Проект tinyAVR 10. Частотомер с автоматическим выбором диапазона

December 11, 2014 by admin Комментировать »

Частотомер — это прибор, который измеряет частоту внешнего сигнала. Входной сигнал может быть как аналоговым, так и цифровым. На рис. 3.38 показана блок-схема частотомера.

Рис. 3.38. Блок-схема частотомера

На вход поступает аналоговый сигнал. Входной усилитель и формирователь усиливают его и задают пороговое значение (для преобразования в цифровой сигнал). Устройство имеет точный внутренний тактовый генератор, который управляет коммутатором счетчика. Продолжительность времени, в течение которого входной сигнал поступает через коммутатор на счетчик (время отсчета), зависит от требуемой точности измерения. Например, для измерения сигнала с точностью до 1 Гц коммутатор должен включаться на одну секунду. Для измерения с точностью в 0,1 Гц время отсчета должно составлять десять секунд. Результат на выходе счетчика отображается на светодиодном индикаторе.

Если частота входящего сигнала очень низкая, то для ее измерения понадобится чрезвычайно длительное время отсчета. Один из способов решения этой проблемы — использовать в качестве сигнала на коммутаторе сам входной сигнал и замерять частоту, генерируемую внутренним тактовым генератором (рис. 3.39). Однако так мы получим период входного сигнала. Для преобразования периода в частоту нужно выполнить простой математический расчет.

На рис. 3.40 приведена временная диаграмма сигналов частотомера. Сигналы на счетчике периодов аналогичны.

Рис. 3.39. Принцип измерения периода сигнала

Рис. 3.40. Временная диаграмма сигналов частотомера

Спецификация проекта

Устройство должно измерять частоту входного сигнала и отображать результат на семисегментном дисплее в две с половиной цифры. Все блоки, показанные на рис. 3.38, имеются в самом микроконтроллере, который может также выполнить и необходимые вычисления для преобразования периода в частоту.

Частотомер с автоматическим определением диапазона может автоматически выбрать шкалу отсчета (по частоте входного сигнала). Наш частотомер имеет дисплей с диапазоном от 0 до 199, диапазоны отображаемых частот приведены в табл. 3.3.

Таблица 3.3. Диапазоны частотомера

Номер диапазона

Интервал частот, кГц

Время отсчета, с

1

0-0,199

1

2

0 – 1,99

0,1

3

0-19,9

0,01

Выбранный диапазон измерения указывают десятичные точки. Для первого диапазона измерения включается правая десятичная точка; для второго — средняя, для третьего — левая.

Описание устройства

Схема устройства аналогична проектам 8 и 9, но входной сигнал подается с разъема SL1 схемы, показанной на рис. 3.33. D1 — это стабилитрон на 5 В, который ограничивает амплитуду сигнала, a R3 — токоограничительный резистор. Входной сигнал должен быть однополярным (положительной полярности).

Программирование

Откомпилированный код проекта (вместе с файлом MAKEFILE) можно скачать с адреса: www.avrgenius.com/tinyavrl.

Тактовая частота равна 8 МГц. Поясним самые важные фрагменты кода.

Листинг 3.7

ISR (PCINTO_vect)

{

edgecounter++;

}

Листинг 3.7 — процедура обработки прерывания по изменению состояния контакта РВ5. Счетчик edgecounter удваивает частоту в конце периода работы коммутатора. Время отсчета установлено равным одной секунде. В конце каждого периода работы коммутатора число импульсов за секунду подсчитывается путем деления edgecounter на 2. Затем результат округляется (как в предыдущих двух проектах) и отображается на дисплее.

Работа устройства

Частота измеряется путем подачи входного сигнала на разъем SL1. Необходимо отметить, что показания обновляются только раз в секунду.

Источник: Гадре, Д., Занимательные проекты на базе микроконтроллеров tinyAVR / Дхананья Гадре, Нигул Мэлхотра: Пер. с англ. — СПб.: БХВ-Петербург, 2012. — 352 с.: ил. — (Электроника)

Оставить комментарий

Устройство витков выходе генератора импульсов микросхемы мощности нагрузки напряжение напряжения питания приемника пример провода работы радоэлектроника сигнал сигнала сигналов сопротивление схема теория транзистора транзисторов управления усиления усилитель усилителя устройства частоты