Частотомір-генератор-годинник на МК АТ89S8252

Безкоштовна технічна бібліотека

ЕНЦИКЛОПЕДІЯ РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ ТА ЕЛЕКТРОТЕХНІКИ
Безкоштовна бібліотека / Схеми радіоелектронних та електротехнічних пристроїв

Частотомір-генератор-годинник на МК АТ89S8252. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Безкоштовна технічна бібліотека

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Годинники, таймери, реле, комутатори навантаження

Коментарі до статті

Пропонований прилад, крім вимірювання частоти та періоду сигналів, здатний вважати число вхідних імпульсів, генерувати прямокутні імпульси, а також виконувати функції годинника з календарем і п'ятипрограмним будильником.

Пристрій, схема якого зображена на рис. 1 дозволяє вимірювати частоту періодичних сигналів з рівнями ТТЛ до 110 МГц, виробляти рахунок вхідних імпульсів, вимірювати період вхідних сигналів, виробляти сигнал прямокутної форми зі шпаруватістю 2 і частотою від 1 Гц до 3 МГц, відображати поточний час, день тижня, число, місяць , рік, а також працювати як будильник. Струм, споживаний приладом від джерела живлення напругою 5 ±10 %, не перевищує 30 мА (при вимкненому підсвічуванні індикатора).

Частотомір-генератор-годинник на МК АТ89S8252

Основа приладу – мікроконтролер (МК) фірми ATMEL AT89S8252. До його складу входять ПЗУ об'ємом 8 Кбайт, електрично стирається ППЗУ об'ємом 2 Кбайт, ОЗУ об'ємом 256 байт, чотири порти вводу/виводу, три таймери/лічильники (Т/СО-Т/С2), сторожовий таймер, тактовий генератор та інші вузли.

При використанні Т/С як лічильник зовнішніх імпульсів частота рахунку не може бути більше 1/24 частоти тактового генератора. Збільшити частоту рахунку можна, наприклад, увімкнувши на вході дільник швидкодіючий, проте це вимагає введення вузлів комутації. У цьому пристрої для збільшення частоти рахунку на вході використовуються швидкодіючі лічильники серії КР1554, завдяки чому частота рахунку зростає в 256 разів і теоретично може досягати 128 МГц (з кварцовим резонатором на частоту 12 МГц). При використанні мікросхем КР1554ІЕ18 (DD2, DD3) максимальна частота дорівнює 110 МГц.

Після подачі живлення на вході 9 МК DD1 формується сигнал скидання тривалість якого визначається параметрами ланцюга R1C3. Діод VD1 служить для швидкого розряджання конденсатора C3 після відключення живлення.

На початку виконання програми здійснюється налаштування дисплея HG1. При цьому відбувається очищення його буфера, забороняється відображення курсору та миготіння. Для зменшення кількості ліній введення/виводу, необхідних для запису інформації в дисплей, розмір шини встановлюється 4 біт.

Потім задаються режими роботи Т/С, дозволяються необхідні переривання та відновлюються режим роботи та частота генератора, які були перед попереднім вимкненням приладу. У всіх режимах Т/СО працює як таймер. Він запрограмований таким чином, що його переповнення та переривання від нього відбуваються 50 разів на секунду. У процесі обробки переривання відбувається опитування клавіатури, а також виробляються зразкові сигнали для роботи пристрою в режимі частотоміра.

Скидання лічильників DD2, DD3 здійснюється синхронно по фронту сигналу на вході при рівні лог. 0 на вході R. Ця обставина диктує суперечливі вимоги до тривалості сигналу скидання. З одного боку, збільшення швидкості рахунку вона повинна бути досить малою, з іншого - за такої тривалості може статися скидання при низькій частоті вхідного сигналу. Для усунення цього протиріччя цьому приладі від сигналу скидання було вирішено відмовитися зовсім. Після кожного виміру стану лічильників запам'ятовуються і при наступному вимірі віднімаються з отриманого результату.

Режими роботи Т/С1 залежать від режиму роботи приладу та описані нижче.

Годинник-будильник виконаний на мікросхемі DD4. Вона містить всі вузли, необхідні для рахунку годин, хвилин, секунд, днів тижня, числа, місяця та року. У ній є також ОЗУ об'ємом 56 байт, доступних для запису та читання. При підключеному елементі G1 (наприклад, CR2032) мікросхема може працювати до 10 років, зберігаючи у пам'яті всі записані дані. Необхідну точність ходу годинника встановлюють підстроювальним конденсатором С4, контрастність інформації, що виводиться на дисплей - підстроювальним резистором R5. Кнопка SB 17 служить для увімкнення світлодіодного підсвічування дисплея у темний час доби.

У режим виміру частоти прилад переводять натисканням на кнопку "F", виміру періоду - на кнопку "Р", генератора - на кнопку "G". Цими ж кнопками при натиснутій кнопці "S" включають режими відповідно до рахунку вхідних імпульсів, годинника і будильника. Звуковий сигнал подається випромінювачем BQ1 при натисканні на кнопку, так і при спрацюванні будильника. Вимикання сигналу, що видається при натисканні на кнопку, здійснюється від'єднанням виведення 4 мікросхеми DD1, а сигналу, що звучить при спрацьовуванні будильника - виведення 3.

Розглянемо роботу приладу у різних режимах докладніше.

У режим вимірювання частоти пристрій переходить при включенні живлення, а також після натискання на кнопку SB13 ("F"). У цьому режимі Т/С1 запрограмований працювати як лічильника вхідних імпульсів. Після закінчення 1 результат рахунку виводиться на верхньому рядку дисплея (рис. 2,а). Одночасно розраховується період сигналу та результат виводиться на нижньому рядку.

Частотомір-генератор-годинник на МК АТ89S8252

Іноді, наприклад, при налаштуванні генератора з плавною перебудовою на певну частоту зручно проводити вимірювання не один раз на секунду, а частіше. У даному приладі передбачено режим, коли вимір проводять у 10 разів частіше (кожні 0,1 с). Результат виміру виводиться на дисплей п'ять разів на секунду. Роздільна здатність у цьому випадку зменшується до 10 Гц. Перехід до цього режиму здійснюється натисканням кнопки SB12 ("R"). У цьому замість останньої цифри виміряного значення частоти виводиться знак "*". Для повернення до звичайного режиму вимірювання частоти натискають кнопку SB8 ("В").

Час реакції на переривання залежить від команди і може досягати декількох мікросекунд. Для усунення похибки МК, що виникає з цієї причини, після виконання поточних дій переводиться в режим зі зниженим енергоспоживанням. У цьому режимі процесор зупиняється, але всі периферійні пристрої продовжують працювати. У разі переривання виконуються всі необхідні дії і МК знову перетворюється на режим зниженого енергоспоживання. Час реакції на переривання у разі завжди однаково і легко враховується для формування часових інтервалів.

У режимі вимірювання періоду таймер/лічильник Т/С1 запрограмований на рахунок імпульсів, що надходять із внутрішнього дільника. Частота їхнього прямування дорівнює V12 частоти генератора, тобто 1 МГц. Дозвіл рахунку здійснюється з входу INT1 (вив. 13) DD1: при лог. 1 цьому вході рахунок імпульсів дозволено, при лог. 0 – заборонено. У момент перепаду рівня з 1 на 0 виробляється переривання, у процесі обробки якого результат рахунку виводиться на нижньому рядку дисплея (рис. 2, б). Одночасно розраховується частота сигналу (з точністю до тисячних часток) та результат виводиться на верхньому рядку дисплея. Подавати на вхід приладу сигнал частотою більше 10 кГц не рекомендується, оскільки обробка переривання зі входу INT1 займатиме практично весь час і на обробку результату та опитування клавіатури не залишиться часу.

У режимі рахунку вхідних імпульсів Т/С1 також запрограмований для роботи як лічильник зовнішніх імпульсів. Виведення результату рахунку (мал. 2, в) на екран дисплея проводиться 50 разів на секунду. Натисканням на кнопку SB8 ("В") при необхідності зупиняють рахунок імпульсів (у цьому випадку знак ">" гасне). Повторним натисканням на кнопку SB8 рахунок поновлюють. Для обнулення показань лічильника використовують кнопку SB12 (R). Необхідно враховувати, що реакція на натискання будь-якої кнопки настає через 100 мс (час, необхідний для придушення брязкоту контактів).

Значення частоти імпульсів, що генеруються, вводять за допомогою цифрових кнопок "0"-"9". Натискання на кнопку SB8 ("B") призводить до видалення крайньої правої цифри. У верхньому рядку індикатора (рис. 2, г) виводиться частота, що набирається, у нижній - реальна частота генератора, яка визначається за формулою 3000000/Т (Т змінюється від 1 до 65535). Таким чином, набравши, наприклад, число 55000 реально отримаємо 55555.555 (3000000/54). При натисканні кнопки SB12 ("R") відбувається зміна частоти генератора.

При частоті від 46 до 3 МГц Т/С2 працює в режимі генератора. Його вихід підключений висновку 1 DD1. Переривання при переповненні Т/С2 заборонено. На більш низьких частотах (від 1 до 45 Гц) Т/С2 використовується як таймер, при цьому переривання дозволені. Їхня частота залежить від заданої частоти генератора і лежить в межах 16...90 Гц. В інтервалі 8...45 Гц проводиться інвертування сигналу на виводі Р1.0 щоразу, коли Т/С2 переповнюється (частота вихідного сигналу вдвічі нижче частоти переривань). При частотах 1...7 Гц інвертування сигналу відбувається 2, 3, 5 чи 8 разів залежно від частоти. Переривання від Т/С2 є низькопріоритетним, тому що в іншому випадку зросте похибка при роботі приладу в режимі частотоміра. У зв'язку з цим період вихідного сигналу може трохи (на одиниці мікросекунд) відрізнятися від розрахункового значення.

Сигнал на виході генератора є незалежно від режиму роботи пристрою. При заданні частоти 0 Гц генератор вимикається.

Поточний час встановлюють кнопками "1" (годинник), "2" (хвилини), "3" (обнулення секунд), "4" (день тижня), "5" (число), "6" (місяць) та "7 " (Рік) при натиснутій кнопці "В" (якщо показання необхідно збільшити) або "R" (якщо їх необхідно зменшити). Вигляд дисплея в режимі годинника показаний на рис. 2,д.

Будильників в описуваному приладі п'ять. Для кожного з них можна задати годину, хвилину та день тижня. Перемикають будильники натисканням кнопки "0". Час спрацьовування вводять аналогічно описаному вище для встановлення годинника. День тижня встановлюють кнопками "3"-"9" ("3" - понеділок, "4" - вівторок, ... "9" - неділя). При повторному натисканні кнопки позначення відповідного дня на дисплеї зникає. Приклади встановлення будильників показано на рис. 2,е-з. У першому випадку сигнал будильника 1 буде подаватися в будні о 6 год 30 хв, у другому (будильник 2) - у вихідні дні о 8 год 00 хв, у третьому (будильник 3) - щодня о 18 год 42 хв. Слід врахувати, що будильники спрацюють лише в тому випадку, якщо пристрій знаходиться в режимі годинника. Вимкнути звуковий сигнал можна натисканням будь-якої кнопки (крім, звичайно, SB17).

Таблиця з кодами "прошивки" ПЗУ МК у hex-форматі

Декілька слів про деталі. Мікросхеми КР1554ІЕ18 замінні їх аналогами із серій К555, КР1533, а за відповідної зміни схеми та іншими лічильниками серій К555, КР1533, К531, КР1554. Залежно від застосованих лічильників максимальна частота рахунку буде в межах 20...128 МГц. Замість вказаного на схемі можна використовувати індикатор DV16252. Призначення його висновків таке саме, як у DV16230S1FBLY/R, необхідно лише поміняти місцями висновки живлення 1 та 2.

Відкалібрувати прилад можна кількома способами.

1. Переключивши прилад в режим вимірювання частоти, подати на вхід сигнал відомої частоти і конденсатором підстроювальним С1 встановити на індикаторі це значення. Чим вища частота вхідного сигналу, тим точніше буде налаштовано пристрій.

2. Під'єднавши паралельно до входу приладу зразковий частотомір і перейшовши в режим вимірювання частоти, подати на вхід сигнал. Змінюючи ємність конденсатора С1, домогтися, щоб показання приладів збіглися. Так само, як і в першому випадку, чим вища частота вхідного сигналу, тим точніше можна налаштувати прилад.

3. Переключивши прилад у режим вимірювання періоду, подати на вхід сигнал відомої частоти і конденсатором С1 встановити потрібне значення. Чим більший період вхідного сигналу, тим точніше налаштування приладу. При калібруванні у такий спосіб зручно використовувати сигнал частотою 1 Гц з електронного годинника.

4. Встановивши на виході генератора частоту 3 МГц, подати сигнал на вхід зразкового частотоміра. Змінюючи ємність конденсатора С1, встановити частоту 3 МГц.

Автор: А.Піскаєв, м.Орел

Дивіться інші статті розділу Годинники, таймери, реле, комутатори навантаження.

Читайте та пишіть корисні коментарі до цієї статті.

<< Назад

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Штучна шкіра для емуляції дотиків 15.04.2024

У світі сучасних технологій, де віддаленість стає дедалі більш повсякденною, збереження зв'язку й почуття близькості грають значної ролі. Нещодавні розробки німецьких учених із Саарського університету в галузі штучної шкіри становлять нову еру у віртуальних взаємодіях. Німецькі дослідники з університету Саарського розробили ультратонкі плівки, які можуть передавати відчуття дотику на відстані. Ця передова технологія надає нові можливості для віртуального спілкування, особливо для тих, хто виявився далеко від своїх близьких. Ультратонкі плівки, розроблені дослідниками, товщиною всього 50 мікрометрів, можуть бути інтегровані в текстильні вироби та носитися як друга шкіра. Ці плівки діють як датчики, що розпізнають тактильні сигнали від мами чи тата, і як виконавчі механізми, що передають ці рухи дитині. Дотики батьків до тканини активують датчики, які реагують на тиск та деформують ультратонку плівку. Ця ...>>

Котячий унітаз Petgugu Global 15.04.2024

Турбота про домашніх тварин часто може бути викликом, особливо коли йдеться про підтримку чистоти в будинку. Представлено нове цікаве рішення стартапу Petgugu Global, яке полегшить життя власникам кішок та допоможе їм тримати свій будинок в ідеальній чистоті та порядку. Стартап Petgugu Global представив унікальний котячий унітаз, здатний автоматично змивати фекалії, забезпечуючи чистоту та свіжість у вашому будинку. Цей інноваційний пристрій оснащений різними розумними датчиками, які стежать за активністю вашого вихованця в туалеті та активуються для автоматичного очищення після його використання. Пристрій підключається до каналізаційної системи та забезпечує ефективне видалення відходів без необхідності втручання з боку власника. Крім того, унітаз має великий обсяг сховища, що змивається, що робить його ідеальним для домашніх, де живуть кілька кішок. Котячий унітаз Petgugu розроблений для використання з водорозчинними наповнювачами та пропонує ряд додаткових матеріалів. ...>>

Привабливість дбайливих чоловіків 14.04.2024

Стереотип про те, що жінки віддають перевагу "поганим хлопцям", довгий час був широко поширений. Однак нещодавні дослідження, проведені британськими вченими з Університету Монаша, пропонують новий погляд на це питання. Вони розглянули, як жінки реагують на емоційну відповідальність та готовність допомагати іншим у чоловіків. Результати дослідження можуть змінити наше уявлення, що робить чоловіків привабливими в очах жінок. Дослідження, проведене вченими з Університету Монаша, призводить до нових висновків щодо привабливості чоловіків для жінок. В рамках експерименту жінкам показували фотографії чоловіків з короткими історіями про їхню поведінку в різних ситуаціях, включаючи їхню реакцію на зіткнення з бездомною людиною. Деякі з чоловіків ігнорували безпритульного, тоді як інші надавали йому допомогу, наприклад, купуючи їжу. Дослідження показало, що чоловіки, які виявляють співчуття і доброту, виявилися більш привабливими для жінок порівняно з т ...>>

Випадкова новина з Архіву

Розумне паркування на базі LTE-мереж 09.12.2015

Компанія LG Uplus, третій за величиною південнокорейський мобільний оператор, повідомила про створення системи моніторингу зон для паркування на основі технології LTE.

Розроблений LG Uplus сервіс передбачає використання спеціальних датчиків, що встановлюються на стоянках для автомобілів та підключаються до ізольованої вузькосмугової LTE-мережі, яка у свою чергу з'єднується із загальнодоступними мобільними мережами. Дані, що реєструються цими сенсорами, допомагають автовласникам дистанційно знайти вільне місце або свою машину на парковці за допомогою смартфонів або інших пристроїв, що підтримують мобільний зв'язок.

У LG Uplus кажуть, що LTE-мережі у вузькому діапазоні частот характеризуються низьким рівнем затримки та підтримують підключення великої кількості дешевих промислових пристроїв "Інтернету речей". Спочатку таку технологію розробники збираються випробувати на системі "розумного" паркування, яке незабаром буде розгорнуто в сеульській лабораторії LG Uplus, що займається розробкою мереж п'ятого покоління (5G). Потім новинку планується впровадити у вузли обліку споживання електроенергії, різні системи безпеки та ін.

За оцінками аналітиків, обсяг ринку платних паркувань у Сеулі становить 1,5 трлн ($1,3 млрд.), а в масштабах всієї Південної Кореї - 3-4 трлн. он ($2,6-3,5 млрд.).

Інші цікаві новини:

▪ Інопланетяни забруднюють Всесвіт

▪ Струмопровідний білок для складання 3D-мікрочіпів

▪ Чіпи, що самовідновлюються

▪ Пластикова шкіра відчуває силу торкання

▪ Найдавніша фреска

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ розділ сайту Крилаті слова, фразеологізми. Добірка статей

▪ стаття Про тигр! Радуйся, що ти не людина! Крилатий вислів

▪ стаття Яких висот досяг сліпий альпініст Ерік Вейєнмайєр? Детальна відповідь

▪ стаття Комірник складу ремонтної майстерні. Типова інструкція з охорони праці