Частотомер на микроконтроллере. Схема, описание

Бесплатная техническая библиотека

ЭНЦИКЛОПЕДИЯ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ И ЭЛЕКТРОТЕХНИКИ
Бесплатная библиотека / Схемы радиоэлектронных и электротехнических устройств

Частотомер на микроконтроллере. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Бесплатная техническая библиотека

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.

Частотомер на микроконтроллере

Внешний вид программатора показан на рис. 3.

Частотомер на микроконтроллере

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).

Частотомер на микроконтроллере

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:

Искусственная кожа для эмуляции прикосновений 15.04.2024

В мире современных технологий, где удаленность становится все более обыденной, сохранение связи и чувства близости играют важную роль. Недавние разработки немецких ученых из Саарского университета в области искусственной кожи представляют новую эру в виртуальных взаимодействиях. Немецкие исследователи из Саарского университета разработали ультратонкие пленки, которые могут передавать ощущение прикосновения на расстоянии. Эта передовая технология предоставляет новые возможности для виртуального общения, особенно для тех, кто оказался вдали от своих близких. Ультратонкие пленки, разработанные исследователями, толщиной всего 50 микрометров, могут быть интегрированы в текстильные изделия и носиться как вторая кожа. Эти пленки действуют как датчики, распознающие тактильные сигналы от мамы или папы, и как исполнительные механизмы, передающие эти движения ребенку. Прикосновения родителей к ткани активируют датчики, которые реагируют на давление и деформируют ультратонкую пленку. Эта ...>>

Кошачий унитаз Petgugu Global 15.04.2024

Забота о домашних животных часто может быть вызовом, особенно когда речь заходит о поддержании чистоты в доме. Представлено новое интересное решение стартапа Petgugu Global, которое облегчит жизнь владельцам кошек и поможет им держать свой дом в идеальной чистоте и порядке. Стартап Petgugu Global представил уникальный кошачий унитаз, способный автоматически смывать фекалии, обеспечивая чистоту и свежесть в вашем доме. Это инновационное устройство оснащено различными умными датчиками, которые следят за активностью вашего питомца в туалете и активируются для автоматической очистки после его использования. Устройство подключается к канализационной системе и обеспечивает эффективное удаление отходов без необходимости вмешательства со стороны владельца. Кроме того, унитаз имеет большой объем смываемого хранилища, что делает его идеальным для домашних, где живут несколько кошек. Кошачий унитаз Petgugu разработан для использования с водорастворимыми наполнителями и предлагает ряд доп ...>>

Привлекательность заботливых мужчин 14.04.2024

Стереотип о том, что женщины предпочитают "плохих парней", долгое время был широко распространен. Однако, недавние исследования, проведенные британскими учеными из Университета Монаша, предлагают новый взгляд на этот вопрос. Они рассмотрели, как женщины реагируют на эмоциональную ответственность и готовность помогать другим у мужчин. Результаты исследования могут изменить наше представление о том, что делает мужчин привлекательными в глазах женщин. Исследование, проведенное учеными из Университета Монаша, приводит к новым выводам о привлекательности мужчин для женщин. В рамках эксперимента женщинам показывали фотографии мужчин с краткими историями о их поведении в различных ситуациях, включая их реакцию на столкновение с бездомным человеком. Некоторые из мужчин игнорировали бездомного, в то время как другие оказывали ему помощь, например, покупая еду. Исследование показало, что мужчины, проявляющие сочувствие и доброту, оказались более привлекательными для женщин по сравнению с т ...>>

Случайная новость из Архива

Неуязвимая электроника 15.03.2013

Команде ученых и инженеров удалось создать крошечный микрочип, усилитель мощности миллиметровых волн, который способен восстанавливать работоспособность даже после серьезных повреждений. Ученые из Калифорнийского технологического института создали электронику, которая самовосстанавливается после повреждений. Прибору на ее основе будут не страшны короткие замыкания, радиационное облучение, механические повреждения и т.д. В ходе экспериментов различные части микрочипа даже уничтожали мощным лазером, но все равно "умная" схема восстанавливала работоспособность менее чем за секунду. При этом чип настолько мал, что на мелкую монету могут поместиться 76 таких устройств.

"Это было невероятно впечатляюще. Мне кажется, что мы были свидетелями следующего шага в эволюции интегральных схем, - говорит один из разработчиков уникальной технологии Али Хаджимири. - Мы буквально взорвали половину усилителя и испарили многие из его компонентов, включая транзисторы. Тем не менее, он смог восстановиться и продемонстрировал почти максимальную производительность".

До сих пор даже мелкие неисправности часто оказываются фатальными для интегральных микросхем. Специалисты из Калифорнийского технологического института решили создать микрочипы, обладающие чем-то вроде "иммунной системы", которая обнаружит проблему и восстановит работоспособность чипа. В результате удалось создать прототип подобной микросхемы. "Неуязвимый" усилитель мощности включает множество надежных датчиков, которые контролируют температуру, ток, напряжение и потребляемую мощность. Информация с этих датчиков подается на центральный процессор, который выступает в качестве 'мозга' системы. Процессор анализирует эффективность работы усилителя и, если это необходимо, переключает функции тех или иных компонент.

Интересно, что "мозг" не функционирует на основе алгоритмов, то есть не обязательно заранее предугадывать всевозможные типы поломок. Вместо этого процессор делает выводы на основе совокупных показаний датчиков. Проще говоря, система всегда автоматически находит оптимальную конфигурацию для максимальной производительности, "не интересуясь" причиной поломки. Таким образом, сложные микросхемы могут автоматически поддерживать высокую эффективность работы в самых разных условиях, например при перегреве или падении напряжения. В случае серьезного повреждения такая микросхема сохранит хотя бы минимальную работоспособность, что в некоторых ситуациях может спасти жизни людей.

Сегодня без электроники невозможно представить ни одну область деятельности. Фактически, наша цивилизация базируется именно на компьютерах, и надежность этих машин имеет первостепенное значение. "Неразрушаемые" микросхемы несомненно станут важным шагом к сверхнадежным космическим кораблям, автомобилям, самолетам и т.д.

Другие интересные новости:

▪ Создан пожирающий информацию квантовый демон Максвелла

▪ Искусственная мышца

▪ Инопланетянам лучше поторопиться

▪ Морской автобус

▪ Водитель-полуавтомат

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Нормативная документация по охране труда. Подборка статей

▪ статья Оноре Габриель Мирабо. Знаменитые афоризмы

▪ статья Сколько жен имел великий князь киевский Владимир Святославович до крещения? Подробный ответ

▪ статья Молокан компасный. Легенды, выращивание, способы применения