Уголок радиолюбителя
В данной статье представлен точный частотомер до 50 МГц. Устройство имеет один вход и способно измерять базовую частоту любого сигнала от 0,1 Гц до 50 МГц. Результат отображается на жидкокристаллическом дисплее размером 2х16 символов.
Устройство предлагает частотное разрешение до 1 Гц и имеет очень хорошую входную чувствительность (до нескольких мВ). Также поддерживаются функции HOLD (удержание) для минимального и максимального значения, выбор единиц частоты и регулировка времени стробирования.
Эта схема была разработана в качестве объекта приобретения навыков программирования PIC микроконтроллеров. В схеме использован 8-битный микроконтроллер PIC18F242, в котором фактически реализован 24-битный счетчик.
Немного теории
Как известно, частота (f) любого периодического сигнала может быть вычислена путем подсчета импульсов (N) сигнала в течение точного интервала времени (dt), то есть f=N/dt.
Единицей измерения частоты является Гц (Герц) и определяется как одно колебание в секунду. Очевидный метод измерения частоты показан на следующем рисунке:
В соответствии с этим методом входной сигнал сначала должен быть преобразован в эквивалентную цифровую форму. Эта цифровая форма фактически представляет собой быстро переключающийся двоичный сигнал, который сохраняет частотные характеристики входного сигнала.
Далее используется цифровой счетчик, запускаемый по фронту, для точного подсчета (начиная с 0) N появившихся импульсов в точном временном интервале dt. Этот временной интервал определяется на основе эталонной временной базы.
И в завершении микроконтроллер PIC18F242 производит вычисления измеряемой частоты (f=N/dt) и отображения результата на ЖК- дисплее.
Этот счетчик на самом деле является 24-битным счетчиком. Вы, возможно, задаетесь вопросом, как это достигается с помощью PIC, имеющего только 16-битные внутренние счетчики. Это связано с тем, что внутренний 16-разрядный модуль Timer0 PIC (настроенный как 16-разрядный счетчик) используется последовательно с внутренним предделителем PIC (в режиме предварительного масштабирования 1: 256), и мы используем популярный метод для «извлечения» 8 -битовое значение предделителя. Подробнее об этом методе читайте здесь.
Скачать прошивку (9,4 KiB, скачано: 217)
