Pašdarināts frekvences mērītājs uz ATTINY2313. Pašdarināts frekvences mērītājs uz ATTINY2313 Frekvences mērītājs ar dinamisku indikāciju bez mikrokontrolleriem

Šajā rakstā mēs apskatīsim, kā izveidot nelielu, lētu un vienkāršu frekvenču skaitītāju, kas spēj izmērīt frekvences līdz 40 MHz ar kļūdu, kas mazāka par 1%. Šī precizitāte ir diezgan pietiekama, lai atkļūdotu lielāko daļu jūsu analogo un digitālo ierīču. Ierīce ļaus analizēt daudzus ķēžu darbības aspektus.

Frekvences mērītāja shematiskā diagramma ir parādīta 1. attēlā.

1. att. Ierīces shematiskā diagramma

Frekvences mērītājs ir samontēts uz maizes paneļa, pamatojoties uz Atmel mikrokontrolleri ATmega16, pulksteņa avots ir iekšējais 8 MHz RC oscilators (tas ir jāatceras, programmējot mikrokontrolleri). Turklāt ievades daļa izmanto 4 bitu skaitītāju 74HC191 kā izmērītās frekvences dalītāju ar 16, pirms to izmanto mikrokontrollera ieejai. Kā redzat, tiek izmantota tikai skaitītāja izeja Q3, frekvence pie šīs izejas būs vienāda ar ieejas frekvenci, kas dalīta ar 16.

Ierīces ieeja (zonde) ir punkts W1, kas ir tieši savienots ar mikrokontrollera portu PB0 un, izmantojot dalītāju, ar portu PB1.

Lai parādītu izmērītās frekvences vērtību, tiek izmantots 4 ciparu septiņu segmentu LED indikators ar kopēju anodu. Šis risinājums samazina indikatora pievienošanas vadu skaitu. Ja šāda veida displeja nav, iespējams izmantot dažāda veida septiņu segmentu indikatorus, taču būs nepieciešama mikrokontrollera programmatūras adaptācija.

Izmantoto indikatora tapu izkārtojums un mērķis parādīts 2. attēlā.

2. att. Pielietotā 4 ciparu LED indikatora tapu atrašanās vieta un mērķis.

Piespraudes E1...E4 tiek izmantotas, lai ieslēgtu atbilstošos bitus (E1 – lai ieslēgtu labo zemas kārtas bitu).

Katra ATmega16 mikrokontrollera I/O līnija var nodrošināt izejas strāvu līdz 40mA, tāpēc mums nav nepieciešams izmantot tranzistorus un displeja vadības signāli (E1...E4) tiek savienoti tieši ar mikrokontrollera portu.

Savienotājs mikrokontrollera J1 programmēšanai ķēdē. Pēc mikrokontrollera montāžas un programmēšanas jums būs jākalibrē ierīce, jāpielāgo daži mainīgie (piemēram, lai palielinātu displeja spilgtumu, samazinātu displeja mirgošanu). Citiem vārdiem sakot, jums būs jāatjaunina mikrokontrollera programmatūra, un tāpēc norādītais savienotājs ir jāinstalē uz tāfeles.

Frekvences mērīšanas algoritms

Mēs visi zinām, ka frekvence ir atkārtotu impulsu skaits laika vienībā. Tomēr frekvences mērīšanai, izmantojot digitālos instrumentus, piemēram, mikrokontrolleri, kam ir savi ierobežojumi, ir nepieciešami daži pētījumi, lai sasniegtu vajadzīgos rezultātus.

Maksimālā frekvence, ko var apstrādāt ar mikrokontrollera ATmega16 skaitītāju, nedrīkst pārsniegt pulksteņa frekvenci, kas dalīta ar 2,5. Apzīmēsim maksimālo frekvenci - Fmaks. Mūsu mikrokontrollera takts frekvence ir 8 MHz, tāpēc mēs varam tieši izmērīt signālus ar frekvenci līdz 3,2 MHz. Lai izmērītu frekvences, kas pārsniedz šo līmeni, mēs izmantojam 4 bitu skaitītāju kā ievades frekvences dalītāju. Tagad mēs varam izmērīt 16 reizes augstākas frekvences Fmaks, bet šeit ierobežojumu nosaka 74191 skaitītājs, un faktiskā maksimālā izmērītā frekvence nepārsniedz 40 MHz.

Izstrādātais algoritms mēra sākotnējo (ievades) frekvenci (apzīmē F o) un frekvence, kas iegūta no dalītāja (mēs apzīmējam F d). Kamēr ir izpildīts nosacījums, ka frekvence ir mazāka Fmaks nosacījums ir izpildīts:

F o = 16 × F d ;

Bet, tuvojoties F o Uz F maks, ir jāapstrādā arvien vairāk impulsu, un iepriekš minētā izteiksme kļūst:

F o < 16 × F d ;

Tāpēc mikrokontrollera mērīšanas robežu var noteikt automātiski.

Frekvences mērītājs sāk mērīt sākotnējo frekvenci (apstrādā un parāda vērtības displejā) un, tiklīdz tas nosaka tuvošanos maksimālajai frekvencei F maks(izmantojot iepriekš minēto metodi), pēc dalītāja izvēlas frekvenci, kas jāmēra.

Algoritms ir apkopots diagrammā (3. att.)

3. att. Algoritms frekvences mērītāja darbībai uz mikrokontrollera

Mikrokontrollera programmatūra

Mikrokontrollera programmas pirmkods ir nodrošināts ar detalizētiem komentāriem, taču daži punkti ir jāprecizē:

• Kods ir izveidots tā, lai izmērītā vērtība tiktu parādīta indikatorā “kHz”. Piemēram, ja displejā redzat vērtību “325,8”, tas nozīmē 325,8 kHz, vērtība “3983” nozīmē 3983 kHz (vai 3,983 MHz).
• Mikrokontrollera taimeris/skaitītājs 0 tiek izmantots, lai tieši skaitītu ieejas impulsus;
• Mikrokontrollera taimeris/skaitītājs 1 tiek izmantots, lai skaitītu ieejas impulsus pēc dalītāja ar 16;
• Taimeris/skaitītājs 2 ir konfigurēts kā taimeris ar priekšskalotāju ar 1024 (CPU frekvence dalīta ar 1024). Izmanto, lai izsauktu frekvences aprēķina un atlases algoritmu katru T taimera periodu. Mūsu projektā T = 1024× 256/F centrālais procesors.
• Pastāvīgais "koeficients", kas definēts programmas sākumā ar vērtību "31.78581", jākalibrē, mērot atsauces frekvenci. Aprēķināts pēc izteiksmes:

faktors = F cpu /(1024× 256)=8,E6/(1024×256)=30,51757

Funkcija Anti-Flickering ir diezgan sarežģīta, bet ļoti efektīva, it īpaši, mērot nepastāvīgas frekvences. Šī funkcija pilnībā novērš nepieciešamību indikatoram ātri pārslēgties starp dažādām vērtībām, turpinot parādīt precīzu vērtību un ātri mainīt rādījumu, ja izmērītā frekvence mainās.

Piezīme

ATmega16 mikrokontrollerim ir rūpnīcas iestatījumi, kas konfigurēti darbam no iekšēja 1 MHz RC oscilatora. Ir nepieciešams izmantot seriālo programmētāju, lai Fuse bits CKSEL3..0 iestatītu uz vērtību “0100”, kas atbilst iekšējā 8 MHz RC oscilatora ieslēgšanai.

PIETEIKUMS:

- Mikrokontrollera programmas pirmkods

Tulkojums: Vadims

Dizaina izstrādi pamudināja DDS forumā izlasītā piebilde, ka bez 193. un 500. sērijas vajadzētu būt arī citiem augstfrekvences dalītājiem, kā arī laicīgi ieraudzītā FM2006 jaunā sintezatora shēma. Pēc eksperimentiem LMX 2306, ATtiny 2313 mikroshēmām un zīmi sintezējošajam šķidro kristālu indikatoram BC 1602 radās vienkāršs frekvences mērītājs ar šādiem raksturlielumiem:

• Mērīto frekvenču diapazons no 300 Hz līdz 450 MHz
• Jutība no 50 mV līdz 200 mV
• Minimālais mērīšanas solis:
• Diapazons no 300 Hz līdz 4,5 MHz 1 Hz
• Diapazons no 4,5 MHz līdz 80 MHz 25 Hz
• Diapazons no 80 MHz līdz 450 MHz, 100 Hz
• Mērīšanas laiks 0,1 sek / 1 sek
• Mērījumu precizitāte nav sliktāka par 0,007%
• Barošanas spriegums 9V…15V
• Strāvas patēriņš (bez indikatora fona apgaismojuma) 20 mA

Shēmas apraksts un konfigurācija (1. att).

Signāls no ieejas F tiek padots uz tranzistora VT1 pastiprinātāja pakāpi, no kuras tas novirzās uz programmējamu augstfrekvences dalītāju, kas iekļauts DD1 mikroshēmā, kā arī uz bīdāmo slēdzi SA1, kas izvēlas mērījumu diapazonu (līdz 4,5). MHz / virs 4,5 MHz). Tālāk signāls tiek vēl vairāk pastiprināts un nosūtīts uz DD2 mikroshēmu, kas veic frekvences skaitīšanu, izvada datus uz LCD un kontrolē DD1 mikroshēmu. Ķēdi darbina stabilizators DA1.

Slēdzis SA2 izvēlas skaitīšanas laiku un attiecīgi mērījumu precizitāti. Poga SB1 tiek izmantota, lai kalibrētu frekvences mērītāju. Lai to izdarītu, ievadiet F ievadei atsauces frekvenci 1 MHz un nospiediet SB1 un turiet to, līdz LCD displejs parāda rādījumus, kas ir pēc iespējas tuvāki 1 MHz. Nav nepieciešams veikt turpmāku kalibrēšanu.

Varat arī izmantot standarta iestatīšanas procedūru, izmantojot jebkuru atsauces frekvenci ievadei F un atlasot C9 un C10, lai sasniegtu vēlamos LCD rādījumus.

Ķēde D1, R5, R6, C7 kopā ar kaskādi uz tranzistora VT2 paplašina impulsu izvadi no DD1 mikroshēmas. Pieliekot ieejai F maksimālo iespējamo frekvenci, bet ne vairāk kā 450 MHz, izvēloties rezistoru R5, tiek panākti stabili LCD rādījumi (ja osciloskops ir savienots ar DD2 9. kāju, jābūt kaut kam tuvu kvadrātveida vilnim) . Kondensators C7 mūsu samontētajā konstrukcijā tika pārvietots uz kolektoru VT2.

Prog savienotājs tiek izmantots ATtiny 2313 programmēšanai ķēdē. Ja mikroshēma ir mirgota programmētājā, savienotājs nav pielodēts. Labāk ir uzstādīt mikroshēmu kontaktligzdā.

Sīkāka informācija.

Fiksētie rezistori un keramiskie kondensatori, izmērs 0805 (virsmas montāža). Tranzistoru VT1 KT368 nomainīsim pret KT399, VT2 KT368 ar zemākas frekvences KT315 (ar plates regulēšanu). DD2 ATtiny 2313-20 mikroshēma (ar takts frekvenci līdz 20 MHz) DIP pakotnē ir uzstādīta apdrukāto vadītāju sānos. DA1 (uzstādīts arī drukas pusē) - jebkurš 5 voltu stabilizators ar strāvu vairāk nekā 1 A, bet, ja neizmantojat LCD fona apgaismojumu, tad varat izmantot vājstrāvas 78L05. Kvarca rezonators Q1 – 11,0592 MHz jebkurā dizainā. Slēdži SA1 un SA2 - B1561(DPDT) vai SS21 ar sviras garumu vairāk par 5 mm. Tact poga SB1 – TS-A1PS (TS-A2PS, TS-A3PS, TS-A4PS, TS-A6PS). Indikators BC1602 vai BC1601, BC1604, kā arī līdzīgi ar citu ražotāju kontrolieri HD-44780. Noteikti pārbaudiet secinājumu atbilstību! Mēs varam nomainīt VD2 1N4007 diodi pret jebkuru tādu, kam ir piemērota darba strāva. Strāvas savienotājs - AUB sērijas 3,5 mm stereo vai līdzīgs ar kādu dēļa regulēšanu. Strāvas padevei tiek izmantots jebkurš mazjaudas tīkla adapteris ar piemērotu spriegumu. Signāls tiek piegādāts platei, izmantojot viendzīslu vadu, kura diametrs ir aptuveni 0,8 mm un garums 5-8 cm.

Jūs varat izslēgt no ķēdes C4, R4 un slēdzi SA1, savienojot C8 ar džemperi ar VT2 pamatni. 6 kāju DD2 vajadzētu karāties gaisā. Šajā opcijā apakšējā frekvence kļūst par 1,5 MHz.

Iespiedshēmas plate ir izkārtota Sprint-Layout un izgatavota no vienpusējas folijas stikla šķiedras ( rīsi. 2).

Strukturāli ierīce sastāv no displeja, ko veido septiņi 7 segmentu LED indikatori, mikrokontrolleris un vairāki tranzistori un rezistori. Mikrokontrolleris veic visas nepieciešamās funkcijas, tāpēc nekādu papildu mikroshēmu izmantošana nav nepieciešama.

Ierīces shēmas shēma ir diezgan vienkārša un parādīta 2. attēlā. Projekts Eagle formātā (shēmas shēma un iespiedshēmas plate) ir pieejams lejupielādei lejupielāžu sadaļā.

Mikrokontrollera veiktie uzdevumi ir vienkārši un acīmredzami: ieejas impulsu skaita skaitīšana 1 sekundē un rezultāta parādīšana uz 7 bitu indikatora. Šeit svarīgākais ir galvenā oscilatora (laika bāzes) precizitāte, ko nodrošina iebūvētais 16 bitu taimeris Timer1 CTC režīmā. Otrais, 8 bitu, taimera skaitītājs darbojas režīmā, kurā tiek skaitīts impulsu skaits tā T0 ieejā. Katrs 256 impulss izraisa pārtraukumu, kura apstrādātājs palielina koeficienta vērtību. Kad 16 bitu taimeris sasniedz 1 sekundes ilgumu, notiek pārtraukums, bet šajā gadījumā pārtraukuma apstrādātājs reizina koeficientu ar 256 (kreisā nobīde ar 8 bitiem). Atlikušais skaitītāja reģistrēto impulsu skaits tiek pievienots reizināšanas rezultātam. Pēc tam iegūtā vērtība tiek sadalīta atsevišķos skaitļos, kas tiek parādīti uz atsevišķa indikatora attiecīgajā ciparā. Pēc tam, tieši pirms iziešanas no pārtraukumu apstrādātāja, abi skaitītāji tiek vienlaicīgi atiestatīti un mērījumu cikls tiek atkārtots. Savā “brīvajā laikā” mikrokontrolleris nodarbojas ar informācijas izvadīšanu indikatoram, izmantojot multipleksēšanas metodi. Mikrokontrollera programmas avota kodā autors sniedza papildu komentārus, kas palīdzēs detalizēti izprast mikrokontrollera algoritmu.

Mērījumu izšķirtspēja un precizitāte

Mērījumu precizitāte ir atkarīga no mikrokontrollera pulksteņa avota. Pats programmatūras kods var radīt kļūdu (viena impulsa pievienošana) augstās frekvencēs, taču tas praktiski neietekmē mērījumu rezultātu. Ierīcē izmantotajam kvarca rezonatoram jābūt kvalitatīvam un ar minimālu kļūdu. Labākā izvēle būtu rezonators, kura frekvence dalās ar 1024, piemēram, 16 MHz vai 22,1184 MHz. Lai iegūtu mērījumu diapazonu līdz 10 MHz, jums jāizmanto kvarca rezonators ar frekvenci 21 MHz un augstāku (16 MHz, tāpat kā diagrammā, mērījumu diapazons kļūst nedaudz zemāks par 8 MHz). Kvarca rezonators ar frekvenci 22,1184 MHz ir ideāli piemērots mūsu ierīcei, taču iegādāties tieši tādu ar minimālu kļūdu daudziem radioamatieriem būs grūts uzdevums. Šajā gadījumā var izmantot kvarca rezonatoru citā frekvencē (piemēram, 25 MHz), bet ir nepieciešams kalibrēt galveno oscilatoru, izmantojot osciloskopu ar aparatūras mērījumu atbalstu un apgriešanas kondensatoru kvarca rezonatora ķēdē (3. attēls). , 4).

Lejupielādei ir pieejamas vairākas dažādu kvarca rezonatoru programmaparatūras opcijas, taču lietotāji var paši sastādīt programmaparatūru savam esošajam kvarca rezonatoram (skatiet komentārus avota kodā).

Ieejas signāls

Parasti ierīces ieejā var piegādāt jebkuras formas signālu ar amplitūdu 0 ... 5 V, nevis tikai taisnstūrveida impulsus. Varat pielietot sinusa vai trīsstūra signālu; impulsu nosaka krītošā mala 0,8 V līmenī. Lūdzu, ņemiet vērā: frekvences mērītāja ieeja nav aizsargāta no augsta sprieguma un nav pievienota barošanas avotam, tā ir ieeja ar lielu pretestību, kas nenoslogo ķēdi pārbaudē. Mērījumu diapazonu var paplašināt līdz 100 MHz ar 10 Hz izšķirtspēju, ja ieejā tiek izmantots atbilstošs ātrgaitas frekvences dalītājs.

Displejs

Ierīce kā displeju izmanto septiņus LED 7 segmentu indikatorus ar kopēju anodu. Ja indikatoru spilgtums nav pietiekams, varat mainīt rezistoru vērtību, kas ierobežo strāvu caur segmentiem. Tomēr neaizmirstiet, ka katras mikrokontrollera tapas impulsa strāvas vērtība nedrīkst pārsniegt 40 mA (rādītājiem ir arī sava darba strāva, neaizmirstiet par tās vērtību). Diagrammā autors norādīja šo rezistoru vērtību kā 100 omi. Nenozīmīgas nulles, parādot mērījumu rezultātu, tiek nomāktas, kas padara rādījumu nolasīšanu ērtāku.

Iespiedshēmas plate

Divpusējās PCB izmēri ir 109 × 23 mm. Eagle PCB projektēšanas vides bezmaksas versijā komponentu bibliotēkā nav septiņu segmentu gaismas diodes, tāpēc tās autors ir zīmējis ar roku. Kā redzams iespiedshēmas plates autora versijas fotogrāfijās (5., 6., 7. attēls), papildus nepieciešams veikt vairākus savienojumus ar montāžas vadu. Viens pieslēgums plates priekšpusē ir barošana ar mikrokontrollera Vcc tapu (caur caurumu plates). Plates apakšējā pusē ir vēl divi savienojumi, kurus izmanto, lai savienotu ar zemi indikatoru decimālpunkta segmenta tapas 4. un 7. ciparā caur 330 omu rezistoriem. Mikrokontrollera programmēšanai ķēdē autors izmantoja 6 kontaktu savienotāju (shēmā šis savienotājs ir attēlots kā salikts JP3 un JP4), kas atrodas iespiedshēmas plates augšējā daļā. Šim savienotājam nav jābūt pielodētam pie plates, mikrokontrolleri var ieprogrammēt jebkurā pieejamā veidā.

Lejupielādes

Iespiedshēmas plates, pirmkoda un mikrokontrollera programmaparatūras shematiskā diagramma un rasējums -

Šī ierīce ir paredzēta frekvenču mērīšanai diapazonā no 0 līdz 9999 Hz, bet, izmantojot frekvences dalītāju pie ieejas, šis diapazons tiek attiecīgi paplašināts. Maksimālais ieejas spriegums ir 3 V, ja nav papildu sprieguma dalītāja, minimālais ir 0,15 V, arī ar nosacījumu, ka tā nav. Maksimālo mērījumu biežumu var palielināt, mainot programmas kodu, bet vairāk par to vēlāk.

Ierīces shēma ir salīdzinoši vienkārša, un tā ir parādīta zemāk:

Shēma ir balstīta uz 8 bitu mikrokontrolleri, ko ražo Atmega8A-PU. Mikrokontrollera kodola pulksteņrādīšanai tiek izmantots ģenerators ar ārēju kvarca rezonatoru. Šāda ģeneratora izvēli nosaka prasības attiecībā uz tā frekvences stabilitāti. Indikators izmanto septiņu segmentu, četrciparu LED indikatoru ar kopēju anodu un dinamisko indikāciju. Indikatora segmentu strāvu neierobežo rezistori, jo tiek izmantota dinamiskā indikācija un, protams, impulsa strāva, kuru indikatora segmenti veiksmīgi iztur, tāpat kā mikrokontrollera ports. Ievades mezgls ir izgatavots uz elementiem R2, D1, D2, C3, R3, R4, R1, Q1. Šis mezgls nodrošina tā ieejā ienākošo signālu pastiprināšanu/ierobežošanu (rezistors un diodes frekvences mērītāja ieejā ierobežo ieejas signālu, tranzistors ir atbildīgs par signāla pastiprināšanu līdz TTL līmenim). Ierīces iespiedshēmas plate arī nav sarežģīta. Tas ir izgatavots no vienpusējās folijas materiāla (sākotnēji bija plānots izgatavot no abpusējās, bet nebija pieejams, tāpēc es izvēlējos vienpusēju). Plāksnes topoloģija ir parādīta zemāk.

Kas attiecas uz programmu mikrokontrolleram, tad tā tika izstrādāta vidē (pievienots projekta fails). Lai skaitītu impulsus, es izmantoju pārtraukumus pie mikrokontrollera INT0 ieejas, un, lai ierobežotu skaitīšanas laiku, es izmantoju pārtraukumus no TMR0 taimera. Tā kā šim taimeram ir priekšskalotājs ar dalījuma koeficientu 1/256 (tā kā tas ir astoņu bitu), pārtraukumu frekvence tiek aprēķināta šādi: Finter.=F gen.÷256÷porgr. Bizness Savā dizainā es izvēlējos pārtraukumu frekvenci 200 Hz. Kā jau rakstīju iepriekš, mērījumu biežumu var palielināt. Lai to izdarītu, jums vienkārši jāierobežo mērīšanas laiks. To veic, mainot skaitli 200 uz 2 (mērīšanas laiks nav 1s, bet 10ms, robežfrekvence ir 99 999 Hz), kodā, kā parādīts attēlā avota kodā C.

Mikrokontrollera programmēšanai izmantoju paralēlo programmētāju. Kā redzat, mans dizains izmanto ārējo atiestatīšanas tapu kā parastu portu. Ja jums nav paralēlā programmētāja, tad šeit ir shēmas versija, kas izmanto mikrokontrollera D portu, un nav nepieciešams izmantot RESET tapu kā parasto izvades portu.

Šeit ir piemērs drošinātāju iestatīšanai programmā:

Šeit ir diagramma ar frekvences mērītāja variantu, izmantojot RESET paredzētajam mērķim:

Un šeit ir shēmas otrās versijas plates topoloģija:

Ķēdes barošanai tiek izmantots stabilizētais 5V barošanas bloks (es izmantoju datora barošanas avotu, tāpēc ķēdē nav stabilizējošu elementu).

Šajā shēmā nav detaļu, taču es joprojām uzskaitīšu aizvietotāju un analogu sarakstu. Tātad Atmega8A-PU mikrokontrolleri var aizstāt ar līdzīgu Atmega8-16PU (starp citu, pēdējais ir vēlams). Rezistorus var uzņemt ar jaudu 0,125 W, izņemot R2, labāk to ņemt ar 0,5 W. Kondensatori ir diski vai keramikas ģeneratoram, un ievades blokam - jebkurš piemērots atbilstoši parametriem. Tranzistoru var aizstāt ar vietējo KT3102 (kā liecina eksperimenti, KT315 ir pārāk zems strāvas pārvades koeficients h21E). Jūs varat ņemt jebkuru LED indikatoru, kas ir piemērots izmēram (un tie nav kritiski). Kvarca rezonators tiek izmantots ar frekvenci 3267800Hz (3.2768MHz).

Gatavās ierīces fotoattēli ir parādīti zemāk.

Pirmajā fotoattēlā redzams rezistors, kas ir savienots ar MK RESET tapu (palika no otrās programmaparatūras pārbaudes ar atiestatīšanu).

Radioelementu saraksts

Apzīmējums	Tips	Denominācija	Daudzums	Piezīme	Veikals	Mans piezīmju bloks
U1	MK AVR 8 bitu	ATmega8A	1	ATmega 8-16PU		Uz piezīmju grāmatiņu
Q1	Bipolārs tranzistors	KT3102	1	2N3390		Uz piezīmju grāmatiņu
VD1, VD2	Taisngrieža diode	1N4148	2			Uz piezīmju grāmatiņu
C1, C2	Kondensators	27 pF	2			Uz piezīmju grāmatiņu
C3	Kondensators	22 nF	1			Uz piezīmju grāmatiņu
R1, R4	Rezistors	470 omi	2			Uz piezīmju grāmatiņu
R2	Rezistors	100 omi	1

Ļoti noderīgu un vienkāršu ierīci, kas ir vienkārši neaizvietojama radioamatieru radošajā laboratorijā, var izgatavot uz PIC16F628A MK. Šis digitālais frekvences mērītājs parastajā PIC16F628A kontrollera mikroshēmā ir paredzēts, lai mērītu frekvences līdz 30 MHz. Tās shēmas shēma sastāv no bāzes moduļa ar ievades draiveri, kas savienots ar tā skaitīšanas ieeju. Frekvences mērītāja diagramma ir parādīta zemāk esošajā attēlā:

Šo mērierīci var izmantot divos režīmos – ciparu skalā un frekvences mērītājā. Kad strāva ir ieslēgta, frekvences mērītājs pāriet režīmā, kādā tas darbojās pirms pēdējās izslēgšanas. Ja tas bija frekvences mērītāja režīms, indikatora kreisajā ciparā tiks parādīts frekvences mērītāja režīms “F”. Arī indikatora zemākās kārtas ciparā tiks parādīts “0”. Frekvences mērītājs automātiski pārslēgsies frekvences mērīšanas režīmā un būs gaidīšanas režīmā. Kad ieejai tiek ievadīts signāls, frekvences mērītāja režīma zīme ir “F”. nodziest un indikators parāda izmērītās frekvences vērtību kilohercos.
Frekvences mērītāja ieejas draivera shēma - digitālā skala, ir parādīta attēlā:

Ja strāvas ieslēgšanas brīdī frekvences mērītāja ieejā ir izmērīts signāls, tad pēc strāvas ieslēgšanas uz 1 sekundi iedegsies frekvences mērītāja darbības zīme “F.” un pēc tam nodzisīs. .
Lai pārslēgtos uz mērīšanas laiku 0,1 sek. vai 10 sek., jānospiež vai nu poga Nr. 1, vai vienlaicīgi jānospiež attiecīgi poga Nr. 1 un poga Nr. 2 (skatiet tastatūras izkārtojumu frekvences mērītāja režīmam), pēc tam pagaidiet, līdz mainīsies decimālzīmes pozīcija, un pēc tam atlaidiet pogu (pogas). Ja pēc tam ir jāatgriežas pie mērīšanas laika 1 sekunde, tad jānospiež poga Nr. 2 un jāgaida, līdz mainīsies decimālzīmes pozīcija, un pēc tam atlaidiet pogu. Jebkuram mērīšanas laikam decimālpunkts apzīmē kilohercu.

Frekvences mērītāja režīma tastatūras izkārtojums

Poga Nr.1 ​​0,1 sek. Pārslēgties uz mērīšanas laiku 0,1 sek.
Poga Nr.2 1 sek. Pārslēgties uz mērīšanas laiku 1 sek.
Poga Nr.1 ​​+
pogas numurs 2 10 sek. Pārslēgties uz mērīšanas laiku 10 sek.
(pogas tiek nospiestas vienlaicīgi)

Ja pirms strāvas izslēgšanas strādājāt digitālā mēroga režīmā, tad nākamreiz, kad ieslēdzat strāvu, tiks iestatīts konkrētais režīms un digitālā mēroga režīmā tieši apakšrežīms ("mīnus IF" vai "plus IF"). ) tiks iestatīts, kurā darbs notika pirms pēdējās strāvas izslēgšanas. Indikatora kreisajā ciparā pastāvīgi tiks rādītas digitālo skalu apakšrežīmu zīmes (attiecīgi “L.” vai “H”.). Ja ciparu skalas ieejā nav signāla, indikators rādīs kontrollera atmiņā ierakstītās starpfrekvences vērtību, un, ja tāds ir, tad ieejā esošā signāla frekvences atņemšanas vai pievienošanas rezultāts. ciparu skalas un starpfrekvences vērtību, kas ierakstīta PIC kontrollera nemainīgajā atmiņā.

Digitālās skalas režīmam ir 4 apakšrežīmi.
- Nospiežot pogu Nr. 1, notiek pāreja uz “mīnus IF” apakšrežīmu.
- Šajā gadījumā indikatora kreisajā ciparā tiks izcelta apakšrežīma “L.” zīme.
- Nospiežot pogu Nr. 2, jūs pārslēdzaties uz apakšrežīmu "plus invertors".
- Šajā gadījumā indikatora kreisajā ciparā tiks izcelta apakšrežīma “H.” zīme.

Kontrollera “programmaparatūras” procesa laikā tā nemainīgajā atmiņā tiek ierakstīta starpfrekvences vērtība = 5,5 MHz, bet pēc tam tā var patstāvīgi ierakstīt jebkuru vērtību un izmantot to kā starpposmu. Lai to izdarītu, DS ieejai jāpielieto ārējs signāls ar frekvenci, kas pēc tam tiks izmantots kā starpposms. Šīs frekvences vērtību var pārbaudīt, pārslēdzoties uz frekvences mērītāja režīmu.

Digitālā mēroga režīma tastatūras izkārtojums:
Pogas Mērīšanas laiks Paskaidrojumi
Poga Nr. 1 "mīnus IF" Starpfrekvence tiek atņemta no
izmērītā frekvence
Poga Nr. 2 “plus IF” Starpfrekvence tiek summēta ar
izmērītā frekvence
Poga Nr.1 ​​+
poga Nr. 2 Invertora iestatīšana Vērtību ierakstīšana RAM atmiņā
izmērītā frekvence (IF)
Atkārtojiet:
Poga Nr.1 ​​+
poga Nr. 2 Ierakstīt IF Izmērītās frekvences vērtības kopēšana no RAM uz nemainīgu atmiņu, lai to turpmāk izmantotu kā starpposmu

Mainot darbības režīmu, mainās tastatūras izkārtojums. Ja poga Nr.1 ​​tiek nospiesta mazāk par noteiktu laiku, tad pārslēgšanās uz citu režīmu nenotiek un poga Nr.1 ​​var iestatīt mērīšanas laiku uz 0,1 sek. (frekvences mērītāja režīmā) vai ieslēdziet apakšrežīmu “mīnus IF” (digitālā mēroga režīmā). Ja šis slieksnis tiek pārsniegts, notiek pārslēgšanās uz citu režīmu. Šī sliekšņa vērtība ir aptuveni 4 sekundes, un šis laika intervāls tiek skaitīts no skaitīšanas cikla beigām, kas notiek taustiņa Nr.1 ​​nospiešanas brīdī.

Jūs varat samazināt frekvences mērītāja ķēdes enerģijas patēriņu, palielinot rezistoru vērtības, kas savieno B porta tapas ar indikatoru. Savā dizainā izmantoju 9 ciparu LED indikatoru no padomju telefona ar zvanītāja ID, ar kopīgu katodu un sarkanu mirdzuma krāsu. Manā frekvences mērītājā papildus tīkla strāvai ir arī akumulatora jauda (baterijas). Ierīces iespiedshēmas plate ir parādīta attēlā:

PIC16F84A mikrokontrollera programmaparatūru, kā arī pilnu raksta tekstu par kontrolieri var lejupielādēt šeit. Es pārbaudīju ķēdi - ZU77.