Частотомер на микроконтроллере. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Измерительная техника

 Комментарии к статье

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 - 8. что позволяет измерять высокочастотные сигналы с точностью до 1 Гц. Напряжение питания - 9 В. а потребляемый ток зависит от используемых индикаторов.

На рис. 1 показана схема частотомера.

(нажмите для увеличения)

В используемом микроконтроллере КР1878ВЕ1 шестнадцатиразрядный таймер-счетчик имеет восьмибитный предделитель и трехбитный счетчик переполнений, что в сумме составляет 27 разрядов. Таким образом, счетчик может считать до 134 217 727. Быстродействие микроконтроллера ограничено частотой 50 МГц. Это значение является максимальной измеряемой частотой сигнала. Секундный интервал отсчитывают с помощью программно организованных циклов, в которые также введена динамическая индикация показаний.

По окончании счета получить значение измеренной частоты простым опросом регистров можно только из шестнадцатиразрядного таймера-счетчика и трехразрядного счетчика переполнений. Данные, находящиеся в восьмиразрядном предделителе. извлекают методом досчета. На вход предделителя подают одиночные импульсы и. когда фиксируют его переполнение (во всех разрядах - нули), вычисляют записанное в нем значение, равное 256 за вычетом числа поданных импульсов. После этого двоичное число преобразуют в двоично-десятичное, а затем - в код семиэлементного индикатора. В нем гасят незначащие нули и при следующем измерении выводят на табло.

В устройстве применены три трехразрядных светодиодных индикатора повышенной яркости от АОНа. При их отсутствии можно применить любые другие светодиодные индикаторы на необходимое число разрядов, например, серии АЛC318. Аноды индикаторов через токоограничительные резисторы R8-R15 подключены к порту В микроконтроллера. Катоды соединены с выходами дешифратора DD3 К555ИД10, выходной ток которых в состоянии лог. 0 может достигать 24 мА. Индикация идет справа налево, т. е. первый разряд - правый по схеме. Девятый разряд не подключен, однако при необходимости его можно использовать для вывода какой-либо служебной информации.

Для повышения стабильности генератор образцовой частоты выполнен на элементах DDI. 1-DD1.3. питаемых от отдельного стабилизатора DA1. Программный способ отсчета времени измерения позволяет применять кварцевые резонаторы на любую частоту. Следует лишь изменить программные циклы, а это весьма просто, так как все инструкции в микроконтроллере выполняются за два такта. Верхнее значение образцовой частоты составляет 8 МГц, нижнее определяется тем, что выходной сигнал предделителя синхронизируется сигналом тактовой частоты процессора и не может быть выше 1/4... 1/12 ее значения в зависимости от типа процессора. К сожалению, в документации на микроконтроллер эти параметры не указаны. V похожего контроллера фирмы Microchip длительность входного сигнала не должна быть меньше четырех тактов процессора. Учитывая восьмиразрядный асинхронный предделитель, определим минимальную образцовую частоту: 50 000X4/256 = 781.25 кГц.

Частотомер собран на макетной плате размерами 30x72 мм. Соединения выполнены навесным монтажом проводом МГТФ.

Правильно собранный частотомер после включения должен показать на табло число 87654321 и затем перейти в режим счета, индицируя при отсутствии входного сигнала ноль в первом разряде. Если индикация отсутствует, следует проверить наличие сигнала образцовой частоты Затем необходимо убедиться, что на входы дешифратора подается сканирующий код. Вход 8 микросхемы DD3 должен быть соединен с общим проводом, иначе ее выходы будут закрыты. Кроме того, можно попытаться выполнить внешний сброс, замкнув на время выводы конденсатора C3.

Для проверки можно подать на вход микроконтроллера сигнал с генератора образцовой частоты, соединив выход элемента DD1.3 с входом DD1.4. На индикаторе высветится его частота, в нашем случае - 4 МГц. Калибруют частотомер с помощью внешнего генератора.

Нельзя подавать измеряемый сигнал непосредственно на вывод таймера микроконтроллера (PA4/TCLC), так как на этот вывод подается сигнал досчета. Чтобы предотвратить перегрузку и возможную порчу элементов устройства, включен токоограничительный резистор R6.

Программа, управляющая микроконтроллером, весьма проста, ее легко модернизировать или дополнить новыми функциями. Коды программы приведены в таблице (в ячейках с адреса 0000 по 01FF записаны нули).

Полный авторский вариант программы

(нажмите для увеличения)

Описание микроконтроллера КР1878ВЕ1 - в Интернете на сайте производителя angstrem.ru. К сожалению, в документации имеются ошибки в цоколевке микроконтроллера и описании компилятора TESSA. Вместо команд etc. ctz. ctn. ctie должны быть clc, elz, cln. die. При программировании микроконтроллера следует включить режим внутреннего генератора на частоту от 500 до 8000 кГц.

Схема простого программатора для КР1878ВЕ1. подключаемого к параллельному порту компьютера, приведена на рис. 2. Он собран на макетной плате размерами 42x52 мм. Все соединения выполнены проводом МГТФ.

Внешний вид программатора показан на рис. 3.

На рис. 4 показан внешний вид макета цифровой шкалы для приемника с KB диапазоном или трансивера. Конструктивно шкала, как и частотомер. собрана на двух платах, соединенных разъемом: плате ЖКИ и основной, на которой размещены все остальные детали (на фотографии платы показаны отдельно).

Схемотехнически цифровая шкала отличается от частотомера наличием ЖКИ вместо светодиодного индикатора и отсутствием ставшей ненужной микросхемы К555ИД10, выполняющей в частотомере функцию буфера.

Автор: Д.Богомолов, г. Москва

Смотрите другие статьи раздела Измерительная техника.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Ферроэлектрики научились выдерживать более 10 миллиардов циклов перезаписи 11.10.2026

Энергонезависимая память должна не только быстро записывать и сохранять информацию без постоянного питания, но и выдерживать огромное количество циклов перезаписи. Одним из перспективных вариантов такой технологии считаются ферроэлектрические материалы, однако их практическое применение долгое время ограничивалось сравнительно быстрым разрушением. Исследователям удалось установить механизм этого процесса на атомном уровне и предложить способ, который значительно увеличивает срок службы таких материалов. Работу выполнила группа ученых из Университета электронной науки и техники Сианя (Xidian University) совместно с коллегами из Гонконгского университета и Фуданского университета. Особый интерес специалистов вызвали ферроэлектрики со структурой вюрцита, в частности нитрид алюминия-скандия (AlScN). Эти материалы способны сохранять информацию благодаря изменению направления электрической поляризации на атомном уровне и хорошо совместимы с современными технологиями производства микросхем ...>>

Электромобиль VENTRA с системой очистки воздуха 11.10.2026

Даже автомобили без двигателя внутреннего сгорания не являются полностью безвредными для окружающей среды. При движении любой автомобиль изнашивает шины и тормозные элементы, в результате чего в воздух и на дорожное покрытие попадают мельчайшие частицы. Студенты Эйндховенского технологического университета решили обратить внимание именно на этот мало заметный источник загрязнения и создали концептуальный электромобиль VENTRA, способный собирать часть таких загрязняющих веществ непосредственно во время движения. Проект разработала команда TU/ecomotive, которая оснастила VENTRA специальной системой улавливания частиц, образующихся при износе шин и торможении. Авторы концепта считают, что переход на электрическую тягу сам по себе не решает проблему автомобильных выбросов. Более тяжелые электромобили дополнительно нагружают шины, а их электродвигатели способны обеспечивать очень быстрое ускорение, что также может способствовать повышенному износу резины. Собранные около колес частицы си ...>>

Лазерное переключение магнитов 10.10.2026

Технологии хранения данных постоянно стремятся уменьшить размеры элементов памяти и одновременно увеличить скорость записи информации. Один из возможных путей связан с использованием света, который способен переносить энергию с огромной скоростью и воздействовать на очень небольшие области материала. Инженеры Университета Калифорнии в Сан-Диего (UC San Diego) продемонстрировали необычный способ управления магнитным состоянием вещества, при котором внешнее магнитное поле вообще не требуется. В обычных жестких дисках информация записывается в виде последовательности крошечных магнитных областей, соответствующих значениям 1 и 0. Для изменения их состояния обычно необходимо внешнее магнитное поле, однако такой способ требует значительных энергетических затрат и ограничивает скорость записи. Исследователи UC San Diego предложили альтернативу - так называемое оптическое переключение, при котором магнитное состояние изменяется под воздействием лазерного излучения. По оценкам специалистов, ...>>

Случайная новость из Архива Химический коктейль морских черепах 01.07.2017 Австралийские исследователи из Квинслендского университета обнаружили в крови зеленых черепах, обитающих на Большом барьерном рифе, настоящий "коктейль" из лекарственных препаратов и бытовой химии. Биологи осмотрели черепах, у которых наблюдались признаки воспаления и дисфункции печени. Оказалось, что в кровотоке животных присутствуют примеси лекарств от болезней сердца и от гиперурикемии, а также косметические и промышленные химикаты. Исследователи изучали состояние черепах, живущих вдоль побережья Квинсленда, а также обитателей отдаленных островов к северу от рифа. Исследование проходило в рамках программы Всемирного фонда дикой природы (WWF) Австралии. По словам Эми Хеффернан из Квинслендского университета, люди постоянно "оставляют" после себя химический след, но до сих пор пока неясно, какой эффект он оказывает на окружающую среду. Специалисты WWF Австралии предполагают, что полученные данные о состоянии черепах могут стать инструментом биологического мониторинга. С его помощью они хотят выяснить, какие химические вещества попадают в воды и как они влияют на морскую жизнь. В 2015-м году исследователи выяснили, что химическое вещество оксибензон, используемое в солнцезащитном креме, наносит огромный ущерб коралловым рифам во всем мире. По данным исследования, он вызывает деформацию молодых кораллов.

Другие интересные новости:

▪ Мультиварка с Wi-Fi

▪ Учебники должны читаться с трудом

▪ Водонепроницаемый DVD-плеер от Green House

▪ Протез управляется сигналами мозга

▪ Электронная подпись ДНК

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Аккумуляторы, зарядные устройства. Подборка статей

▪ статья Факторы выживания человека в дикой природе. Основы безопасной жизнедеятельности

▪ статья Почему финская пицца с копченой олениной названа в честь Сильвио Берлускони? Подробный ответ

▪ статья Фасоль-лима. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Светодиодный проблесковый маячок. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Оптический телефон. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026