ЧАСТОТОМЕР НА PIC16F628A
Ещё несколько лет назад измерители частоты делали на отдельных микросхемах с КМОП логикой, но так как вы уже стали PIC-программистами, используем для него микроконтроллер. Предлагаемый частотомер очень прост и вместе с тем показывает надёжную работу схемы. Здесь мы будем использовать 7-сегментный светодиодный дисплей, не ЖК, на котором будет простой частотомер до 1 МГц, который использует 6-разрядов индикатора. Если нужны более высокие частоты измерений — смотрите эти схемы с делителями на входе.
Принципиальная схема частотомера
Микроконтроллер PIC16F628A служит для того, чтобы выполнить всю работу без каких-либо дополнительных микросхем. На 16F628A 16 I/O выводов, два из которых используются для кварцевого генератора, один предназначен для ввода сигнала, а другой может быть использован только для ввода, что дает нам только 12 полезных I/O контактов. Решение — поставить транзистор, который открывается при выключении всех других цифр.
Светодиодный 7-сегментный дисплей, используемый здесь, с общим катодом типа BC56-12SRWA. Когда все сигналы находятся на высоком уровне, транзистор Q1 открывается и переключается на первой цифре. Ток для каждого сегмента составляет около 7 мА.
Вся схема частотомера потребляет тока порядка 30 мА в среднем. Микроконтроллер использует свой внутренний 4 MHz генератор для тактирования CPU. А внешний кварцевый генератор с частотой 32768 Hz нужен для установки 1 второго временного интервала. Tmr0 используется для подсчета входного сигнала на выводе RA4.
В качестве входного сигнала нужно будет 5 вольт прямоугольного вида. Сам частотомер может измерять до 1 мегагерца, что более чем достаточно для любительских проектов. Это сделано для удобства, так как счетчик может достигать показаний 999999 Гц — и ничего переключать не нужно. Меряем хоть 11 герц, хоть 139,622 килогерц.
В общем если у кого есть желание повторить этот проект самим, вот файлы. Плата в архиве немного отличается от той, что на фотографии, были позже сделаны некоторые оптимизации. А программный код открыт — можно его при умении оптимизировать.
Схема частотомера на микроконтроллере с PIC16F628A. Описание
Некоторое время назад я сделал аудио-генератор с частотомером, который работал очень хорошо, но я его продал, и теперь я делаю новый. Частотомер в предыдущей конструкции был сделан на микросхемах КМОП логики, но поскольку на данный момент у меня есть программатор PIC микроконтроллеров — частотомер построен именно на микроконтроллере.
Как обычно идею для будущей конструкции я искал в интернете. Оригинальная идея пришла от этого проекта: Частотомер на PIC16F628A и ЖК индикаторе. Как вы можете заметить – схема очень простая и в то же время элегантная. Но я хотел использовать 7-сегментный светодиодный дисплей, а не жидкокристаллический, так что я нашел еще один интересный проект: Простой 100MHz счетчик частоты, в котором применен 6-разрядный светодиодный дисплей.
Описание частотомера
Конечно же, объединение двух проектов в один не простая задача. Прежде всего, я хотел чтобы это был частотомер на микроконтроллере, и не имел дополнительных микросхем. Помимо этого я выбрал 16F628A, и потому один из выводов ( порта RA5) может быть использованы только в качестве входа.
Для мультиплексного управление 6 цифрами 7-сегментного дисплея требуется 7 + 6 = 13 выходов. Микроконтроллер16F628A имеет 16 выводов, два из которых используются для кварцевого генератора, один для входного сигнала и еще один может быть использован только для входа. Так что у нас остается только 12 свободных выводов. Решение — управление одним из общих катодов с помощью транзистора, который открывается, в момент, когда все другие цифры выключены.
В схеме частотомера применено два 3-разрядных 7-сегментных дисплея с общим катодом типа BC56-12SRWA . Цифры 2..5 включаются, когда соответствующие выводы устанавливаются на низком уровне. Когда на всех этих выводах находится высокий уровень, транзистор Q1 открывается и загорается первая цифра. Ток потребления для каждого сегмента составляет около 6-7mA.
Следует отметить, что выводы, связанные с общими катодами теоретически могут потреблять до 50 мА, если все сегменты светятся. Это, конечно же, немного выше характеристик микроконтроллера. Но так как каждая цифра включается на очень короткое время, то это безопасно. Вся схема частотомера потребляет в среднем около 30-40 мА.
Микроконтроллер тактируется от внутреннего 4 МГц генератора. Таймер1 использует внешний кварцевый генератор с частотой 32768Hz для установки односекундного интервала. Timer0 используется для подсчета входного сигнал на выводе RA4. И, наконец, Таймер2 используется для обновлений цифры. Частотомер может измерять частоту от 920 до 930 кГц, что для любительских целей вполне достаточно. В качестве источника питания используется стабилизатор напряжения 78L05.
Скачать прошивку и рисунок печатной платы (518,2 KiB, скачано: 1 255)
http://diyfan.blogspot.ro
ЧАСТОТОМЕР НА МИКРОКОНТРОЛЛЕРЕ
Очень полезный и несложный прибор, который просто незаменим в творческой лаборатории радиолюбителя, можно сделать на МК PIC16F628A. Для измерения частот до 30 Мгц и предназначен данный цифровой частотомер на распространённой микросхеме-контроллере PIC16F628A. Его принципиальная схема состоит из базового модуля, с подключенным к его счетному входу входным формирователем. Схема частотомера приведена на рисунке ниже:
Данный измерительный прибор может использоваться в двух режимах — цифровая шкала и измеритель частоты. При включении питания, частотомер переходит в тот режим, в котором он работало до последнего выключения питания. Если это был режим частотомера — в левом разряде индикатора высветится режим частотомера «F.». Так-же в младшем разряде индикатора высветится «0». Частотомер автоматически перейдет в режим измерения частоты и будет находиться в режиме ожидания. При подаче на вход какого-то сигнала, признак режима частотомера «F.» гасится и индикатор отобразит значение измеряемой частоты в килогерцах.
Если на момент включения питания, на входе частотомера присутствует измеряемый сигнал, то, после включения питания, признак работы частотомера «F.», высветится в течение 1-й секунды, а затем погаснет.
Для того чтобы перейти на время измерения 0,1 сек. или 10 сек., необходимо нажать либо кнопку № 1, либо одновременно нажать кнопку № 1 и кнопку № 2 соответственно (см. раскладку клавиатуры для режима частотомера), затем дождаться изменения положения десятичной точки, после чего отпустить кнопку (кнопки). Если после этого необходимо вернуться к времени измерения 1 сек., то необходимо нажать кнопку № 2 и дождаться изменения положения десятичной точки, после чего отпустить кнопку. Для любого времени измерения десятичная точка отмечает килогерцы.
Раскладка клавиатуры режима частотомера
Кнопки Время измерения Пояснения
Кнопка № 1 0,1 сек. Переход на время измерения 0,1 сек.
Кнопка № 2 1 сек. Переход на время измерения 1 сек.
кнопка № 2 10 сек. Переход на время измерения 10 сек.
(кнопки нажимаются одновременно)
Если перед выключением питания происходила работа в режиме цифровой шкалы, то при следующем включении питания будет установлен именно этот режим, а внутри режима цифровой шкалы будет установлен именно тот подрежим («минус ПЧ» или «плюс ПЧ»), в котором происходила работа до последнего выключения питания. Признаки подрежимов цифровой шкалы («L.» или «H.» соответственно) будут постоянно высвечиваться в левом разряде индикатора. При отсутствии сигнала на входе цифровой шкалы, индикатор будет показывать значение записанной в память контроллера промежуточной частоты, а при его наличии — результат вычитания или сложения частоты сигнала, присутствующего на входе цифровой шкалы, и значения промежуточной частоты, записанной в энергонезависимую память PIC контроллера.
Режим цифровой шкалы имеет 4 подрежима.
— При нажатии на кнопку № 1 происходит переход в подрежим «минус ПЧ».
— При этом, в левом разряде индикатора, высветится признак подрежима «L.».
— При нажатии на кнопку № 2 происходит переход в подрежим «плюс ПЧ».
— При этом, в левом разряде индикатора, высветится признак подрежима «H.».
В процессе «прошивки» контроллера, в его энергонезависимую память записывается значение промежуточной частоты = 5,5 мГц., но потом может будет самостоятельно записать в нее любое значение и использовать ее в качестве промежуточной. Для этого надо подать на вход ЦШ внешний сигнал с частотой, которая далее будет использоваться в качестве промежуточной. Проконтролировать значение этой частоты можно, перейдя в режим частотомера.
Раскладка клавиатуры режима цифровой шкалы:
Кнопки Время измерения Пояснения
Кнопка № 1 «минус ПЧ» Промежуточная частота вычитается из
измеряемой частоты
Кнопка № 2 «плюс ПЧ» Промежуточная частота суммируется с
измеряемой частотой
Кнопка № 1 +
кнопка № 2 Установка ПЧ Запись в оперативную память значения
измеряемой частоты (ПЧ)
Повторно:
Кнопка № 1 +
кнопка № 2 Запись ПЧ Копирование значения измеряемой частоты из оперативной памяти в энергонезависимую с целью дальнейшего ее использования в качестве промежуточной
При смене режима работы, меняется раскладка клавиатуры. Если кнопка № 1 находится в нажатом состоянии меньше определенного времени, то переключения в другой режим не происходит и кнопка № 1 может либо устанавливать время измерения 0,1 сек. (в режиме частотомера), либо включать подрежим «минус ПЧ» (в режиме цифровой шкалы). Если этот порог превышен, происходит переключение в другой режим. Величина этого порога — около 4 сек., и этот интервал времени отсчитывается с момента окончания цикла счета, приходящегося на момент нажатия кнопки № 1.
Снизить энергопотребление схемы частотомера можно, увеличив номиналы резисторов, соединяющих выводы порта В с индикатором. В своей конструкции использовал 9-разрядный светодиодный индикатор от советского телефона с АОН, с общим катодом и красным цветом свечения. В моем частотомере, кроме питания от сети, имеется также и батарейное питание (аккумуляторы). Печатная плата устройства приведена на рисунке:
Прошивки для микроконтроллера PIC16F84A, а также полный текст статьи Цифровой частотомер на контроллере качаем тут. Схему испытал — ZU77.
Частотомер — цифровая шкала с LCD (PIC16F84 или PIC16F628 или PIC16CE625, asm) — Устройства на микроконтроллерах — Схемы устройств на микроконтроллерах
Описание опубликовано в журнале «Радио» № 7 за 2004 г., стр. 64, 65 Частотомер — цифровая шкала с ЖК индикатором и«Радиолюбитель» № 10 за 2005 г., стр. 36…39 Частотомер — цифровая шкала с жидкокристаллическим индикатором.
Предлагаемый прибор предназначена для использования в качестве частотомера или цифровой шкалы связной и радиоприемной аппаратуры всех типов. Несмотря на очень простую схему прибор имеет довольно высокие параметры. Он разработан на основе и исходя из опыта эксплуатации моей предыдущей конструкции Частотомер — цифровая шкала на PIC контроллере (LED). Применение жидкокристаллического (LCD) индикатора на контроллере HT1613, HT1611 позволило снизить потребляемый ток, уменьшить уровень излучаемых помех, уменьшить габариты, а также упростить схему и конструкцию прибора.
Диапазон измеряемых частот 10Гц…40мГц, чувствительность 100…200 мВ, время измерения – 0,1; 1 или 10 сек. Быстродействие PIC контроллера не позволяет непосредственно измерять частоты более 40 мгц, но их можно измерять, используя внешний СВЧ делитель. В энергонезависимую память можно записать до 15 значений промежуточных частот в диапазоне от 0 до 800 мГц. Процедура калибровки предельно упрощена, частота опорного кварца может быть в пределах 1 мГц…20 мГц. Все параметры могут изменяться пользователем с помощью 3-х кнопок на передней панели прибора.
Разработано два варианта программы электронного частотомера, первый позволяет использовать один внешний СВЧ делитель с любым коэффициентом деления в диапазоне 2…255. Второй вариант допускает применение трех внешних делителей с различными коэффициентами деления, а диапазон допустимых значений Кд расширен до 256. Номер подключенного в данный момент делителя определяется автоматически.
При использовании частотомера на микроконтроллере с первым вариантом программы в качестве цифровой шкалы, в его энергонезависимую память можно записать до 15 промежуточных частот в диапазоне от 0 до 800 МГц. Во втором варианте программы количество ПЧ не может превышать 7. Их значения вводятся с точностью до 100 Гц и в любой момент могут быть изменены пользователем с помощью 3-х кнопок, расположенных на передней панели прибора.
Принципиальная схема частотомера показана на рисунке. В нем использован один из самых дешевых и распространенных LCD (ЖКИ) индикаторов от телефонов с АОН — HT1613 (HT1611). К сожалению, он не имеет собственного названия и разные производители называют его по своему, например, встречается обозначение KO–4B. Неизменным остается только его встроенный контроллер HT1611 или HT1613.
При применении указанных на схеме деталей входной формирователь частотомера имеет полосу пропускания 10 Гц…100 МГц, входное сопротивление 500 ком и чувствительность около 100 мв, но быстродействие встроенного в PIC контроллер делителя ограничивает верхнюю границу измеряемых частот значением 40…50 МГц. Нижняя граница для синусоидального сигнала определяется емкостью C1 и C5. Диоды VD1, VD2 защищают полевой транзистор от выхода из строя при попадании на вход высокого напряжения. Высокие параметры входного формирователя при сравнительно простой схеме и питании только от одного источника 5 в удалось получить благодаря применению КМОП триггера Шмитта DD2 типа 74AC14. Использовать здесь TTL аналог недопустимо, т.к. это снизит верхнюю границу измеряемых частот до 10…15 МГц. Управляющий контроллер может быть типа PIC16F84, PIC16F628, PIC16CE625.
SA4 и SA5 используются для выбора номера внешнего СВЧ делителя. Их разомкнутое состояние соответствует работе прибора без СВЧ делителя. Замыкая SA4, SA5 можно выбрать один из 3-х делителей. Это может оказаться полезным при проведении измерений в широком диапазоне частот. Например, первый делитель работает в диапазоне 500 МГц…2 ГГц, а второй – 30 МГц…500 МГц и они имеют разный коэффициент деления. При смене делителя прибор автоматически будет учитывать смену его коэффициента деления при расчете показаний. При необходимости на плату можно установить DIP переключатели для выбора ПЧ и делителя.
В схеме частотомера на микроконтроллере можно использовать практически любой кварцевый резонатор, однако оптимальной является тактовая частота контроллера около 4 МГц. На меньшей частоте снижается быстродействие PIC, а повышение частоты увеличивает потребляемый ток, не давая особых преимуществ.
Прибор получился очень простой, и в то же время удобный в работе. Его повторили многие радиолюбители, дополнив описание своими вариантами печатной платы. Я, в свою очередь, делюсь этой информацией с Вами. Дополнения пользователей выложены на этой страничке в архиве в том виде, в каком я их получил — «как есть».
Если возникнут сложности с приобретением ЖКИ индикатора HT1613 (HT1611, KO-4B), его можно заменить на светодиодные индикаторы. Одним из первых такое устройство на AT90S1200 предложил Эдуард (UA4NX). Описание можно найти на его сайте http://ua4nx.qrz.ru. Известен вариант и на ATmega8. На всякий случай я выкладываю архив с копией странички UA4NX, копией описания конструкции на ATMega8 и Datasheet на индикатор.
Автор статьи Николай RA4NAL. Первоисточник.
АРХИВ:Скачать
Простой частотомер на pic 16f628a CAVR.ru
Рассказать в:Собрал вот такой частотомер, с индикатором RC-1602В(А), такая простая схемка . А это в работе , замер часовой частоты . Специально к схеме спаял генератор частоты К176ИЕ12 с счетчиком-делителем частоты. У него выходы 1гц :2гц: 128гц: 1024гц: 32768гц: (Подробней про генератор на К176ИЕ12 , а так же на Attiny2313 статья здесь) частотомер показывает правильно эти частоты. Чувствительность на входе от 0.3V . По моему точность измерения и стабильность частоты достаточно высокие. печатная плата Архив печатной платы chastotomer_lay На плате видно чуть больше деталей, чем нарисовано на схеме , на это не обращать внимание — просто эта маленькая платка, сделана с расчетом встроится в прибор 3 в 1 «AVR-Transistortester & CLR2313 + Частотомер» Схема с радиокота, но прошивка авторская под мой индикатор не подошла, Отдельное спасибо avrdevices.ru он выложил в инет правленую прошивку, под такой тип индикатора 16х2. Можно использовать любой LCD из серий Wh2602 (Wh2602A, Wh2602B, Wh2602C, Wh2602D, Wh2602J….) на свой вкус по цвету и дизайну, только в документацию посмотри на распиновку выводов.
Раздел: [Схемы]
Сохрани статью в:
Оставь свой комментарий или вопрос:
