Miernik częstotliwości na mikrokontrolerze. Schemat, opis

Bezpłatna biblioteka techniczna

ENCYKLOPEDIA RADIOELEKTRONIKI I INŻYNIERII ELEKTRYCZNEJ
Darmowa biblioteka / Schematy urządzeń radioelektronicznych i elektrycznych

Miernik częstotliwości na mikrokontrolerze. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Bezpłatna biblioteka techniczna

Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Technologia pomiarowa

Komentarze do artykułu

Zasada działania opisywanego urządzenia (podobnie jak innych mierników częstotliwości) polega na zliczaniu impulsów, które dochodzą do jego wejścia przez określony czas. Oto jego główne cechy techniczne: interwał mierzonej częstotliwości sygnału wynosi od 1 Hz do 50 MHz przy minimalnym napięciu sygnału wejściowego 0,5 V. Liczba cyfr wskaźnika wynosi 8, co pozwala mierzyć sygnały o wysokiej częstotliwości z dokładność 1 Hz. Napięcie zasilania wynosi 9 V. Pobór prądu zależny jest od zastosowanych wskaźników.

na ryc. 1 przedstawia schemat miernika częstotliwości.

(kliknij, aby powiększyć)

W zastosowanym mikrokontrolerze KR1878BE1 szesnastobitowy timer-licznik posiada ośmiobitowy preskaler oraz trzybitowy licznik przepełnienia, czyli łącznie 27 bitów. Tym samym licznik może zliczyć do 134 217 727. Prędkość mikrokontrolera jest ograniczona do częstotliwości 50 MHz. Ta wartość jest maksymalną mierzalną częstotliwością sygnału. Drugi interwał jest liczony za pomocą programowo zorganizowanych cykli, które obejmują również dynamiczne wskazanie odczytów.

Na koniec zliczania wartość mierzonej częstotliwości można uzyskać po prostu odpytując rejestry tylko z szesnastobitowego licznika czasu i trzycyfrowego licznika przepełnienia. Dane w ośmiobitowym preskalerze. wyodrębnione przez liczenie. Pojedyncze impulsy i podawane są na wejście preskalera. gdy jego przekroczenie jest stałe (zera na wszystkich cyfrach), obliczana jest wartość w nim wpisana, równa 256 minus liczba zastosowanych impulsów. Następnie liczba binarna jest konwertowana na BCD, a następnie na siedmioelementowy kod wskaźnika. Nieznaczne zera są w nim wygaszane i wyświetlane na tablicy wyników przy kolejnym pomiarze.

W urządzeniu zastosowano trzy trzycyfrowe wskaźniki LED o wysokiej jasności firmy AON. W przypadku ich braku można użyć dowolnych innych wskaźników LED dla wymaganej liczby cyfr, na przykład serii ALC318. Anody wskaźników poprzez rezystory ograniczające prąd R8-R15 są podłączone do portu B mikrokontrolera. Katody są podłączone do wyjść dekodera DD3 K555ID10, którego prąd wyjściowy jest w stanie logu. 0 może osiągnąć 24 mA. Wskazanie idzie od prawej do lewej, czyli zgodnie ze schematem pierwsza cyfra jest właściwa. Dziewiąta cyfra nie jest połączona, jednak w razie potrzeby można ją wykorzystać do wyświetlenia dowolnych informacji serwisowych.

Aby poprawić stabilność, generator częstotliwości odniesienia jest wykonany na elementach DDI. 1-DD1.3. zasilany przez oddzielny stabilizator DA1. Programowa metoda zliczania czasu pomiaru pozwala na zastosowanie rezonatorów kwarcowych o dowolnej częstotliwości. Wystarczy zmienić cykle programu, a to jest bardzo proste, ponieważ wszystkie instrukcje w mikrokontrolerze są wykonywane w dwóch cyklach. Górna wartość częstotliwości odniesienia to 8 MHz, dolna wartość wynika z faktu, że sygnał wyjściowy preskalera jest zsynchronizowany z częstotliwością zegara procesora i nie może przekroczyć 1/4...1/12 jego wartości w zależności od od typu procesora. Niestety parametry te nie są podane w dokumentacji mikrokontrolera. W podobnym kontrolerze Microchip czas trwania sygnału wejściowego nie powinien być krótszy niż cztery cykle procesora. Biorąc pod uwagę ośmiobitowy asynchroniczny preskaler, określmy minimalną częstotliwość odniesienia: 50 000X4/256 = 781.25 kHz.

Miernik częstotliwości jest montowany na płytce stykowej o wymiarach 30x72 mm. Połączenia wykonuje się poprzez montaż powierzchniowy za pomocą drutu MGTF.

Prawidłowo zmontowany częstościomierz po włączeniu powinien pokazać na wyświetlaczu liczbę 87654321 a następnie przejść w tryb zliczania, wskazując zero na pierwszej cyfrze w przypadku braku sygnału wejściowego. Jeśli nie ma wskazania, należy sprawdzić obecność sygnału częstotliwości odniesienia, a następnie upewnić się, że kod skanujący jest podawany na wejścia dekodera. Wejście 8 układu DD3 musi być podłączone do wspólnego przewodu, w przeciwnym razie jego wyjścia zostaną zamknięte. Dodatkowo możesz spróbować wykonać reset zewnętrzny poprzez chwilowe zwarcie zacisków kondensatora C3.

Aby to sprawdzić, możesz przyłożyć sygnał z generatora częstotliwości odniesienia do wejścia mikrokontrolera, podłączając wyjście elementu DD1.3 do wejścia DD1.4. Jego częstotliwość zostanie wyświetlona na wskaźniku, w naszym przypadku - 4 MHz. Skalibruj miernik częstotliwości za pomocą zewnętrznego generatora.

Nie można podać mierzonego sygnału bezpośrednio na pin timera mikrokontrolera (PA4 / TCLC), ponieważ sygnał zliczający jest podawany na ten pin. Aby zapobiec przeciążeniu i ewentualnemu uszkodzeniu elementów urządzenia, w zestawie znajduje się rezystor ograniczający prąd R6.

Program sterujący mikrokontrolerem jest bardzo prosty, łatwo go rozbudować lub dodać nowe funkcje. Kody programów podane są w tabeli (zera wpisywane są w komórkach od adresu 0000 do 01FF).

Pełna autorska wersja programu

(kliknij, aby powiększyć)

Opis mikrokontrolera KR1878BE1 - w Internecie na stronie producenta angstrem.ru. Niestety dokumentacja zawiera błędy w wyprowadzeniu mikrokontrolera oraz opisie kompilatora TESSA. Zamiast komend itp. ctz. ctn. ctie musi być clc, elz, cln. umierać. Podczas programowania mikrokontrolera należy włączyć tryb wewnętrznego generatora na częstotliwości od 500 do 8000 kHz.

Schemat prostego programatora do KR1878BE1. podłączony do portu równoległego komputera pokazano na rys. 2. Jest montowany na płytce stykowej 42x52mm. Wszystkie połączenia wykonane są drutem MGTF.

Licznik częstotliwości na mikrokontrolerze

Wygląd programatora przedstawiono na rys. 3.

Licznik częstotliwości na mikrokontrolerze

na ryc. Rysunek 4 przedstawia układ wagi cyfrowej odbiornika lub nadajnika-odbiornika KB. Strukturalnie skala, podobnie jak miernik częstotliwości. zmontowany na dwóch płytkach połączonych złączem: płytce LCD i płytce głównej, na której znajdują się wszystkie pozostałe części (płytka jest pokazana osobno na zdjęciu).

Licznik częstotliwości na mikrokontrolerze

Schematycznie waga cyfrowa różni się od miernika częstotliwości obecnością wyświetlacza LCD zamiast wskaźnika LED oraz brakiem niepotrzebnego układu K555ID10, który pełni funkcję bufora w mierniku częstotliwości.

Autor: D. Bogomołow, Moskwa

Zobacz inne artykuły Sekcja Technologia pomiarowa.

Czytaj i pisz przydatne komentarze do tego artykułu.

<< Wstecz

Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:

Maszyna do przerzedzania kwiatów w ogrodach 02.05.2024

We współczesnym rolnictwie postęp technologiczny ma na celu zwiększenie efektywności procesów pielęgnacji roślin. We Włoszech zaprezentowano innowacyjną maszynę do przerzedzania kwiatów Florix, zaprojektowaną z myślą o optymalizacji etapu zbioru. Narzędzie to zostało wyposażone w ruchome ramiona, co pozwala na łatwe dostosowanie go do potrzeb ogrodu. Operator może regulować prędkość cienkich drutów, sterując nimi z kabiny ciągnika za pomocą joysticka. Takie podejście znacznie zwiększa efektywność procesu przerzedzania kwiatów, dając możliwość indywidualnego dostosowania do specyficznych warunków ogrodu, a także odmiany i rodzaju uprawianych w nim owoców. Po dwóch latach testowania maszyny Florix na różnych rodzajach owoców wyniki były bardzo zachęcające. Rolnicy, tacy jak Filiberto Montanari, który używa maszyny Florix od kilku lat, zgłosili znaczną redukcję czasu i pracy potrzebnej do przerzedzania kwiatów. ... >>

Zaawansowany mikroskop na podczerwień 02.05.2024

Mikroskopy odgrywają ważną rolę w badaniach naukowych, umożliwiając naukowcom zagłębianie się w struktury i procesy niewidoczne dla oka. Jednak różne metody mikroskopii mają swoje ograniczenia, a wśród nich było ograniczenie rozdzielczości przy korzystaniu z zakresu podczerwieni. Jednak najnowsze osiągnięcia japońskich badaczy z Uniwersytetu Tokijskiego otwierają nowe perspektywy badania mikroświata. Naukowcy z Uniwersytetu Tokijskiego zaprezentowali nowy mikroskop, który zrewolucjonizuje możliwości mikroskopii w podczerwieni. Ten zaawansowany instrument pozwala zobaczyć wewnętrzne struktury żywych bakterii z niesamowitą wyrazistością w skali nanometrowej. Zazwyczaj ograniczenia mikroskopów średniej podczerwieni wynikają z niskiej rozdzielczości, ale najnowsze odkrycia japońskich badaczy przezwyciężają te ograniczenia. Zdaniem naukowców opracowany mikroskop umożliwia tworzenie obrazów o rozdzielczości do 120 nanometrów, czyli 30 razy większej niż rozdzielczość tradycyjnych mikroskopów. ... >>

Pułapka powietrzna na owady 01.05.2024

Rolnictwo jest jednym z kluczowych sektorów gospodarki, a zwalczanie szkodników stanowi integralną część tego procesu. Zespół naukowców z Indyjskiej Rady Badań Rolniczych i Centralnego Instytutu Badań nad Ziemniakami (ICAR-CPRI) w Shimla wymyślił innowacyjne rozwiązanie tego problemu – napędzaną wiatrem pułapkę powietrzną na owady. Urządzenie to eliminuje niedociągnięcia tradycyjnych metod zwalczania szkodników, dostarczając dane dotyczące populacji owadów w czasie rzeczywistym. Pułapka zasilana jest w całości energią wiatru, co czyni ją rozwiązaniem przyjaznym dla środowiska i niewymagającym zasilania. Jego unikalna konstrukcja umożliwia monitorowanie zarówno szkodliwych, jak i pożytecznych owadów, zapewniając pełny przegląd populacji na każdym obszarze rolniczym. „Oceniając docelowe szkodniki we właściwym czasie, możemy podjąć niezbędne środki w celu zwalczania zarówno szkodników, jak i chorób” – mówi Kapil ... >>

Przypadkowe wiadomości z Archiwum

Przekształcanie wodoru w metal 06.02.2020

Badaczom z francuskiej Komisji ds. Alternatywnej Energii i Energii Atomowej (CEA) udało się ukształtować próbkę wodoru w formę wykazującą właściwości metalu.

Prace trwały wiele lat, sam proces jest niezwykle złożony. Naukowcy hermetycznie zamknęli przechłodzony, stały wodór w folii, a następnie poddali go ekstremalnie wysokiemu ciśnieniu, używając diamentu jako kowadła.

W poprzednich eksperymentach ciśnienie było ograniczone do 400 gigapaskali, ale potem naukowcy wpadli na pomysł, aby użyć nie płaskiego, ale toroidalnego (podobnego do pączka) kowadła. Pozwoliło to wytrzymać znacznie większe obciążenia, a przy 425 gigapaskaliach eksperyment został ostatecznie uwieńczony sukcesem: wodór zaczął wykazywać pierwsze właściwości metaliczne.

Naukowcy podkreślają, że chłodzenie i ciśnienie to dwa krytyczne czynniki zmiany stanu materii. „Wraz ze wzrostem ciśnienia schłodzony wodór staje się coraz bardziej nieprzezroczysty, a przy 425 gigapaskaliach jego powierzchnia staje się błyszcząca, silnie odbijająca” – piszą w swoim artykule.

Wodór jest jednym z najczęstszych pierwiastków chemicznych na Ziemi. Łatwo go pozyskać z wody, a zatem źródło potencjalnych surowców do produkcji wodoru metalicznego lub np. paliwa wodorowego jest praktycznie niewyczerpalne. Ponadto do jego wydobycia nie jest konieczne szkodzenie środowisku i niszczenie ekosystemu, jak ma to miejsce w przypadku paliw kopalnych. Ponadto badacze mają też czysto naukowy eksperyment: do tej pory naukowcy nie znają miejsca we Wszechświecie, gdzie ogromne ciśnienie łączy się z ekstremalnie niską temperaturą, co oznacza, że albo nie ma na świecie wodoru w formie metalicznej o godz. wszystko, lub jego źródło jest wciąż przed nami ukryte.

Metaliczny wodór to potencjalne paliwo, które nie tylko radykalnie zmieni energię Ziemi, ale także da nam szansę na loty kosmiczne, o których do tej pory można było tylko pomarzyć. Teraz naukowcy dążą do uzyskania wystarczającej ilości metalicznego wodoru do przeprowadzenia niektórych niezbędnych testów i eksperymentów. Ostatecznym celem jest oczywiście opracowanie taniego i stosunkowo prostego sposobu produkcji tej niesamowitej substancji na skalę przemysłową.

Inne ciekawe wiadomości:

▪ Smartfon Nokia C5-03

▪ 3-bitowe dyski SSD NAND firmy Samsung

▪ IGBT generacji 8 z IR dla wzorcowej wydajności i niezawodności

▪ Robot monitoruje incydenty w mieście

▪ Ultradźwiękowy nóż kuchenny

Wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika

Ciekawe materiały z bezpłatnej biblioteki technicznej:

▪ sekcja serwisu Urządzenia pomiarowe. Wybór artykułu

▪ artykuł Hańba ignorantów, hańba ludu. Popularne wyrażenie

▪ Dlaczego karetki pogotowia nazywane są wagonami? Szczegółowa odpowiedź

▪ artykuł Ostropest plamisty. Legendy, uprawa, metody aplikacji