я выбрал
еще один метрох для моего частотомера III. Этот метод значительно сложнее, но позволяет измерять частоту с разрешением до 0,000 001 Гц.Частотомер ждет следующего нарастающего фронта, затем начинает считать импульсы и также начинает измерять время.
Примерно через 1 секунду (это время не критично для точности) он снова будет ждать следующего нарастающего фронта. С этим фронтом прекращается подсчет импульсов и измерение времени.
Затем частота рассчитывается по уравнению f = количество импульсов / измеренное время.
Если частотомер переключен на измерение периода (Т), то он рассчитывается по формуле Т = измеренное время/количество импульсов.Затем цикл повторяется снова — частотомер снова будет ждать следующего нарастающего фронта, с которого начинается счет импульсов и измерение времени.
Измеряемый сигнал поступает на входы ICP1 и T0, чтобы разрешить функцию срабатывания обоих входов Capture (для
измерять время), а также на вход внешних часов таймера/счетчика 0 (позволяет считать импульсы).
Переполнение 8-битного счетчика увеличивает два 8-битных регистра, так что получается 24-битная информация о количестве импульсов.
Таймер/счетчик 1 (16-разрядный) также переполняется в пару 8-разрядных регистров, так что доступна 32-разрядная информация о времени (1 младший бит = 50 нс).При вычислении частоты значение 24-битного счетчика импульсов умножается на 48-битную константу (2e13), в результате получается 72-битное число,
который затем делится на 32-битную метку времени.
При вычислении периода 32-битное значение времени умножается на 16-битную константу (50 000), в результате получается 48-битное число, тогда
деленное на значение 24-битного счетчика импульсов.
Полученное значение в обоих случаях переводится в 13-значный десятичный (BCD) вид и перед 6-м разрядом ставится десятичная точка.Затем число сдвигается так, что сначала
ненулевая цифра находится в начале дисплея. Частота всегда в Гц (Герцах), период в нас (микросекундах). Автоматический выбор диапазона изменяет положение десятичной точки,
устраняя необходимость в индикаторе метрических префиксов (например, Гц/кГц/МГц). Частота обновления составляет около 1 Гц (при измерении очень малых частот порядка единиц Гц обновление может быть медленнее).
Катоды дисплея подключены к порту D кроме PD4 и к PB4, аноды к битам 0-5 порта C и к PB5.Семисегментный дисплей можно собрать как четырехзначный двузначный LD-D028UR-C (красный 7 мм), LD-D036UR-C (красный 9 мм) или LD-D036UPG-C.
(зеленый 9 мм) с одной неиспользованной цифрой. Все упомянутые типы имеют очень высокую яркость.
Сверхъяркий дисплей позволяет отказаться от обычных транзисторов для усиления анодного тока. Дисплей управляется мультиплексным (матричным) способом.
частота мультиплексирования около 99,649 Гц. R1-R8 определяют ток на дисплее и, следовательно, его яркость. Их выбирают так, чтобы ток не
не превышать максимальный ток выходного вывода (40 мА).Переключатель S1 используется для переключения между измерением частоты f (разомкнут) и периодом измерения T (замкнут).
Полупериод измеряемого сигнала должен быть больше периода кварцевого генератора (ограничение архитектуры AVR).
Таким образом, при рабочем цикле 50 % можно измерять частоты до 10 МГц. Если вход счетчика ни к чему не подключен, он может отображать
бессмысленные значения из-за высокого входного сопротивления. Вы можете предотвратить это, установив резистор примерно 100k между входом и землей.IO1 тактируется от кварца 20 МГц (максимально допустимая тактовая частота процессора). Точность зависит по существу только от кварца и конденсаторов С1 и С2.
Эти конденсаторы можно заменить подстроечными резисторами для точной настройки. Схема также может быть модифицирована для внешнего источника тактовой частоты 20 МГц.
Смену разводки и установку конфигурационных битов можно увидеть на рис. 3. Частотомер питается от сети напряжением 4,5-5,5 В.
Ток, потребляемый при напряжении 5 В, составляет около 15-40 мА, в зависимости от количества светящихся сегментов (большую часть тока потребляет светодиодный дисплей).Конденсатор С3 следует разместить как можно ближе к АРН (IO1).
Диапазоны частотомера (f):
Диапазон 1…0,450 000 Гц — 9,999 999 Гц, разрешение: 0,000 001 Гц.
Диапазон 2 … 10 000 00 Гц — 99 999 99 Гц, разрешение: 0,000 01 Гц.
Диапазон 3 … 100 000 0 Гц — 999 999 9 Гц, разрешение: 0 000 1 Гц.
Диапазон 4…1 000 000 Гц — 9 999 999 Гц, разрешение: 0,001 Гц.
Диапазон 5 … 10 000,00 Гц — 99 999,99 Гц, разрешение: 0,01 Гц.
Диапазон 6…100 000,0 Гц — 999 999,9 Гц, разрешение: 0,1 Гц.
Диапазон 7…1 000 000 Гц — 9 999 999 Гц, разрешение: 1 Гц.
Диапазоны измерителя периода (Т):
Диапазон 1 … 0,100 000 — 9,999 999 мкс, разрешение: 0,000 001 мкс.
Диапазон 2 … 10 000 00 — 99 999 99 мкс, разрешение: 0 000 01 мкс.
Диапазон 3 … 100 000 0 — 999 999 9 мкс, разрешение: 0 000 1 мкс.
Диапазон 4 … 1 000 000 — 9 999 999 мкс, разрешение: 0,001 мкс.
Диапазон 5 … 10 000,00 — 99 999,99 мкс, разрешение: 0,01 мкс.
Диапазон 6 … 100 000,0 — 999 999,9 мкс, разрешение: 0,1 мкс.
Диапазон 7 … 1 000 000 — 2 200 000 мкс, разрешение: 1 мкс.
Программа для скачивания:
исходный код на ассемблере (ASM)
скомпилированный в HEX файл (2256 байт)
Как записать программу в AVR описано здесь .
Рис. 1 — Схема частотомера (счетчика) 10 МГц III. с разрешением 0,000 001 Гц с Atmel AVR ATmega88/88A/88P/88PA.
Рис. 2 – Установка битов конфигурации частотомера (счетчика) III. с кристаллом.
(Шестнадцатеричные значения: Low Fuse: F7 , High Fuse: DD , Extended Fuse: F9 .)
Рис. 3 — Изменение настройки битов конфигурации и схема для внешнего источника 20 МГц. В этом случае используйте XTAL1 в качестве внешнего тактового входа. XTAL2 не подключен.
Поверка частотомера (счетчика) III. в макете.
Частотомер на макетной плате (светодиодные дисплеи LD-D036UPG-C) с питанием 5В с 7805.
Встраивание в пластиковую коробку.
Переключатель включения/выключения и переключатель частоты/периода
7-значный дисплей частоты
Укомплектованный частотомер (счетчик) III.с АВР
Видео — сравнение частотомера III. с частотомером II.
Добавлено: 24.03.2014
дом