Журнал Радио 10 номер 2002 год. МИКРОПРОЦЕССОРНАЯ ТЕХНИКА

Журнал Радио 10 номер 2002 год. МИКРОПРОЦЕССОРНАЯ ТЕХНИКА ЭКОНОМИЧНИЙ МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ЧАСТОТОМЕР А. ШАРЫПОВ, г. Владимир    Основное достоинство предлагаемого прибора — простота, сочетающаяся с экономичностью и удобством управления. Повышение экономичности достигнуто применением жидкокристаллического индикатора (ЖКИ) и узла автоматического отключения питания по прошествии определенного времени бездействия. Для удобства работы кнопки управления режимами измерений размещены с тыльной стороны индикатора и их функции отображаются на нем, т. е. путем изменения программы микроконтроллера в устройство можно вводить дополнительные возможности.

Основные технические характеристики описываемого частотомера следующие: диапазон измерения частоты — 0,1 Гц...60 МГц (реально верхняя граница выше); порог чувствительности по входному напряжению — 0,08..0,15 В (амплитудное значение); минимальное надежно фиксируемое прибором значение частоты синусоидального сигнала — 2 Гц (амплитудой 0,15 В); максимальная амплитуда входного сигнала — 3 В. Питается прибор от батареи типа "Крона" (возможно использование внешнего источника напряжением 7...16 В), потребляемый ток — 10...12 мА. Предусмотрено изменение времени измерения (0,1; 1 и 10 с), умножение показаний на 1000 (при применении внешнего делителя частоты), удержание показаний, запись одного значения частоты в энергонезависимую память и возможность последующего считывания.

Принципиальная схема частотомера изображена на рис. 1. Его основа — микроконтроллер PIC16F84A, который осуществляет счет импульсов внешнего сигнала, обработку полученных значений и вывод результатов измерения на ЖКИ. В функции микроконтроллера также входят опрос кнопок (SB1—SB4) и управление питанием прибора.


Увеличить

Включают и выключают частотомер кнопкой SB1. После подсоединения батареи питания (или подачи напряжения от внешнего источника) прибор остается в выключенном состоянии. При нажатии на кнопку SB1 напряжение питания через диод VD1 поступает на интегральный стабилизатор напряжения DA1, а с его выхода — на входной каскад (VT3), микроконтроллер DD1 и индикатор HG1. Затем на выводе 1 (RA2) микроконтроллера появляется высокий логический уровень, что приводит к открыванию транзисторов VT1 и VT2. Далее контроллер ожидает отпускания кнопки SB1 (контролируя сигнал на выводе 6). После размыкания ее контактов напряжение питания подается на вход стабилизатора DA1 через открытый транзистор VT1 и начинается измерение частоты.

Во время удержания SB1 на экране индикатора (рис. 2,а) высвечиваются надписи "ЧАСТОТОМЕР" и "ВЕРСИЯ: 1.00" (версия пришивки контроллера). При повторном нажатии на SB1 напряжение питания поступает на вывод 6 (RB0) микроконтроллера, который после этого ожидает размыкания ее контактов, и когда это произойдет, устанавливает низкий логический уровень на выводе 1 (RA2). В результате транзисторы VT1, VT2 закрываются и прибор обесточивается. Если в режиме измерения на индикаторе отображаются нулевые показания в течение примерно 3 мин, микроконтроллер устанавливает низкий логический уровень на выводе 1 (RA2), тем самым отключая себя от источника питания.

Время измерения, выбранное кнопкой SB2 (0,1; 1 или 10 с), отображается в правой части нижней строки индикатора (рис. 2,б). Цена младшего разряда — 10,1 или 0,1 Гц соответственно. При времени измерения 0,1; 1 и 10 с максимально на ЖКИ может отображаться семь, восемь или девять разрядов, т. е. максимальное отображаемое значение равно соответственно 99,999.99, 99,999.999 или 99,999.999.9 МГц.

Нажатием кнопки SB3 показания частоты умножают на 1000. Это сделано для удобства считывания показаний при использовании внешнего делителя на 1000 [1, 2]. Коэффициент умножения ("х1" или "х1000") отображается в середине нижней строки.

Чтобы удержать (зафиксировать) показания, нажимают кнопку SB4 ("Память"). При этом на ЖКИ остается значение той частоты, которое было в момент нажатия кнопки. Его можно сохранить в энергонезависимой памяти микроконтроллера, воспользовавшись кнопкой SB2, функция которой в этом случае — "Запомнить" (рис. 2, в). Прежнее значение при этом теряется. Если необходимо считать частоту из памяти, нажимают на SB3 (ее новая функция — "Считать"). Для выхода из режима работы с памятью используют кнопку SB4 (новая функция — "Выход"). В режиме работы с памятью частотомер автоматически выключается примерно через 3 мин после нажатия на любую кнопку независимо от показаний индикатора. После выключения питания в энергонезависимой памяти сохраняются последние параметры измерения (время измерения и множитель).

В качестве VT1, VT2 в приборе можно применить любые транзисторы указанных на схеме серий. Стабилизатор КР1157ЕН502А заменим на 78L05, LM2931Z (при использовании последнего нижняя граница напряжения питания снизится до 5,5 В, а потребляемый ток уменьшится на 2 мА).

ЖКИ должен иметь встроенный контроллер с системой команд, совместимой с командами контроллера HD44780, и русские символы в таблице знакогенератора (практически все знакосинтези-рующие ЖКИ удовлетворяют этому условию). Пригодны, например, индикаторы DV-16210, DV-16230, DV-16236, DV-16244, DV-16252 (DataVision), ITM-1602 (Intech), PC-1602 (PowerTip).

Коды "прошивки" микроконтроллера в НЕХ-формате приведены в таблице, исходный текст программы желающие найдут на ftp-сервере редакции в Интернете (ftp://ftp.radio.ru/pub2002/10/sharyp>).


Увеличить

Калибруют частотомер по образцовому генератору с помощью подстроенного конденсатора С10. Подбором резистора R5 добиваются максимальной чувствительности прибора по напряжению. Контрастность выводимых показаний индикатоpa регулируют подбором резистора R11.

Если функции автоматического выключения питания и управления питанием одной кнопкой не нужны, прибор можно упростить, исключив транзисторы VT1, VT2, диод VD1, резисторы R1, R3, R4, R7, R8, R10 и кнопку SB1. Вывод 6 микроконтроллера в этом случае соединяют с общим проводом, а напряжение питания подают непосредственно на вход DA1.

ЛИТЕРАТУРА
1. Слинченков А. Усовершенствование предварительного делителя частоты. — Радио, 1999, ╧ 10, с. 29.
2. Жук В. Делитель частоты на диапазон 1 ...5 ГГц. — Радио, 2001, ╧ 12, с. 28, 29.

Вернуться к содержанию журнала "Радио" 10 номер 2002 год







Рекомендуемый контент




Copyright © 2010-2017 housea.ru. Контакты: info@housea.ru При использовании материалов веб-сайта Домашнее Радио, гиперссылка на источник обязательна.