Частотомер - цифровая шкала на LED (PIC16F84 или PIC16CE625 , asm)

Описание опубликовано в журнале «Радио» № 1 за 2002 г., стр. 60...62, Частотомер - цифровая шкала на PIC16CE625, позднее было опубликовано дополнение к статье, в котором описана методика калибровки прибора - «Радио» № 11 за 2002г., стр. 65 Методика расчета констант для частотомера на PIC16CE625.

Предлагаемая конструкция предназначена для использования в качестве частотомера или цифровой шкалы в связной и радиоприемной аппаратуре всех типов. Несмотря на очень простую схему, прибор имеет довольно высокие параметры. Диапазон рабочих частот от 10 Гц до 40 мГц, чувствительность 100...200 мВ, время измерения – 0,1; 1 или 10 сек. Возможно подключение внешнего СВЧ делителя с коэффициентом деления от 2 до 255. При этом верхний предел измеряемых частот будет определяться быстродействием микросхемы СВЧ делителя и может достигать 4 ГГц.

При использовании этого самодельного частотомера в качестве цифровой шкалы в его энергонезависимую память можно записать до 13 значений промежуточных частот в диапазоне от 0 до 100 мГц. Их значение и знак, а также коэффициент деления внешнего СВЧ делителя хранятся в энергонезависимой памяти PIC и могут изменяться пользователем. В частотомере предусмотрена возможность программной калибровки, что позволяет использовать любые кварцевые резонаторы в диапазоне 3,9...4,1 мГц. Значения всех промежуточных частот, коэффициент деления используемого внешнего делителя, а также калибровочные константы могут изменяться пользователем без применения каких-либо дополнительных устройств. Принцип действия частотомера - классический: измерение количества импульсов входного сигнала за определенный интервал времени.

Принципиальная схема цифровой шкалы - частотомера показана на рисунке. Импульсы измеряемой частоты подаются на входной формирователь, выполненный на VT1 и DD1. Диоды VD1 и VD2 ограничивают амплитуду входного сигнала на уровне 0,7 в. Нижняя граница измеряемых частот определяется емкостью C4 и C5, при указанном на схеме значении она равна 10 Гц. С выхода DD1 сформированные импульсы поступают на PIC контроллер PIC16F84. Достаточно высокая нагрузочная способность его выходов позволила непосредственно подключить к нему катоды индикаторов.

Аноды подключены через составные эмиттерные повторители на VT2...VT17 к выходам счетчика DD3 типа К561ИЕ8, который осуществляет сканирование разрядов. Такая схема позволяет питать индикатор не стабилизированным напряжением, что существенно облегчает тепловой режим стабилизатора DA1 и практически устраняет влияние бросков тока при коммутации разрядов индикатора на работу входного формирователя.

Входное сопротивление формирователя довольно низкое, поэтому для расширения возможностей прибора и устранения влияния емкости кабеля к нему подключается выносной пробник. Благодаря применению полевого транзистора, входное сопротивление пробника около 500 ком, выходное – 50 ... 100 ом. Коэффициент усиления – около 2, а полоса пропускания – до 100...150мГц. Схема входного формирователя приведена в подробном описании (ссылка ниже).

Без каких-либо изменений схемы в приборе можно использовать однократно программируемый PIC16CE625. Программа для этого контроллера, разумеется, будет другая. В варианте программы для PIC16CE625 возможно сохранение в энергонезависимой памяти до 15 значений промежуточных частот.

Выносной пробник должен быть смонтирован в металлической коробочке. Сам частотомер, как и любое устройство на микроконтроллере также желательно экранировать, особенно если прибор будет использоваться в качестве цифровой шкалы совместно с радиоприемником. В качестве блока питания можно использовать любой нестабилизированный источник напряжением 7,5...14 в и током до 150 ма. Достаточно понижающего трансформатора и выпрямительного моста, роль сглаживающего фильтра выполняет C12. Бестрансформаторный импульсный блок питания применять не рекомендуется.

Прибор получился очень простой, и в то же время удобный в работе. Его повторили многие радиолюбители, дополнив описание своими вариантами печатной платы в различных форматах и схемой подключения LED с общим катодом. Я, в свою очередь, делюсь этой информацией с Вами. Дополнения пользователей выложены на этой страничке в архиве в том виде, в каком я их получил - "как есть".

Подробное описание
Схема и рисунки платы в Orcad 9.1 
Прошивки и исходные тексты программ на ассемблере для PIC16F84 и PIC16CE625 
Программа для расчета калибровочных констант 
Дополнения пользователей

Автор статьи Николай RA4NAL. Первоисточник.