Частотомер с ЖК индикатором

Рассказать в:

Разрабатывая этот прибор, автор поставил перед собой задачу создать частотомер на доступной, но современной элементной базе, легко повторяемый радиолюбителями средней квалификации, с достаточным для их нужд частотным диапазоном без переключения пределов измерения, с большим входным сопротивлением и малой емкостью. Вот что получилось...

Принцип работы частотомера хорошо известен. Подсчитав число периодов входного сигнала за известное время, он приводит его к секундному интервалу и показывает на индикаторе значение частоты в герцах или кратных им единицам.
Для надежной работы на входе счетчика должен быть установлен формирователь, превращающий исходный сигнал любой формы и амплитуды в последовательность нормированных по амплитуде импульсов с крутыми перепадами. Практически все остальные узлы, необходимые для измерения частоты и вывода результата на индикатор, имеются в микроконтроллере, что делает этот прибор весьма удобным для реализации на нем частотомера.
Трудность состоит лишь в сравнительной низкочастотности счетчика, встроенного в микроконтроллер. Это вынуждает добавлять между выходом формирователя и входом микроконтроллера предварительный делитель частоты импульсов, понижающий ее до приемлемого значения. Нужно сказать, что в микроконтроллерах семейства pic имеется встроенный достаточно высокочастотный предварительный делитель частоты, который с успехом используют в частотомерах. Микроконтроллер atmega8515 семейства avr. на котором построен предлагаемый частотомер, при многих других достоинствах не имеет такого делителя. Поэтому пришлось использовать внешний на микросхеме-счетчике.

Основные технические характеристики

Диапазон измеряемой частоты, Гц...............10..32-10*

Форма входного сигнала ...............произвольная

Чувствительность, мВ ...........250

Максимальная амплитуда

входного сигнала, В ...........20

Дискретность отсчета частоты, Гц ...............10

Время измерения, мс ...........100

Период повторения измерений, мс.....................200

Напряжение питания, В............5

Частотомер с ЖК индикатором

Схема прибора приведена на рис. 1. Входной формирователь построен на транзисторах vt1—vt3 и логическом инверторе dd2.1 Он аналогичен описанному в статье Н. Хлюпина "Частотомер — цифровая шкала с цифровым индикатором" ("Радио", 2004, № 7, с. 64. 65). Там же изложены принцип работы формирователя и особенности его налаживания.
Сформированные импульсы поступают на элемент И dd3.1, который пропускает их на вход предварительного делителя частоты (четырехразрядного двоичного счетчика dd4) только при высоком уровне на выходе pd0 микроконтроллера dd1. Частота импульсов на выходе подключенного к счетчику дешифратора на элементах dd3.2—dd3.4 и на входе РВ1 микроконтроллера в 16 раз меньше исходной.
В начале цикла измерения уровень на выходе pd0 микроконтроллера низкий и элемент dd3-1 закрыт. Кратковременным сигналом высокого уровня, сформированным на выходе pd1 микроконтроллера, программа устанавливает счетчик dd4 в нулевое состояние. Затем она на 100 мс открывает элемент dd3.1. Импульсы, поступающие на вход РВ1 микроконтроллера, подсчитывает встроенный в него таймер-счетчик Т1.
По истечении счетного интервала программа запрещает дальнейшее прохождение импульсов на вход счетчика dd4 и считывает состояние его выходов. Далее она обрабатывает результаты работы предварительного и встроенного счетчиков, вычисляет значение частоты и выводит его на двухстрочный символьный ЖКИ. Описанный измерительный цикл периодически повторяется.
Подстроечным резистором r22 устанавливают оптимальную контрастность индикатора. Транзистор vt4 по командам микроконтроллера замыкает и размыкает цепь светодиодной подсветки табло индикатора.

Частотомер с ЖК индикатором

После включения частотомера на его индикаторе приблизительно на 2 с появляется надпись, показанная на рис. 2,а, затем прибор переходит в режим непрерывного измерения частоты, отображая ее текущее значение ХХХХХХХО Гц, как показано на рис. 2,6. При длительности измерительного интервала 100 мс единицы герц фактически не измеряются, но для удобства отсчета в соответствующем разряде индикатора всегда выведен ноль.
В этом режиме действует только одна из четырех подключенных к микроконтроллеру кнопок — sb1 "Память". При нажатии на нее микроконтроллер запоминает измеренное в этот момент значение частоты yyyyyyyo Гц и в дальнейшем выводит его на индикатор вместе с измеряемым в следующих циклах текущим значением (рис. 2,в). Последующие нажатия на кнопку sb1 обновляют содержимое памяти.
Когда режим "Память" включен, горит светодиод hl3 и действуют кнопки sb2—sb4. После нажатия на кнопку sb2 "Частота +" индикатор показывает сумму текущего измеренного и хранящегося в памяти значений zzzzzzz0 Гц (рис. 2,г). Об этом сигнализирует светодиод hl2.
Кнопка sb3 "Частота -" действует аналогично, но после ее нажатия на индикаторе отображается разность указанных выше значений (рис. 2,д)- Если текущее значение частоты меньше хранящегося в памяти, их разность будет выведена со знаком "минус". О включении этого режима сигнализирует светодиод НИ.
Нажатием на кнопку sb4 "Уст. 0" стирают из памяти записанное ранее значение частоты (оно не сохраняется и при выключении питания) и возвращают частотомер в исходный режим непосредственного отображения измеренного значения.
Светодиод hl4 сигнализирует лишь о включении питания прибора.

Частотомер с ЖК индикатором
Частотомер с ЖК индикатором

Печатная плата частотомера (двусторонняя из фольгированного стеклотекстолита) изображена на рис. 3. На той ее стороне, где находится большинство печатных проводников, смонтированы резисторы и конденсаторы (типоразмера 1206) для поверхностного монтажа. Размещение остальных элементов прибора, установленных обычным образом на противоположной стороне платы, показано на рис. 4. Конденсатор С19 — малогабаритный подстроечнный. Его регулировкой добиваются точного соответствия тактовой частоты микроконтроллера номиналу, а следовательно, минимальной погрешности измерения частоты.
ЖКИ подключают к разъему ХРЗ 16-проводным плоским кабелем (шлейфом). Номера контактов разъема соответствуют номерам выводов индикатора.
При загрузке программы в микроконтроллер dd1 необходимо установить его конфигурационные ячейки в следующие состояния: cksel3 = 1, cksel2 = 1, cksel1 = 1, cksel0 = 1. Этим будет включен тактовый генератор микроконтроллера, работающий с внешним кварцевым резонатором частотой 8... 16 МГц. Состояние остальных ячеек конфигурации изменять не требуется. Если используемый микроконтроллер ранее был запрограммирован для работы в другом устройстве, рекомендуется восстановить его исходную (заводскую) конфигурацию и лишь затем внести указанные выше изменения.
Входной формирователь частотомера налаживают согласно методике, описанной в упомянутой ранее статье Н. Хлюпина. В отсутствие входного сигнала подстроечным резистором r13 устанавливают на коллекторе транзистора vt3 напряжение 2,65 В — порог переключения элемента dd2.1. Если при замкнутом входе частотомер все же показывает 10 Гц, нужно напряжение на коллекторе транзистора vt3 немного (приблизительно до 2,7 В) увеличить. Подстроечным резистором r 22 добиваются наилучшей контрастности индикатора. Далее подают на вход частотомера сигнал известной частоты (например, 1 МГц) от эталонного генератора и подстройкой конденсатора С19 устанавливают ее точное значение на индикаторе прибора.

Исходный код на asm и прошивка.

Источник: Журнал Радио 2006г. №9


Раздел: [Устройства на микроконтроллерах]

Сохрани статью в:

Оставь свой комментарий или вопрос:


Наше сообщество в VK, а ты с нами? Присоединяйся!!!
Тясячи схем в категориях:
-> Прочее
-> Измерительная техника
-> Приборы
-> Схемыэлектрооборудования
-> Источники питания (прочие полезные конструкции)
-> Теоретические материалы
-> Справочные материалы
-> Устройства на микроконтроллерах
-> Зарядные устройства (для батареек)
-> Зарядные устройства (для авто)
-> Преобразователи напряжения (инверторы)
-> Все для кулера (Вентилятора)
-> Радиомикрофоны, жучки
-> Металоискатели
-> Регуляторы мощности
-> Охрана (Сигнализация)
-> Управление освещением
-> Таймеры (влажность, давление)
-> Трансиверы и радиостанции
-> Конструкции для дома
-> Конструкции простой сложности
-> Конкурс на лучшую конструкцию на микроконтроллерах
-> Конструкции средней сложности
-> Стабилизаторы
-> Усилители мощности низкой частоты (на транзисторах)
-> Блоки питания (импульсные)
-> Усилители мощности высокой частоты
-> Приспособления для пайки и конструирования плат
-> Термометры
-> Борт. сеть
-> Измерительные приборы (тахометр, вольтметр итд)
-> Железо
-> Паяльники ипаяльные станции
-> Радиопередатчики
-> Вспомогательные устройства
-> Телевизионная техника
-> Регуляторы тембра, громкости
-> Блоки питания (лабораторные)
-> Усилители мощности низкой частоты (на микросхемах)
-> Другие устройства для усилителей
-> Cветовое оформление новогодней ёлки или праздничного зала
-> Глушилки
-> Телефонные жуки
-> Инфракрасная техника
-> Медицинская техника
-> Телефония
-> Для животного мира
-> Конструируем усилители
-> Антенны и усилители к ним
-> Звонки
-> Электронные игрушки
-> Усилители мощности низкой частоты (ламповые)
-> Управление двигателями (питание от однофазной сети)
-> Программаторы микроконтроллеров
-> Сверлилки
-> Изучаем микроконтроллеры
-> Радиоприемники
-> Сигнализации
-> Сотовая связь
-> USB-устройства
-> Блоки питания (трансформаторные)
-> Радиостанции простые в изготовлении
-> Источники питания (для усилителей)
-> Прочеее
-> защита от короткого замыкания (электронные предохранители)
-> Зарядные устройства (для радиостанций)
-> Мигалки
-> Cварочное оборудование
-> Кодовые электронные замки
-> Блоки питания (бестрансформаторные)
-> Часы
-> Управление поворотниками
-> Зажигание
-> Управление водой (насосы для скважин или колодцев, полив растений)
-> Моделирование
-> Блоки управления стеклоочистителями
-> Предварительные усилители
-> Защита от перегрузки и перегрева
-> Динамики
-> Ремонт бытовой техники
-> Дистанционное управление компьютером
-> Акустические микрофоны и преобразователи
-> Спутниковое ТВ
-> Gsm антенны, примочки, усилители, ретрансляторы.
-> Пищалки
-> Роботы
-> Ретрансляторы
-> Паяльники и паяльные станции
-> Звуковые сигнализаторы
-> Рули и джойстики
-> Схемы электрооборудования
-> Все для "кулера" (Вентилятора)
-> Работа с BGA микросхемами
-> Фильтры
-> Сабвуферы
Рейтинг@Mail.ru