Medidor de frequência no microcontrolador. Esquema, descrição

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O princípio de operação do dispositivo descrito (assim como de outros medidores de frequência) é contar os pulsos que chegaram à sua entrada por um período de tempo fixo. Aqui estão suas principais características técnicas: o intervalo da frequência do sinal medido é de 1 Hz a 50 MHz com uma tensão mínima do sinal de entrada de 0,5 V. A capacidade de dígitos do indicador é de 8, o que permite medir sinais de alta frequência com uma precisão de 1 Hz. A tensão de alimentação é de 9 V. e o consumo de corrente depende dos indicadores utilizados.

Na fig. 1 mostra um diagrama de um medidor de frequência.

(clique para ampliar)

No microcontrolador KR1878BE1 usado, o contador de tempo de dezesseis bits possui um prescaler de oito bits e um contador de estouro de três bits, que é de 27 bits no total. Assim, o contador pode contar até 134 217 727. A velocidade do microcontrolador é limitada a uma frequência de 50 MHz. Este valor é a frequência de sinal mensurável máxima. O segundo intervalo é contado usando ciclos organizados por software, que também incluem indicação dinâmica de leituras.

No final da contagem, o valor da frequência medida pode ser obtido simplesmente pesquisando os registradores apenas de um contador de tempo de dezesseis bits e um contador de estouro de três dígitos. Dados em um prescaler de oito bits. extraído por contagem. Pulsos únicos e são alimentados à entrada do prescaler. quando seu estouro é fixo (zeros em todos os dígitos), é calculado o valor nele escrito, igual a 256 menos o número de pulsos aplicados. Depois disso, o número binário é convertido em BCD e depois no código indicador de sete elementos. Zeros insignificantes são apagados nele e exibidos no placar na próxima medição.

O dispositivo usa três indicadores LED de alto brilho de três dígitos da AON. Na ausência deles, você pode usar qualquer outro indicador LED para o número necessário de dígitos, por exemplo, a série ALC318. Ânodos de indicadores através de resistores limitadores de corrente R8-R15 são conectados à porta B do microcontrolador. Os cátodos são conectados às saídas do decodificador DD3 K555ID10, cuja corrente de saída está no estado log. 0 pode chegar a 24 mA. A indicação vai da direita para a esquerda, ou seja, o primeiro dígito é o da direita de acordo com o esquema. O nono dígito não está conectado, no entanto, se necessário, pode ser usado para exibir qualquer informação de serviço.

Para melhorar a estabilidade, o gerador de frequência de referência é feito em elementos DDI. 1-DD1.3. alimentado por um estabilizador separado DA1. O método de software de contagem do tempo de medição permite o uso de ressonadores de quartzo em qualquer frequência. Você só precisa alterar os ciclos do programa, e isso é muito simples, pois todas as instruções do microcontrolador são executadas em dois ciclos. O valor superior da frequência de referência é 8 MHz, o valor inferior é determinado pelo fato de que o sinal de saída do prescaler é sincronizado pela frequência do clock do processador e não pode exceder 1/4...1/12 de seu valor, dependendo no tipo de processador. Infelizmente, esses parâmetros não são especificados na documentação do microcontrolador. Num controlador Microchip semelhante, a duração do sinal de entrada não deve ser inferior a quatro ciclos do processador. Dado um prescaler assíncrono de oito bits, vamos determinar a frequência de referência mínima: 50X000/4 = 256 kHz.

O frequencímetro é montado em uma protoboard medindo 30x72 mm. As conexões são feitas por montagem em superfície com fio MGTF.

Um frequencímetro montado corretamente após ligar deve mostrar o número 87654321 no display e então entrar no modo de contagem, indicando zero no primeiro dígito na ausência de um sinal de entrada. Se não houver indicação, você deve verificar a presença de um sinal de frequência de referência, então você precisa ter certeza de que um código de varredura está sendo alimentado nas entradas do decodificador. A entrada 8 do chip DD3 deve ser conectada a um fio comum, caso contrário suas saídas serão fechadas. Além disso, você pode tentar realizar uma reinicialização externa curto-circuitando temporariamente os terminais do capacitor C3.

Para verificar, você pode aplicar um sinal do gerador de frequência de referência à entrada do microcontrolador conectando a saída do elemento DD1.3 à entrada DD1.4. Sua frequência será exibida no indicador, no nosso caso - 4 MHz. Calibre o medidor de frequência usando um gerador externo.

Não é possível aplicar o sinal medido diretamente no pino timer do microcontrolador (PA4/TCLC), pois o sinal de contagem é aplicado neste pino. Para evitar sobrecarga e possíveis danos aos elementos do dispositivo, um resistor limitador de corrente R6 está incluído.

O programa que controla o microcontrolador é muito simples, sendo fácil atualizar ou adicionar novas funções. Os códigos do programa são fornecidos na tabela (zeros são escritos nas células do endereço 0000 a 01FF).

Versão completa do autor do programa

(clique para ampliar)

Descrição do microcontrolador KR1878BE1 - na Internet no site do fabricante angstrem.ru. Infelizmente, a documentação contém erros na pinagem do microcontrolador e na descrição do compilador TESSA. Em vez de comandos etc. ctz. ctn. ctie deve ser clc, elz, cln. morrer. Ao programar o microcontrolador, deve-se habilitar o modo gerador interno na frequência de 500 a 8000 kHz.

Esquema de um programador simples para KR1878BE1. conectado à porta paralela do computador é mostrado na fig. 2. É montado em uma protoboard de 42x52mm. Todas as conexões são feitas com fio MGTF.

Contador de frequência no microcontrolador

A aparência do programador é mostrada na fig. 3.

Contador de frequência no microcontrolador

Na fig. A Figura 4 mostra o layout da balança digital para um receptor ou transceptor KB. Estruturalmente, a escala, como o medidor de frequência. montado em duas placas conectadas por um conector: a placa LCD e a placa principal, na qual estão localizadas todas as outras partes (a placa é mostrada separadamente na foto).

Contador de frequência no microcontrolador

Esquematicamente, a balança digital difere do frequencímetro pela presença de um LCD em vez de um indicador LED e pela ausência do chip K555ID10 que se tornou desnecessário, que atua como um buffer no frequencímetro.

Autor: D. Bogomolov, Moscou

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