Как работает частотомер на PIC16F628A. Какие компоненты входят в комплект. Как собрать и настроить устройство. Каковы основные характеристики и функции частотомера. Как измерять частоту и использовать смещение.
Обзор комплекта частотомера на 50 МГц
Комплект частотомера на основе микроконтроллера PIC16F628A позволяет измерять частоты до 50 МГц с чувствительностью 75 мВ. Устройство состоит из двух печатных плат — основной платы с электроникой и платы с дисплеем. Основные характеристики:
- Диапазон измерения: 1 Гц — 50 МГц
- Разрешение: 4-5 цифр
- Входной импеданс: 1,1 МОм
- Чувствительность: 20-75 мВ в зависимости от частоты
- Питание: 7-9 В постоянного тока
- Автоматический выбор диапазона и времени измерения
Принцип работы и схемотехника частотомера
Схема частотомера состоит из следующих основных блоков:
- Блок питания на стабилизаторе LM1117-5V для получения 5 В
- Входной усилитель на полевом транзисторе и биполярном транзисторе
- Микроконтроллер PIC16F628A, выполняющий измерение и управление
- Схема управления светодиодным дисплеем
Входной сигнал поступает через защитный делитель на затвор полевого транзистора, работающего как истоковый повторитель. Далее сигнал усиливается каскадом на биполярном транзисторе и подается на вход микроконтроллера. PIC16F628A измеряет частоту и управляет отображением на светодиодном дисплее.
Сборка и настройка частотомера
Сборка устройства включает следующие основные этапы:
- Монтаж компонентов на основную плату согласно схеме
- Пайка дисплея и разъема на плату индикации
- Соединение двух плат между собой
- Настройка с помощью подстроечного конденсатора
Особое внимание нужно обратить на правильную установку диодов, электролитических конденсаторов и микросхем. Для калибровки частотомера используется подстроечный конденсатор, позволяющий точно настроить частоту кварцевого генератора.
Функциональные возможности и режимы работы
Частотомер имеет следующие основные режимы работы:
- Измерение частоты входного сигнала
- Добавление/вычитание смещения частоты
- Выбор предустановленных значений промежуточной частоты
- Режим энергосбережения
Управление осуществляется с помощью двух кнопок — включения питания и программирования. Прибор автоматически выбирает оптимальный диапазон измерения и время стробирования.
Применение частотомера для измерения частоты настройки приемников
Частотомер можно использовать для измерения частоты гетеродина супергетеродинных приемников. Для этого предусмотрена функция добавления/вычитания промежуточной частоты. Это позволяет напрямую измерять частоту настройки радиоприемника, подключив частотомер к выходу гетеродина.
Технические характеристики и возможности улучшения
Основные технические характеристики устройства:
- Максимальная частота: 50 МГц
- Чувствительность: от 20 мВ на низких частотах до 75 мВ на 50 МГц
- Входное сопротивление: 1,1 МОм
- Разрешение: до 5 знаков
Возможные улучшения схемы:
- Увеличение максимальной частоты с помощью предделителя
- Повышение чувствительности входного усилителя
- Добавление интерфейса для подключения к компьютеру
Программирование и калибровка частотомера
Программирование режимов работы осуществляется с помощью кнопки PROG. Доступны следующие основные функции:
- Включение/выключение режима энергосбережения
- Добавление/вычитание смещения частоты
- Выбор значения промежуточной частоты
- Сброс смещения частоты
Калибровка точности измерения выполняется с помощью подстроечного конденсатора, позволяющего точно настроить частоту кварцевого генератора 20 МГц. Для калибровки необходим эталонный источник частоты.
Достоинства и недостатки данной конструкции частотомера
Основные достоинства частотомера:
- Простота конструкции и доступность компонентов
- Широкий диапазон измеряемых частот
- Наличие функции измерения с учетом ПЧ
- Автоматический выбор диапазона
Недостатки устройства:
- Ограничение по максимальной частоте 50 МГц
- Отсутствие интерфейса для подключения к ПК
- Невысокая точность без дополнительной калибровки
Несмотря на некоторые ограничения, данный частотомер является хорошим выбором для радиолюбителей и может быть использован в различных измерительных задачах.
Простой частотомер 100 МГц на микроконтроллере PIC16F628. Схема
Главная » Измерение » Простой частотомер 100 МГц на микроконтроллере PIC16F628. Схема
в Измерение, Микроконтроллеры 0 4,265 Просмотров
Превратить PIC микроконтроллер среднего уровня в частотомер довольно просто. Микроконтроллер обеспечивает измерение частоты до 50 МГц, которая может быть увеличена путем добавления предделителя.
Тестер транзисторов / ESR-метр / генератор
Многофункциональный прибор для проверки транзисторов, диодов, тиристоров…
Подробнее
Имелось в наличии несколько триггеров 74AS74, которые разогнали частотомер до более чем 100 МГц, что фактически является максимальной частотой данной версии.
На изображении выше показан прототип, подсчитывающий частоту генератора с частотой 24 МГц, который смутно виден на заднем плане. Файлы Eagle (плата и схема) и исходный код на C данного частотомера можно скачать в конце данной статьи.
Микроконтроллер PIC16F628 работает на тактовой частоте 5 МГц, которая также является частотой дискретизации входного сигнала.
Для таймера TMR0 вывод RA4 используется как вход счетчика. Настраиваемое предварительное масштабирование выполняется перед дискретизацией, поэтому можно использовать полные 50 МГц. Этот небольшой программный трюк необходим, чтобы иметь возможность считывать значение счетчика в предварительном делителе: в случае соотношения 1: 256 внутри сохраняется полный байт точности.
Счетчик запускается и останавливается, делая вывод RA3 высоким или низким. Этот вывод подключен к входу CLR последнего триггера. Программное обеспечение PIC подсчитывает переполнения TMR0. Вместе с самим регистром TMR0 и значением, удерживаемым прескалером дает в общей сложности 24 бита значения счетчика. Фактическая точность ограничена только самими часами PIC, то есть точностью интервала счета. Это может быть настроено в SW, например, путем вставки инструкций NOP.
Блок питания 0.
..30 В / 3A
Набор для сборки регулируемого блока питания…
Подробнее
Сама схема частотомер довольно проста. Порт B микроконтроллера используется для управления 7-сегментным индикатором с точкой. Сами цифры мультиплексируются с помощью 8 канального мультиплексора CD4051, который управляется выводами микроконтроллера RA0…2. Таким образом, младшие 3 бита
В прототипе применен 7-сегментный индикатор Kingbright с общим катодом, поэтому вход X CD4051 подключен к земле. Для обычных анодных дисплеев это должно быть Vcc, и необходимо соответственно изменить кодировку цифр.
Входной сигнал буферизуется транзистором J310 и смещается до уровня, приемлемого для 74AS74. Сам триггер делит сигнал на 4, поэтому интервал счета должен быть в 4 раза длиннее, чтобы получить правильное значение. Было выбрано 40 мсек, чтобы получить максимальную частоту 100 МГц с наименьшей значащей цифрой 100 Гц.
Программное обеспечение имеет автоматическое масштабирование, а затем счет делится на часть масштабирования в 4 мсек, а затем на интервал счета, который зависит от определенного масштаба. Наименьшая значащая цифра в 1 Гц потребует интервала 4 секунды.
Дизайн печатной платы сделан в Eagle. Данный прототип был построен на двух печатных платах.
Скачать файлы проекта (45,4 KiB, скачано: 492)
Источник
Портативный паяльник TS80P
TS80P- это обновленная версия паяльника TS80 Smart, работающий от USB…
Подробнее
PIC16f628Частотомер 2021-01-09
С тегами: PIC16f628 Частотомер
Простой частотомер на PIC16F628A. Измеряет до 920-930 кГц.
Оцените материал
- 1
- 2
- 3
- 4
- 5
(98 голосов)
Простой частотомер на PIC16F628A.
Некоторое время назад я сделал аудио генератор со счетчиком частоты, который работал очень хорошо, но я продал его, и теперь я делаю новый. Здесь я покажу модуль частотомера, который я сделал для проекта.
Поскольку у меня есть программатор PIC, этот проект разработан на микроконтроллере PIC. Как обычно, я искал вдохновения в интернете. Первоначальная идея пришла от проекта: счетчик частоты ЛКД. Я хотел использовать 7-сегментный светодиодный дисплей, а не ЖК-дисплей.
Прежде всего, я хотел, чтобы микроконтроллер PIC делал всю работу без каких-либо дополнительных микросхем. Также я хотел использовать знакомый PIC16F628A, но поскольку один из выводов port A (RA5) может использоваться только в качестве входа, мне не хватало выходов для выполнения этой работы. Для управления 6-значным 7-сегментным мультиплексированным дисплеем требуется 7 + 6 = 13 выходов. 16F628A имеет 16 выводов ввода-вывода, два из которых используются для кварцевого генератора, один-для ввода сигнала, а другой может использоваться только для ввода, что оставляет нам только 12 полезных выводов ввода-вывода.
Вот окончательная схема:
7-сегментные дисплеи, используемые здесь, являются 3-разрядным мультиплексированным c общим катодом (BC56-12SRWA). Цифры 2..5 включаются, когда соответствующие контакты установлены 0. Когда все эти контакты установлены в 1, транзистор Q1 открывается и включает первую цифру. Ток для каждого этапа около 6-7mA.
Я должен упомянуть, что ток на контактах, подключенных к общим катодам теоретически могут просаживаться до 50 мА, если все сегменты включены (7x7mA). Это намного выше максимальных спецификаций микроконтроллера. Но так как каждая цифра включается на очень короткий момент Я думаю, что это безопасно. Вообщем схема потребляет около 30-40mA в среднем, и микроконтроллер не нагревается вообще, так что все кажется в порядке.
Микроконтроллер использует свой внутренний генератор 4MHz для часов C.
P. U. Timer1 использует внешний кварцевый генератор с частотой 32768Hz для установки 1 второго временного интервала. Timer0 используется для подсчета входного сигнала на выводе RA4. И, наконец, Timer2 используется для обновления цифр.
При входном сигнале прямоугольной формы 5Vpp нет никаких предусилителей или буфера в усилителе.
Счетчик может измерять до 920-930 кГц, что более чем достаточно для моего проекта. Причина, по которой он не может измерять частоту больше, заключается в том, что увеличение количества цифр требует много циклов процессора. Я полагаю, что код программы может быть оптимизирован или даже написан на ассемблере, и тогда счетчик может достигать 999999 Гц.
Кварц на 32768Hz продаются в двух размерах: 2x6mm и 3x8mm. я рекомендую 2x6mm, потому что он идеально подходит под левым дисплеем. Другой размер также может быть использован, но он немного поднимет левый дисплей.
В любом случае, это готовый модуль:
Итак, если у кого-то есть жгучее желание самому протестировать этот проект, вот файлы проекта: Скачать архив
Используйте их на свой страх и риск!
Печатная плата в архиве немного отличается от изображений выше, потому что я сделал некоторые оптимизации.
Уточненный PCB, Различный регулятор напряжения тока, немножко уменьшена плата. Архив включает в себя файлы Eagle, HEX и C-файл, а также сжатые файлы Gerber: версия 2
Последнее от Admin
- Лабораторный блок питания 30V 3A
Другие материалы в этой категории: « Приставка для измерения индуктивности
Добавить комментарий
Наверх
Прежде всего, я хотел, чтобы микроконтроллер PIC выполнял всю работу без каких-либо дополнительных микросхем. Также я хотел использовать знакомый 16F628A, но поскольку один из контактов порта A (RA5) можно использовать только как вход, мне не хватило выходов для выполнения этой работы. Для управления 6-разрядным 7-сегментным мультиплексным дисплеем требуется 7 + 6 = 13 выходов.
16F628A имеет 16 выводов ввода-вывода, два из которых используются для кварцевого генератора, , один для ввода сигнала, а другой может использоваться только для ввода, , что оставляет нам только 12 полезных выводов ввода-вывода. булавки. Решение состояло в том, чтобы управлять одним из общих катодов транзистором, который открывается, когда все остальные разряды выключены. Используемые здесь 7-сегментные дисплеи мультиплексированы по 3 цифрам тип с общим катодом (BC56-12SRWA). Цифры 2..5 включаются, когда соответствующие контакты имеют низкий уровень. Когда все эти контакты имеют высокий уровень, транзистор Q1 открывается и включает первую цифру. Ток для каждого сегмента около 6-7мА. Должен отметить, что выводы, подключенные к общим катодам, теоретически могут проседать до 50 мА, если горят все сегменты (7×7 мА).
Это намного выше максимальных характеристик микроконтроллера. Но поскольку каждая цифра включается на очень короткое время, я думаю, что это безопасно. Вся схема потребляет в среднем около 30-40 мА и микроконтроллер вообще не греется, так что вроде все в порядке. Микроконтроллер использует свой внутренний генератор 4 МГц для тактирования ЦП. Таймер 1 использует внешний кварцевый генератор с частотой 32768 Гц для установки временного интервала в 1 секунду. Таймер 0 используется для подсчета входного сигнала на контакте RA4. И, наконец, Timer2 используется для циклического воспроизведения и обновления цифр. Поскольку входной сигнал будет прямоугольным 5Vpp, на передней панели нет предусилителя или буфера. Счетчик может измерять до 920-930 кГц, что более чем достаточно для моего проекта.
Причина, по которой он не может подняться выше, заключается в том, что все эти цифры потребляет много циклов процессора. Я полагаю, программный код можно оптимизировать или даже написать на ассемблере и тогда счетчик может достигать 999999 Гц. Кристаллы для 32768 Гц продаются в двух размерах: 2×6 мм и 3×8 мм. Я рекомендую 2×6 мм, потому что он идеально помещается под левым дисплеем. Можно использовать и другой размер, но он немного приподнимет левый дисплей. Протестированный комплект частотомера 50 МГц
(Опубликовано 08.02.2022)
С помощью этого комплекта стоимостью 15,00 евро вы можете измерять частоты до 50 МГц с чувствительностью 75 мВ (среднеквадратичное значение). Добавляя или вычитая промежуточную частоту из измерения, вы можете измерить частоту принимаемой радиостанции. |
Знакомство с комплектом частотомера 50 МГц
Производитель, поставщики, цена
Согласно информации на печатной плате, этот комплект разработан « EZM Electronics Studio ». Однако иногда упоминается « ECM Electronics Studio ». Судя по всему, у этой компании нет своего сайта. Набор оказался очень популярным, и его можно приобрести как минимум у дюжины поставщиков через известные интернет-каналы, такие как Banggood и AliExpress. Однако следует иметь в виду, что в обращении находятся различные версии, отличающиеся друг от друга в деталях. Например, есть версия, в которой дисплей состоит из трех семисегментных индикаторов, и другая версия, в которой только один индикатор отображает пять цифр.
Мы купили посылку с номером заказа 19.16.521 на Banggood по цене 13,48 евро. Различные поставщики, по-видимому, предлагают пакет дешевле через AliExpress, но тогда вам придется рассчитывать на довольно высокую стоимость доставки, в результате чего общая сумма составляет около 17,00 евро.
Кредиты
Как это часто бывает с китайскими комплектами, схема была скопирована из более ранней разработки. По словам одного из наших читателей, этот комплект (и многие другие подобные частотомеры от AliExpress/Banggood) используют код Вольфганга ‘Wolf’ Büscher, DL4YHF в запрограммированном PIC. Оригинал находится по адресу:
➡ Частотомер с PIC и минимальным аппаратным обеспечением
Что может делать этот частотомер на 50 МГц?
Сначала, конечно, измерьте и отобразите частоту сигнала, который вы подключаете к входу BNC. Устройство имеет указанную чувствительность 20 мВ для сигналов с частотами от 1 Гц до 100 кГц. При 50 МГц, максимальной гарантированной измеряемой частоте, чувствительность снижается до 75 мВ. Это, конечно, очень хорошие значения, но мы проверим их после сборки нашего комплекта.
Во-вторых, с помощью этого прибора можно в цифровом виде измерить частоту, на которую настроен супергетеродинный приемник.
Это может потребовать некоторых пояснений, которые вы найдете в следующем разделе.
Измерение частоты настройки супергетеродинного приемника
Аналоговые радиопередачи в диапазонах частот длинных, средних и коротких волн всегда принимаются так называемыми супергетеродинными приемниками. Супергетеродинный радиоприемник, называемый для краткости супергетеродинным, представляет собой устройство, в котором сигнал передатчика смешивается с синусоидальным сигналом, генерируемым локальным генератором (VFO). Частоту этого генератора можно изменять, поворачивая ручку настройки приемника. Это смешивание производит сигналы с суммарной и разностной частотами обоих сигналов. Эти сигналы подаются на усилитель промежуточной частоты, который имеет очень узкую полосу пропускания в районе определенной ПЧ промежуточной частоты.
Пример. Промежуточная частота конкретного супергетера составляет 10,7 МГц. Гетеродин настроен на 100 МГц. Только станция, вещающая на несущей 89,3 МГц, будет генерировать разностный сигнал с частотой 10,7 МГц.
Все остальные передатчики генерируют другие дифференциальные частоты и не усиливаются усилителем промежуточной частоты и, следовательно, не принимаются.
Если вы хотите узнать частоту принимаемой станции, достаточно измерить частоту гетеродина и вычесть из нее промежуточную частоту. Программное обеспечение этого частотомера на 50 МГц имеет возможность выполнять эту операцию автоматически, что позволяет использовать этот прибор в качестве цифрового индикатора частоты настройки любого супергетеродинного приемника (в пределах диапазона измерения прибора 50 МГц, разумеется).
В памяти сохранено пять часто используемых промежуточных частот. Все, что вам нужно сделать, это соединить вход измерителя с выходом гетеродина и установить смещение на промежуточную частоту приемника.
Результат сборки этого набора
На фото ниже показано, как выглядит результат этого набора. Частотомер смонтирован на плате размером 80 мм на 63 мм.
На эту плату монтируется вторая плата размером 80 мм на 35 мм. На этой плате есть только дисплей. В правом нижнем углу первой печатной платы вы видите разъем BNC для входного сигнала. Слева находится разъем питания для подключения печатной платы к напряжению питания от 7,0 до 9 В постоянного тока.0,0 В постоянного тока. Схема имеет всего две кнопки управления. Слева вы видите кнопку ВКЛ/ВЫКЛ. Справа находится небольшая кнопка PROG, с помощью которой вы программируете счетчик.
Д. ~ 9,0 В.Д.0129 ДА 
плату до 5 В постоянного тока. Делается это микросхемой LM1117-5V, см. схему ниже.
Простая, но эффективная защита цепи! Чтобы также емкостно сбалансировать делитель напряжения R10-R11, к резистору R10 приложен небольшой конденсатор C2. 
Сердцем этой схемы является микроконтроллер PIC16F628A (U1). Входной сигнал подается на вход RA4. Выходы RB управляют сегментами дисплея, выходы RA – цифрами. Поскольку у PIC16F628A всего шесть контактов RA, и все шесть используются, пришлось что-то изобретать для управления пятым дисплеем. Отсюда схема вокруг Q1, которая переключает пятый дисплей Dig5 на землю только тогда, когда четыре сигнала на RA0, RA1, RA2 и RA3 равны «H». Затем три диода блокируют, а резистор R9переводит транзистор Q1 в состояние проводимости. 
Если с вашим комплектом это не так, отрегулируйте номинал R13 до нужного значения.
фото ниже.
(мигает десятичная точка) 
Таким образом гарантируется точность и стабильность частоты в пределах ±1/10 000 000 частей.
