Цифрова лабораторія »- генеруємо і вимірюємо частоту
Майстер Кіт »NR05
На основі набору NR05 із серії «Азбука електронщика» можна створити як генератор, так і частотомір. Для цього навіть не доведеться що-небудь докуповувати. Досить просто змінити програму в мікроконтролері!
На платі розширення набору є двухстрочний індикатор, який цілком підійде для відображення частоти при роботі частотоміра, і п'ять кнопок, які можна задіяти для управління генератором.
Для створення програми управління генератором використовуємо стандартну додаткову функцію виведення tone. Ця функція дозволяє отримати меандр (прямокутний сигнал з рівними длительностями імпульсу і паузи в періоді) з частотою від 31 Гц до 65535 Гц будь-якою виведення Ардуіно.
При цьому відтворюватися одночасно може тільки один сигнал. Якщо сигнал вже відтворюється на одному висновку, то виклик tone () з номером іншого висновку в якості параметра ні до чого не приведе, якщо ж tone () буде викликана з тим же номером виведення, то буде встановлена нова частота сигналу.
Слід мати на увазі, що використання функції tone () завадить використовувати ШІМ на портах входу / виходу 3 і 11.
Використовуємо розміщену на платі «аналогову» клавіатуру з п'яти кнопок для установки частоти нашого генератора. Всі кнопки для економії портів мікроконтролера підключені тільки до одного порту через резисторний дільник, а номер натиснутої кнопки визначається мікропроцесором за величиною напруги на цьому порту. Поточна частота генератора відображається на індикаторі.
Нехай при включенні буде генеруватися частота 1000 Гц, при натисканні:
Текст програми генератора
Принцип дії електронно-рахункових (цифрових) частотомеров заснований на підрахунку кількості імпульсів, сформованих вхідними ланцюгами з періодичного сигналу довільної форми, за певний інтервал часу. Інтервал часу вимірювання також задається методом підрахунку імпульсів, взятих з внутрішнього кварцового генератора частотоміра або з зовнішнього джерела (наприклад, стандарту частоти). Таким чином, цифровий частотомір є приладом порівняння, точність вимірювання якого залежить від точності еталонної частоти.
Мікроконтролер, встановлений на платі Ардуіно, працює на частоті 16 МГц, забезпечується кварцовим генератором. Таким чином, ми маємо еталон частоти для порівняння.
Програма вважає число імпульсів на цифровому порту 5 за заданий період часу і виводить значення частоти на індикатор. При цьому програма звертається безпосередньо до регістрів мікроконтролера для настройки таймерів.
Текст програми частотоміра
Для перевірки функціонування пристроїв візьмемо дві плати розширення з наборів NR05. Одну з них запрограмуємо як генератор, другу - як частотомір і підключимо вихід генератора до входу частотоміра.
Як видно, свідчення не зовсім точні, що обумовлено і нестабільністю частот задають генераторів мікроконтролерів, і самими методами формування і підрахунку імпульсів, але для оцінки в домашніх умовах цілком можуть влаштувати. Зрозуміло, для вимірювання частот різних сигналів потрібно вхідний підсилювач-формувач, який перетворює періодичний вхідний сигнал довільної форми в цифровий сигнал прямокутної форми з крутими фронтами, впевнено сприймається частотоміром. Такі формувачі різної складності досить широко описані в радіотехнічної літературі і легко знаходяться в Інтернеті.
Таким чином, ми додали ще два пристрої на основі набору «Цифрова лабораторія» до вже описаним на нашому сайті masterkit.ru і в інших матеріалах.