Самодельный частотомер из калькулятора. Как сделать частотомер из калькулятора своими руками: пошаговая инструкция

Как переделать старый калькулятор в частотомер. Какие детали понадобятся для создания частотомера из калькулятора. Какие модификации нужно внести в схему калькулятора. Как настроить и откалибровать самодельный частотомер. На что обратить внимание при сборке частотомера из калькулятора.

Принцип работы частотомера из калькулятора

Частотомер — это прибор для измерения частоты электрических колебаний. Основной принцип работы частотомера заключается в подсчете количества импульсов входного сигнала за фиксированный интервал времени. Калькулятор уже содержит большую часть необходимых для этого компонентов:

• Микроконтроллер или микропроцессор для обработки данных
• Кварцевый генератор для точного отсчета времени
• Цифровой дисплей для отображения результата
• Клавиатуру для управления

Для превращения калькулятора в частотомер необходимо добавить входной усилитель-формирователь импульсов и изменить программу микроконтроллера. Рассмотрим основные этапы создания частотомера из калькулятора.

Необходимые компоненты для сборки частотомера

Для создания частотомера из калькулятора потребуются следующие компоненты:

• Старый электронный калькулятор
• Входной усилитель-формирователь на микросхеме КР1064 или аналогичной
• Кварцевый резонатор на частоту 1-4 МГц
• Несколько резисторов и конденсаторов
• Коммутационные разъемы и провода

Важно выбрать калькулятор с достаточно мощным микроконтроллером, способным работать на частоте не менее 1 МГц. Подойдут многие модели инженерных калькуляторов.

Модификация схемы калькулятора

Основные изменения в схеме калькулятора заключаются в следующем:

1. Подключение входного усилителя-формирователя к свободному входу микроконтроллера
2. Замена внутреннего генератора калькулятора на более точный кварцевый резонатор
3. Отключение неиспользуемых узлов (например, клавиатуры) для экономии ресурсов процессора

Важно аккуратно выполнить все соединения, используя тонкий паяльник и микросхемные провода. После модификации схемы необходимо перепрограммировать микроконтроллер калькулятора.

Программирование микроконтроллера частотомера

Для превращения калькулятора в частотомер требуется написать новую управляющую программу. Основные функции программы:

• Подсчет входных импульсов за фиксированный интервал времени (обычно 1 секунду)
• Пересчет количества импульсов в значение частоты
• Вывод результата измерения на дисплей
• Обработка нажатий кнопок для управления режимами работы

Программу можно написать на языке ассемблера или Си, в зависимости от модели микроконтроллера. Для прошивки потребуется программатор, совместимый с используемым контроллером.

Калибровка и настройка частотомера

После сборки и программирования частотомер необходимо откалибровать для обеспечения точности измерений. Основные этапы калибровки:

1. Настройка входного усилителя-формирователя для корректной работы во всем диапазоне частот
2. Точная подстройка частоты кварцевого генератора
3. Калибровка по эталонному источнику частоты (например, кварцевому генератору)

Для калибровки понадобится осциллограф и эталонный генератор частоты. Процесс калибровки может потребовать нескольких итераций для достижения максимальной точности.

Диапазон измерений и точность самодельного частотомера

Характеристики самодельного частотомера из калькулятора зависят от нескольких факторов:

• Быстродействия используемого микроконтроллера
• Частоты кварцевого генератора
• Качества входного усилителя-формирователя

Типичные параметры самодельного частотомера:

• Диапазон измеряемых частот: от 1 Гц до 1-10 МГц
• Погрешность измерений: 0.1-1%
• Разрешающая способность: 1 Гц

Для расширения диапазона в область более высоких частот можно использовать делитель частоты на входе. Точность измерений во многом определяется стабильностью кварцевого генератора.

Возможные проблемы при сборке частотомера

При создании частотомера из калькулятора могут возникнуть следующие сложности:

• Недостаточное быстродействие микроконтроллера для точного подсчета импульсов
• Наводки и помехи во входных цепях, приводящие к ложным срабатываниям
• Нестабильность частоты кварцевого генератора из-за температурных изменений
• Сложности с программированием микроконтроллера калькулятора

Большинство проблем решается тщательным подбором компонентов, экранированием входных цепей и аккуратной сборкой устройства. При необходимости можно заменить микроконтроллер калькулятора на более производительный.

Как сделать частотомер из калькулятора

Категория схемы: Телефония. Категория схемы: Разные схемы. Категория схемы: Цифровая техника. Категория схемы: Радиопередатчики, радиостанции. Категория схемы: Акустика и Звук. Категория схемы: Бытовая электроника.

Поиск данных по Вашему запросу:

Схемы, справочники, даташиты:

Прайс-листы, цены:

Обсуждения, статьи, мануалы:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.

По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам.

Содержание:

• Форум самодельщиков: Старый калькулятор — Форум самодельщиков
• Частотомер на 1830ВЕ31 (80С31)
• Электрические схемы бесплатно. Схема частотомера из калькулятора, журнал радио
• roboforum.
  ru
• Частотомер из приемника
• Простой частотомер из китайского приемника
• Недорогой частотомер на MSP430
• Частотомеры
• Частотомер

ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: металоискатель по принцыпу частотомера

Форум самодельщиков: Старый калькулятор — Форум самодельщиков

Группа: Модераторы. Сообщений: Статус: Offline. Группа: Проверенные. Сообщение отредактировал доцент2 — Чт, И с чего вы взяли, что 18ф может считать 78Мгц.

Прикрепления: Сообщение отредактировал доцент2 — Пт, Цитата доцент2.

А почему задержка именно мс, а не мс? Если не затруднит помогите с написанием задержек на 1с, 0,1, 0, Прикрепления: delay.

А зачем? В этом случае результат на экране выглядит так А почему нельзя использовать переменную типа Word для подсчета переполнений? Считает нормально. Только частоту 78МГц уже берет с ошибкой долж но быть Вот тут наверное и нужна задержка в 10мсек. Я что то не пойму, пару постов считало у вас нормально, а сейчас нет??? Сообщение отредактировал доцент2 — Сб, Форум Picbasic. Дата: Чт, Там задержка точно 2 машинных циклов.

Смотрите свое железо. Может кварц подстроить? Я тестировал в протеусе, но он к сожалению, у меня, работает только до 10М. При 10М ошибка в 5Гц.! Меня все время преследуют умные мысли В киношке все замечательно.

Я в прошлом году крышу на даче менял. Перед этим ролик посмотрел, мужики за 15 минут все сделали. В реальности у меня ушло два дня с помошником. В железе смотреть то нечего. Все на макетке собрано без всяких лишних приблуд.

Да и погрешность уж слишком большая 1,2МГц при частоте на входе Тут подстройка кварца врядли поможет. Кварц МК выдает 10МГц, проверял через цифровой осциллограф.

Пока ума не приложу где копать!? У вас входная цепь такая же как в приборе на 16ф84? И с чего вы взяли, что 18ф может считать 78Мгц? Где об этом написано. Я найти не могу. И еще, если в протеусе все считает нормально, то значит в програмной части все в норме. Дата: Пт, Но ведь считает. Прошу прощения как говориться сам дурак , забыл отключить прерывание по переполнению. Сейчас с Вашим блоком картинка следующая: при Если не затруднит помогите с написанием задержек на 1с, 0,1, 0,01 Прикрепления: Цитата доцент2 А почему задержка именно мс, а не мс?

Так было в частотомере Буевского, исходник которого я прикреплял. Цитата доцент2 Если не затруднит помогите с написанием задержек на 1с, 0,1, 0,01 Посмотрю. Написал задержки мс и мс. Я думаю, что оно не нужно.

Учтите, что при мс, слишком высокую частоту подавать нельзя, будет переполнение переменной TMR1perep. Только частоту 78МГц уже берет с ошибкой должно быть Дата: Сб, Цитата доцент2 А зачем?

При вашем варианте мы теряем герцы. Например, возьмем время измерения мс и частоту 8 Гц. Цитата доцент2 А почему нельзя использовать переменную типа Word для подсчета переполнений? Потому, что на ассемблере нету переменных типа word и при досчете переменной типа word до она перейдет на 0, а не на !

Цитата доцент2 Считает нормально. Цитата доцент2 Вот тут наверное и нужна задержка в 10мсек. Что бы переполнить регистр больше при времени измерения мс нужно подать частоту МГц Меня все время преследуют умные мысли На мс считало нормально 78МГц с небольшой погрешностью, при И еще вопрос, а можно в задержке 1сек учесть количество переполнений более ?

Нужно точно знать сколько вход контроллера может. Может он не может такие частоты нормально считать? Потому и выходит такая бяка. При времени измерения мс, я думаю что можно сделать счет переполнений больше Но тут нужно заводить две байтовые переменные и городить код, что голову сломаешь. Почитал я сейчас даташит на 18ф и если я правильно понял, то максимальный период для таймера 1 в асинхронном режиме 60нс.

Для таймера 0 — 20нс с предделителем и 40нс без. Что явно до 70 МГц не дотягивает. До этого он как то считал. Может действительно переменной кол-ва переполнений не хватает. Или попробовать задержку на 10мсек поставить. Посмотреть, что получиться. Возмите, наконец, протеус и отладьте там, и все увидете.

При частоте 78МГц показывает переполнений и таймер насчитывает Конечно есть погрешность при Хотел сам попробовать написать задержку для 10сек на пробу. Но посмотреть эти самые циклы во время выполнения задержки, но не вышло.

У меня эти циклы считаются в протеусе до бесконечности. Как определить их кол-во во время задержки? Давно я этот протеус в руках не держал Надо как то измудриться и ввести еще одну переменную в задержку 1 сек, что бы весь диапазон считал. Дата: Вс, Берем калькулятор и все считаем. Откройте даташит на контроллер, посмотрите в електрических характеристиках тайминги для таймеров.

Даташит есть на русском. Для експеримента переставьте измерение на таймер 0 в ти битном режиме.

Частотомер на 1830ВЕ31 (80С31)

Какими светодиодами вы чаще всего пользуетесь? Микрокалькулятор цифровой дисплей. Назад Вперед. Все обсуждения.

зызы.. Вот только у вас это НЕ «Индикатор из старого калькулятора «. . Частотомер сделать — так лежат в тумбочке LED-индикаторы с.

Электрические схемы бесплатно. Схема частотомера из калькулятора, журнал радио

Электрические схемы » Все права защищены, при перепечатке активная ссылка на эту статью Схема частотомера из калькулятора, журнал радио обязательна. Главная Прислать схему Контакты О нас. Где вы берёте радиодетали для Ваших схем? Покупаю в радиомагазине. Каталог электрических схем Схема частотомера из калькулятора, журнал радио. Для схемы «Трубка радиотелефона VER 2. При настройке радиотелефона, описанного в [1], возникли проблемы с поиском недорогого корпуса трубки.

roboforum.ru

Счетчик делитель на 8!!!!! Входной делитель необходим для согласования уровней сигнала. Советую схему с делителем собрать в виде выносного щупа и хорошо заэкранировать. Произведя отсчёт, умножаем показание частотомера на восемь, — это измеряемая частота. Если Вам надоест производить расчёты на калькуляторе или на бумаге: -предлагаю несложную доработку частотомера.

By kotenok , April 17, in Начинающим. Давно валяется старинный калькулятор.

Частотомер из приемника

В то время микроконтроллеры и компьютеры еще только начинали входить в нашу жизнь. Однако технические решения, заложенные в частотомер оказались настолько удачными, что в последующие годы послужили основой для нескольких разработок аналогичного назначения, а данный прибор даже выпускался каким-то кооперативом в виде радионабора правда я об этом узнал много лет спустя и совершенно случайно. У многих радиолюбителей этот частотомер исправно служит до сих пор, его технические параметры ничуть не уступают многим, более поздним разработкам. Первый, упрощенный, вариант прибора был опубликован в журнале «Радиолюбитель» 11 за г. После публикации я получил массу откликов, среди которых практически не было нареканий на качество работы прибора и трудности с наладкой.

Простой частотомер из китайского приемника

Схема самодельного частотомера без входного узла, выполненный на микроконтроллере AT-tiny и жидкокристаллическом дисплее DV Схема с минимальным набором навесных элементов. Модуль предназначен для встраивания в лабораторные генераторы, а так же для построения на его основе частотомера Сейчас радиолюбителям стала доступна зарубежная элементная база, а, подчас, она бывает даже доступнее отечественной. Вот пример, — искал счетчики КИЕ4 чтобы сделать

Принципиальные схемы самодельных частотомеров, устройства для измерений и настройки Вот пример, — искал счетчики КИЕ4 чтобы сделать.

Недорогой частотомер на MSP430

Вернуться в Электроника, электротехника. Сейчас этот форум просматривают: Google [Bot] и гости: 0. ЖК экранчик от калькулятора, экран калькулятора. Резисторы, транзисторы, конденсаторы, микросборки, чип компоненты

Частотомеры

ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Частотомер до 50МГц своими all-audio. pro одной микросхеме 74hc4060.+мультиметр.

Сейчас этот форум просматривают: Google [Bot] и гости: 1. В этом форуме обсуждаются статьи напечатанные в журнале «Радио». Нам кавычка не помеха. Вот только комплектующие, неизвестно, что удастся раздобыть.

Частотомер имеет диапазон измеряемых частот от Гц до кГц. Схема весьма проста и не содержит дорогостоящих элементов.

Частотомер

Перейти к содержимому. Пройдя короткую регистрацию , вы сможете создавать и комментировать темы, зарабатывать репутацию, отправлять личные сообщения и многое другое! Отправлено 22 May — Диман4ег 22 May — писал:. Кросс 22 May — писал:. Имахара 22 May — писал:. Отправлено 23 May —

С КИЕ4 её роднит только функциональный состав, и то не во всем. HCFBEY содержит десятичный счетчик и дешифратор для работы на светодиодный семисегментный индикатор с общим катодом. Входные импульсы нужно подавать на вход С выв.

Частотомер на CPLD

Хочу в очередной раз поделиться своей разработкой. На этот раз — частотомер. Не самое бесполезное устройство для радиолюбителя, особенно для любителей цифровой электроники. 

В сети много подобных устройств на разнообразной элементной базе: чаcто попадается схема на микроконтроллере PIC, попадались схемы и на дискретной логике и многие другие. Сердцем описываемого частотомера является CPLD Altera MAX II. Довольно интересная микросхема: стоит довольно дёшево (я ухватил на Ali десяток за 12 с мелочью долларов, правда, очевидно, бывшие в употреблении, но вполне рабочие), имеет на борту 240 логических ячеек, чего вполне достаточно для простых устройств или замены кучи дискретной логики, частота работы до 200MHz, много программируемых внешних пинов. Есть и минусы — корпус TQFP100 с очень мелким шагом, не каждый сможет самостоятельно изготовить печатную плату под такой корпус, отсутствуют специализированные блоки (такие как PLL, ячейки RAM), а также необходимость в программаторе.  

Расскажу немного об основных элементах устройства. Результат измерения частоты отображается на семи сегментных светодиодных индикаторах. В конкретном приборе это два трёхразрядных индикатора с общим катодом (советские, И38А-К КО). Индикация динамическая, частота индикации 512 Гц (по 56Hz на разряд, кстати, измерена этим же частотомером), чего вполне достаточно для отображения без мерцания, хотя при желании можно изменить частоту, подправив пару строк в конфигурации. 

Так как CPLD работает от 3,3 вольт и имеет соответствующие логические уровни, в схему добавлен входной буфер на микросхеме 74LVC245 — это восьми разрядный двунаправленный буфер КМОП, который питается от 3,3 вольта, но может принимать на вход до 6 вольт.

Кроме этого в схеме присутствует минимальный набор обвязки для CPLD: кварцевый генератор, стабилизатор питания на 3,3 вольта, а также резисторы и конденсаторы. Смотрите принципиальную схему:

Схема достаточно условная, так как благодаря гибкости CPLD можно настраивать практически любой пин к необходимой части внутренней схемы (за это я очень люблю разводить платы под ПЛИС и CPLD). На этой схеме отображено подключение CPLD именно так, как на моей плате. Но при необходимости поставить другой индикатор (больше разрядов) или дополнительные кнопки или светодиоды, то они могут подключаться к любому свободному пину микросхемы (кроме пинов питания, программирования и тактирования). Также их можно менять местами как угодно. Отмечу только, что схема немного избыточна: в ней имеется четыре входа для счёта импульсов, подключенные через входной буфер — это сделано «на всякий случай» и из-за того, что жалко использовать только один буфер из восьми имеющихся в 74LVC245. Также имеются два джампера для переключения режимов индикации частоты.

Принципиальная схема довольно простая, но это только верхушка айсберга. Основная схема конфигурируется внутри CPLD. Конфигурация написана на языке Verilog HDL (это язык описания цифровых схем в текстовом виде, для тех, кто не в теме), поэтому привычной схемы в виде логических элементов, вентилей, счётчиков не будет. А для наглядности я приведу структурную схему из Quartus IDE:

На первый взгляд — набор каких то прямоугольников, соединённых проводами. Но попытаюсь объяснить: на входе CLK (который подключен к задающему кварцевому генератору) подключены два счётчика делителя опорной частоты. Далее идёт каскад из счётчиков, которые умеют считать от нуля до девяти, подключенные ко входу измерения частоты и имеют кроме счётного входа, вход сброса, вход разрешения счёта и выход переноса. К выходу каждого счётчика подключены регистры-защёлки. Каждая защёлка подключена к главному мультиплексору динамической индикации. А на его выходе стоит дешифратор семи сегментного кода. Также на этой блок-схеме на выходах разрядов индикатора добавлен блок сдвига сегментов (это необязательный блок, добавлен для удобства отображения частоты), подключенный к джамперам Jp1 и Jp2.

Принцип работы следующий: тактовая частота опорного генератора делится первым делителем до 256 Гц для формирования секундного интервала (удалось поделить 40MHz без остатка только до 512) и приблизительно до 500Гц для тактирования динамической индикации (пришлось делать по сути два делителя внутри этого модуля, так как 256Гц не достаточно для динамической индикации девяти сегментов, они очень сильно мерцают).  Затем вторым делителем опорная частота делится до 0,5 Гц. Частота 500Гц подаётся на мультиплексор динамической индикации, а 0,5Гц вместе с её инвертированным сигналом подаются на входы разрешения счёта «двоично-десятичных» счётчиков, на входы их сброса и на регистры защёлки. Сигнал для счёта импульсов (inclk) подключен к счётному входу первого десятичного счётчика (младшего разряда), остальные двоично-десятичные счётчики подключены последовательно — счётный вход следующего подключен к выводу переноса предыдущего. По низком уровню импульса в 0,5Гц каскад счётчиков начинает считать импульсы (ровно одну секунду), а по восходящему фронту частоты 0,5 Гц — результаты счёта из счётчиков записываются в регистры, а значения самих счётчиков, обнуляются. Далее значения регистров попадают в мультиплексор динамической индикации, который на своей частоте поочередно выводит значение нужного регистра на выход и поочерёдно подаёт сигналы на нужный катод индикатора. На выходе мультиплексора стоит дешифратор семи сегментного кода, который преобразует двоичное значение (4-бита) в соответствующие значения для анодов семисегментников (8-бит). Также в нём отдельно декодируется десятичная точка, которая отделяет значения «целых Мегагерц» от их дробного значения — просто, для удобного отображения. Дополнительный блок сдвига сегментов на выходе катодов индикатора «сдвигает» отображение разрядов по индикатору в зависимости от установленных джамперов на входе sw[1:0] (так как индикатор у меня шестиразрядный, а значение частоты может быть до 9 знаков — «сотни» мегагерц). Как-то так, если вкратце.

Перед изготовлением устройства в железе (в окончательном виде) я его отлаживал на макетной плате с идентичной CPLD и кучей проводков. Выглядело это так:

Отладив всё на макетке, устройство было реализовано в конечном виде:

Как всегда немножко накосячил с разводкой платы, забыл подключить три сегмента индикаторов, поэтому пришлось навешать обычных резисторов. Хорошо, что когда разводил плату, на всякий случай развёл запасные пины, вот и пригодились. Также на плате разведены несколько «не нужных» разъёмов, на которые выведены незадействованные пины, на случай других экспериментов с платой, да и жалко, что столько «добра пропадает» без толку. В том числе есть «запасной» третий джампер. Кнопка на плате — сброс CPLD, тоже — необязательная. На разъём входа измерения в том числе выведены плюс и минус на случай подключения внешнего активного щупа (в файле Sprint Layout я постарался всё подписать). В окончательной версии платы все ошибки исправлены.

Работать с частотомером очень просто: подаём питание, подключаем «минусовой» щуп на землю устройства, где будем измерять частоту и ставим «плюсовой» щуп в нужную точку платы. Ничего сложного, практически никаких настроек, кроме двух джамперов. Джамперы работают следующим образом: при разомкнутых обоих джамперах отображается значение частоты с 9 по 4 десятичный разряд (т.е. сотни мегагерц, обрезается три последних знака сотен герц), если установлена перемычка на Jp1 — отображаются разряды с 8 по 3, при установленном Jp2 отображаются разряды с 7 по 2, и при установленных Jp1 и Jp2 отображаются шесть младших разрядов. При этом точка, отделяющая мегагерцы от их дробных значений тоже сдвигается, соответственно при установленных обоих джамперах точки нет. Джамперы можно менять на лету, это абсолютно не влияет на измерение частоты, только меняет её отображение на индикаторе. 

Так как генератора сигналов или генератора частоты у меня нет, для проверки работы я использовал макетную плату с FPGA Altera Cyclone 4 (на Алиэкспресс), на этой плате с помощью встроенных модулей PLL можно синтезировать разнообразные частоты, как низкие, так и высокие. Внешний вид платы:

Так как у моей CPLD по документации максимальная частота работы до 200MHz, да и у входного буфера на LVC245 тоже есть своя максимальная частота, то логично предположить, что это будет максимальная частота измерения частотомера. Забегая вперёд, скажу, я проверил частоты до 400MHz, которые я синтезировал на ПЛИС. Сигналы были, естественно, прямоугольной формы. И он с ними справился! Измерения были достаточно стабильными.

125KHz:

1MHz (обратите внимание на джамперы и десятичную точку на индикаторе):

25MHz:

400MHz:

Отмечу, что фото работы делались на промежуточном этапе отладки устройства. Поэтому можно заметить большую погрешность измерения. Она связана с тем, что изначально проект частотомера я писал для ПЛИС (той, которая изображена на фото выше, кстати, на фото на ней сконфигурирован этот проект) и пытался его адаптировать «в лоб» для CPLD. А в ПЛИС в отличие от CPLD имеются модули PLL. На PLL я синтезировал частоту часового кварца 32768Гц и её я делил до 0,5Гц. На CPLD такого модуля нет. И я пытался получить эту частоту простым делением. Погрешность получалась примерно 0,025%.

Потом я немного поработал с калькулятором и нашел нужное целое кратное 8 значение до которого делится 40 мегагерц кварцевого генератора — это значение 512. Таким образом при инвертировании одного регистра 512 раз в секунду получилась частота 256Гц, из которой делением простым двоичным счётчиком можно получить «эталонную» секундную задержку. Таким образом точность измерения зависит только от точности опорной частоты кварцевого генератора. Что доказывается измерением  частоты генератора на «самом себе» — результат получился ровно 40,000,000 Гц.

Напоследок хочу сказать, что устройство, конечно, не претендует на звание «супер сложного» или «незаменимого», но его разработка и наладка принесла мне массу положительных эмоций. Считаю, время потрачено не зря. А для желающих повторить устройство — это отличный способ присоединиться к любителям ПЛИС, если до этого не работали с ними. Работать с ними очень интересно. 

Как всегда, делюсь всеми файлами устройства: плата в Sprint Layout, проект в Quartus Prime, файл прошивки. На плате в Sprint все элементы подписаны или на «маске», или в свойствах компонентов. Smd резисторы нарисованы макросами конденсаторов (просто они меньше и больше подходят по размерам, чем макросы резисторов).

При желании, проект легко адаптируется под любую CPLD или ПЛИС, так как он написан на Verilog и не использует специфических модулей.

Для тех, кого останавливает отсутствие программатора: Прошить CPLD можно как специализированными программаторами (на Ali клон Altera USB Blaster стоит до 3$), так и при помощи обычной FT232(с любым индексом) и специальной программы «SVF-плеер» (не сложно найти в сети, по крайней мере CPLD от Xillinx я пробовал так прошивать). Сам я использую самодельный программатор Digilent на FT2232 (очень удобная штука, шьёт и Altera, и Xillinx). 

Список радиоэлементов

Обозначение	Тип	Номинал	Количество	Примечание	Магазин	Мой блокнот
IC1	Микросхема	EPM240T100C5	1		Поиск в магазине Отрон	В блокнот
IC2	ИС шинного приемника, трансмиттера	SN74LVC245A	1		Поиск в магазине Отрон	В блокнот
VR1	Линейный регулятор	AMS1117-3.3	1		Поиск в магазине Отрон	В блокнот
Cr1	Кварцевый генератор	40MHz	1		Поиск в магазине Отрон	В блокнот
7-Seg1,2	Семисегментный индикатор	И38А-К	2	Можно любой	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
R9-R16	Резистор	10 кОм	8		Поиск в магазине Отрон	В блокнот
R1-R8	Резистор	300R	8		Поиск в магазине Отрон	В блокнот
C1-C5	Конденсатор	0. 1 мкФ	5	Керамика	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
						Добавить все

^{Скачать список элементов (PDF)}

Теги:

• ПЛИС
• Sprint-Layout
• Eclipse
• Частотомер
• Altera

Цепь 5-разрядного счетчика частоты

Этот цифровой счетчик частоты обеспечивает прямое считывание частоты, подаваемой на его вход, через 5-разрядный модуль дисплея с общим катодом.

Компактный частотомер можно использовать для точного подсчета частоты или импульса от любого предполагаемого источника.

Основные области применения

Может также использоваться для измерения частоты вращения вращающегося объекта путем проверки цифровых показаний частоты с помощью соответствующего секундомера. Показание на дисплее через 1 минуту предоставит пользователю значение RPM источника.

Другим полезным применением этого цифрового счетчика импульсов является измерение частоты инвертора или проверка правильности работы генератора инвертора.

Проект также может применяться в схемах таймера задержки для измерения выходного импульса задержки включения или задержки выключения, а также времени, необходимого для выхода, для правильной установки значений временной составляющей.

О IC 4033

IC 4033 состоит из 5-ступенчатого декадного счетчика Джонсона и выходного декодера, предназначенного для преобразования кода Джонсона в 7-сегментный декодированный выходной сигнал.

Этот декодированный выход используется для управления одним каскадом модуля цифрового дисплея. Эта микросхема особенно хорошо подходит для программ отображения, требующих низкого энергопотребления и компактности.

Высокий логический уровень на выводе RESET восстанавливает счетчик декад в исходное нулевое положение. Счетчик предназначен для перемещения на один счет в ответ на вход положительной тактовой частоты, когда на сигнал CLOCK INHIBIT подается низкий уровень логического питания.

Счетчик с помощью шины синхронизации предотвращается и останавливается, как только БЛОКИРОВКА ЧАСОВ применяется с ВЫСОКИМ логическим входом.

Логический вход CLOCK INHIBIT может использоваться как тактовый сигнал с отрицательным фронтом в случае, если линия тактового сигнала подается с высоким логическим уровнем. В счетчике JOHNSON предлагается антиблокировочное управление, которое обеспечивает правильную последовательность процесса подсчета.

Сигнал CARRY-OUT (Cout) завершает один цикл каждые десять циклов CLOCK INPUT и реализован для мгновенного тактирования следующей декады в многодекадной счетной цепочке.

Семь декодированных выходов (a, b, c, d, e, f, g) освещают соответствующие секции в 7-сегментном модуле дисплея, предназначенном для адресации десятичных цифр от 0 до 9.

Работа схемы

Схема 5-разрядного счетчика частоты, обсуждаемая ниже, выполнена с использованием пяти микросхем декадных счетчиков (IC1–IC5) и дополняющих их 7-сегментных дисплеев (DIS1–DIS5).

В этом проекте используются микросхемы IC 4033, а для дисплеев используется 7-сегментный общий катод NTE3056 или аналогичный.

Полная схема предлагаемого 5-разрядного счетчика импульсов показана ниже.

Конструкция в основном представляет собой идентичное повторение 5 каскадов счетчика импульсов, состоящих из IC1 и DIS1 в формате последовательного каскада.

Следует отметить, что DIS2 является единственным модулем дисплея, который имеет активную десятичную точку. Эта десятичная точка загорается, как только включается питание цепи.

Частота или импульс, который необходимо подсчитать и отобразить на 7-сегментном дисплее, подается на контакт №1 микросхемы IC1.

Как только частота применяется, дисплеи начинают показывать количество прошедших импульсов частоты.

Если частотный вход удален, счет на дисплее зафиксируется и останется доступным до тех пор, пока не будет нажат переключатель S1 или питание не будет выключено и снова включено.

Схема печатной платы для 5-разрядного счетчика частоты

На следующем рисунке показана схема печатной платы со стороны дорожки для схемы 5-разрядного счетчика частоты.

Цифровой частотомер 10 МГц

На рис. 1 показана принципиальная схема цифрового частотомера 10 МГц. Схема включает семидекадный счетчик ICM7208 (U1), контроллер генератора ICM7207A (U2) и операционный усилитель CA3130 biFET (U3). ИС U1 используется для подсчета входных сигналов, а затем декодирования их в 7-сегментную структуру. Кроме того, он используется для генерации выходных сигналов для управления 7-разрядным светодиодным дисплеем.

Микросхема U2 подключена для питания тактовых импульсов для U1, в то время как U3 обрабатывает входной сигнал, чтобы передать соответствующую форму сигнала для входа U1. Частота кварца 5,24288 МГц делится на U2 для генерации сигнала мультиплексирования 1280 МГц на выводе 12 U2. Этот сигнал подается на вход U1 на его выводе 16, который используется для последовательного сканирования цифр дисплея. Катоды каждой цифры переключаются на землю повторно каждую секунду, вызывая запуск любого сегмента цифр, аноды которых имеют высокий уровень из-за декодирования с помощью U1.

Частота кристалла дополнительно делится для генерации короткого импульса «сохранения» на выводе 2 U2, за которым следует короткий импульс «сброса» на выводе 14 U2 (примерно через 0,4 миллисекунды). Частота импульсов устанавливается состоянием вывода 11 U2.

Как только вывод 11 U2 переключается на землю через S1, импульсы повторяются каждые 2 секунды, в результате чего вывод 13 U2 становится высоким на одну секунду. Это предотвращает попадание дальнейших входных сигналов в U1. Это приводит к тому, что фиксируемые значения внутренних счетчиков U1 отправляются на дисплейный модуль. Вывод 13 микросхемы U2 впоследствии становится низким на одну секунду, позволяя вставить новый отсчет в счетчики семи декад U1.

Этот период повторяется, индикация постоянно меняется каждые 2 секунды. Когда контакт 11 U2 переключается на положительное напряжение ( + 5 В), импульсы «сохранения» и «сброса» начинают поступать с периодами времени 0,2 секунды, создавая период времени счета 0,1 секунды. Требуется подсчитать 10 входных импульсов, чтобы убедиться, что «1» появляется на первой цифре, D1, поэтому тестируемая частота, по-видимому, в 10 раз больше, чем частота, отображаемая на 7-сегментном модуле. В этой настройке десятичные точки питаются от R1 и визуально указывают на то, что был применен период счета 0,0-секунды.0003

Тестирование

Чтобы быстро проверить работу схемы цифрового счетчика частоты 10 МГц, примените частоту выборки, которая может быть ниже 100 Гц. Установите перемычку мгновенного действия, чтобы соединить контакты 7, 23 или 27 U1 с + 5 В, как указано пунктирной линией на первой схеме схемы. IC U1 после этого осуществляет подсчет всех цифр больше D2. Данные для U2 означают, что C1 может быть подстроечным или переменным конденсатором. При этом дисковый конденсатор с фиксированной емкостью 22 пФ может достаточно хорошо работать в большинстве приложений и обеспечивает точность до 0,005 %.

Начните с установки переключателя диапазонов в положение «1 секунда», установите частоту мультиплексирования с контакта 12 U2 на вход U3 и точно настройте триммер, чтобы получить показание 1280 Гц.

Измерение частоты

Когда S1 установлен в 1-секундный режим, диапазон счета составляет от 1 Гц до 1 МГц, что обеспечивает прямое считывание с дисплея. Если S1 переместить в положение 0,1 секунды, диапазон измерения увеличится от 10 Гц до 10 МГц. Цифры в результате, отображаемые на дисплее, составляют 1/10 от измеряемой частоты (1 кГц отображается как 100).

В случае, если вы попытаетесь измерить новую частоту, первое показание превратится в предыдущую частоту, которая была зафиксирована в счетчиках.

Вам придется подождать 2 или более интервалов счета, чтобы схема стабилизировалась вокруг вновь примененной частоты.

В качестве альтернативы вы можете попробовать нажимать переключатель RESET (S2) до тех пор, пока на дисплее не появится «00», а затем вы можете отпустить переключатель.

Работа схемы частотомера и применение

В этом проекте я разработаю и продемонстрирую простую схему частотомера, которую можно использовать для измерения частоты сигнала. Этот проект основан на микроконтроллере 8051, хотя вы можете разработать версию без микроконтроллера.

Краткое описание

Введение

Частотомер — это прибор, который используется для измерения частоты сигнала. Говоря научным языком, частота — это количество циклов сигнала в секунду. С точки зрения непрофессионала, частота сигнала обозначает скорость появления сигнала в определенное время. Частотомеры в основном представляют собой простые системы счетчиков с ограниченным периодом времени для подсчета.

Здесь мы разрабатываем простую систему измерения частоты, используя два таймера и два счетчика. В то время как одна микросхема таймера используется для создания тактовых сигналов, другая используется для создания сигнала с ограничением по времени в одну секунду.

Читайте также – Двухразрядный счетчик вверх-вниз

Принцип работы схемы счетчика частоты

Эта схема основана на простом определении частоты, которая представляет собой количество циклов в секунду. По сути, схема генератора прямоугольных импульсов используется для создания простой импульсной волны. Эти импульсы подаются на вход таймера/счетчика микроконтроллера 8051 и подсчитывают количество импульсов.

После выполнения некоторых простых вычислений результирующая частота отображается на ЖК-дисплее 16X2 в герцах.

Важно отметить, что я использовал Arduino UNO в качестве источника для Square Wave. Вы можете использовать либо Arduino, либо полностью создать свой собственный генератор прямоугольных импульсов, используя микросхему таймера 555, настроив его как нестабильный мультивибратор.

Схема счетчика частоты

Схема счетчика частоты Конструкция

Поскольку я использовал Arduino для генерации прямоугольной волны, все, что мне нужно, это несколько строк кода и доступ к одному цифровому вводу/выводу Приколоть. Но если вы планируете построить схему генератора прямоугольных импульсов с использованием микросхемы таймера 555, вам следует понять следующее объяснение.

Основным требованием к схеме таймера 555 является генерация колебательного сигнала с коэффициентом заполнения около 99 % таким образом, чтобы минимальное значение времени было меньше максимального значения времени выходного сигнала. Поскольку рабочий цикл зависит только от значения порогового и разрядного резисторов, его можно регулировать, подбирая соответствующие номиналы резисторов.

Рабочий цикл определяется как D = (R1+R2)/(R1+2R2)

Подставив значение D на 0,99, мы получим значение R1 на 9в 8 раз больше R2. Таким образом, выбираем значение 100 Ом для R2 и 9,8 кОм для R1. Практически значение 10KΩ выбрано для R1.

Следующим шагом в разработке схемы является разработка схемы счетчика. Здесь нашим требованием является измерение частоты порядка нескольких килогерц. Как упоминалось в принципе схемы, я буду использовать Таймер/Счетчик 8051. Фактически, я буду использовать Таймер 0 и Таймер 1 микроконтроллера 8051.

Я буду использовать Таймер 0 для создания задержки по времени и Таймер 1 для подсчета импульсов, поступающих от генератора импульсов. Таймер 0 настроен как Таймер в Режиме 1, а Таймер 1 настроен как Счетчик в Режиме 1. 

Расскажите о концепции – Двунаправленный счетчик посетителей с использованием микроконтроллера 8051

Код

Ниже приведен код схемы частотомера с использованием микроконтроллера 8051.

Работа цепи счетчика частоты

Выполните соединения в соответствии со схемой и подайте импульс, сгенерированный Arduino, на контакт порта 3 P3.5, который является контактом таймера 1. Поскольку я настроил Таймер 1 в качестве счетчика, используя бит TCON TR1, я буду считать импульсы в течение примерно 100 миллисекунд, установив TR1 HIGH и LOW. Количество импульсов хранится в Таймере 1, т.е. в регистрах Th2 и TL1.

Чтобы получить значение частоты, вы должны использовать следующую формулу.

частота=(Th2*256)+TL1;

Чтобы преобразовать значение частоты в герцы, т.