MK АТ89S8252의 주파수 측정기 생성기 시계

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MK AT89S8252의 주파수 미터-제너레이터-클럭. 무선 전자 및 전기 공학 백과사전

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제안된 장치는 신호의 주파수 및 주기를 측정하는 것 외에도 입력 펄스 수를 계산하고 직사각형 펄스를 생성할 수 있으며 달력 및 XNUMX개 프로그램 알람 시계가 있는 시계의 기능도 수행할 수 있습니다.

그 구성표가 그림 1에 표시된 장치. 110, 최대 2MHz의 TTL 레벨로 주기적인 신호의 주파수를 측정하고, 입력 펄스를 카운트하고, 입력 신호의 주기를 측정하고, 듀티 사이클이 1이고 주파수가 3Hz에서 5MHz인 구형파 신호를 생성할 수 있습니다. , 현재 시간, 요일, 날짜, 월, 연도를 표시하고 알람 시계로도 작동합니다. 전압이 10V ±30%인 전원 공급 장치에서 장치가 소비하는 전류는 XNUMXmA를 초과하지 않습니다(표시등 백라이트가 꺼진 상태).

MK АТ89S8252의 주파수 측정기 생성기 시계

장치의 기본은 ATMEL AT89S8252 마이크로컨트롤러(MC)입니다. 8KB ROM, 2KB EEPROM, 256바이트 RAM, 2개의 I/O 포트, XNUMX개의 타이머/카운터(T/CO-T/CXNUMX), 감시 타이머, 클록 생성기 및 기타 구성 요소로 구성됩니다.

T/C를 외부 펄스의 카운터로 사용하는 경우 카운팅 주파수는 클록 발생기 주파수의 1/24보다 클 수 없습니다. 예를 들어 입력에서 빠른 분배기를 켜서 카운팅 주파수를 높일 수 있지만 이를 위해서는 스위칭 노드를 도입해야 합니다. 설명 된 장치에서 입력에서 카운트 주파수를 높이기 위해 KR1554 시리즈의 고속 카운터가 사용되므로 카운트 주파수가 256 배 증가하고 이론적으로 128MHz에 도달 할 수 있습니다 (수정 공진기가 주파수 12MHz). KR1554IE18 칩(DD2, DD3) 사용 시 최대 주파수는 110MHz입니다.

MK DD9의 입력 1에 전원이 공급되면 재설정 신호가 생성되며 그 지속 시간은 R1C3 회로의 매개 변수에 의해 결정됩니다. 다이오드 VD1은 전원이 꺼진 후 커패시터 C3를 빠르게 방전시키는 역할을 합니다.

프로그램 시작 시 HG1 디스플레이가 조정됩니다. 이 경우 버퍼가 지워지고 커서 표시 및 깜박임이 금지됩니다. 디스플레이에 정보를 기록하는 데 필요한 I/O 라인 수를 줄이기 위해 버스 크기는 4비트로 설정됩니다.

그런 다음 T / C의 작동 모드가 설정되고 필요한 중단이 해결되며 이전 장치 종료 이전의 발전기 작동 모드 및 주파수가 복원됩니다. 모든 모드에서 T/CO는 타이머로 작동합니다. 초당 50회 오버플로 및 중단되는 방식으로 프로그래밍됩니다. 인터럽트 처리 중에 키보드가 폴링되고 장치가 주파수 카운터 모드에서 작동하도록 예시적인 신호가 생성됩니다.

리셋 카운터 DD2, DD3은 로그 레벨에서 입력 C의 신호 에지에서 동기적으로 수행됩니다. 입력 R에서 0. 이 상황은 리셋 신호 지속 시간에 대한 요구 사항이 상충합니다. 한편으로 카운트율을 높이려면 충분히 작아야 하고, 한편으로는 이러한 지속 시간으로 인해 입력 신호의 낮은 주파수에서 리셋이 일어나지 않을 수 있다. 이 장치에서 이러한 모순을 제거하기 위해 리셋 신호를 완전히 포기하기로 결정했습니다. 각 측정 후 카운터의 상태가 저장되고 후속 측정 중에 얻은 결과에서 뺍니다.

T/C1 작동 모드는 기기 작동 모드에 따라 다르며 아래에 설명되어 있습니다.

알람 시계는 DD4 칩에서 만들어집니다. 여기에는 시간, 분, 초, 요일, 일, 월 및 연도를 계산하는 데 필요한 모든 노드가 포함됩니다. 또한 쓰기 및 읽기에 사용할 수 있는 56바이트의 RAM이 있습니다. G1 요소(예: CR2032)를 연결하면 마이크로 회로가 최대 10년 동안 작동하여 기록된 모든 데이터를 메모리에 보관할 수 있습니다. 필요한 클록 정확도는 튜닝 커패시터 C4에 의해 설정되고 디스플레이에 표시되는 정보의 대비는 튜닝 저항 R5에 의해 설정됩니다. SB 17 버튼은 어두운 곳에서 디스플레이의 LED 백라이트를 켜는 데 사용됩니다.

장치는 "F" 버튼, 주기 측정 - "P" 버튼, 생성기 - "G" 버튼을 눌러 주파수 측정 모드로 전환됩니다. 동일한 버튼으로 "S"버튼을 누르면 입력 펄스, 시계 및 알람 시계를 계산하는 모드가 각각 켜집니다. 버튼을 누를 때와 알람이 꺼질 때 모두 BQ1 이미터에서 신호음이 방출됩니다. 버튼을 눌렀을 때 발생하는 신호는 DD4 칩의 1번 핀을 분리하면 꺼지고, 알람이 울릴 때 울리는 신호는 3번 핀이다.

다양한 모드에서 장치의 작동을 더 자세히 고려하십시오.

장치는 전원이 켜지고 SB13("F") 버튼을 누른 후 주파수 측정 모드로 전환됩니다. 이 모드에서 T/C1은 입력 펄스 카운터로 작동하도록 프로그래밍됩니다. 1초 후에 카운팅 결과가 디스플레이 맨 윗줄에 표시됩니다(그림 2a). 동시에 신호 주기가 계산되고 그 결과가 맨 아래 줄에 표시됩니다.

MK АТ89S8252의 주파수 측정기 생성기 시계

예를 들어, 때때로 특정 주파수에 대한 부드러운 튜닝으로 오실레이터를 튜닝할 때 초당 두 번 이상 측정하는 것이 편리하지만 더 자주 측정하는 것이 편리합니다. 이 장치에는 측정이 10배 더 자주(0,1초마다) 수행되는 모드가 있습니다. 측정 결과는 초당 10회 표시됩니다. 이 경우 해상도는 12Hz로 감소합니다. 이 모드로의 전환은 SB8("R") 버튼을 눌러 이루어집니다. 이 경우 측정된 주파수 값의 마지막 자리 대신 "*" 기호가 표시됩니다. 일반 주파수 측정 모드로 돌아가려면 SBXNUMX("B") 버튼을 누르십시오.

인터럽트에 대한 응답 시간은 실행 중인 명령에 따라 다르며 몇 마이크로초에 이를 수 있습니다. 이러한 이유로 발생하는 오류를 제거하기 위해 MC는 현재 작업을 수행한 후 전력 소비가 감소된 모드로 전환됩니다. 이 모드에서는 프로세서가 중지되지만 모든 주변 장치는 계속 작동합니다. 인터럽트가 발생하면 필요한 모든 작업이 수행되고 MK는 다시 저전력 모드로 전환됩니다. 이 경우 인터럽트 응답 시간은 항상 동일하며 시간 간격을 형성할 때 쉽게 고려됩니다.

주기 측정 모드에서 타이머/카운터 T/C1은 내부 분배기에서 오는 펄스를 계산하도록 프로그래밍됩니다. 반복률은 생성기 주파수의 V12, 즉 1MHz와 같습니다. 계정 확인은 입력 INT1(vyv. 13) DD1: 로그에서 수행됩니다. 이 입력에서 1이면 로그와 함께 펄스 카운팅이 활성화됩니다. 0 - 비활성화됨. 레벨 차이가 1에서 0이 되는 순간 인터럽트가 발생하며, 처리 중에 카운트 결과가 디스플레이 하단에 표시됩니다(그림 2, b). 동시에 신호의 주파수가 계산되고(정확도는 10분의 1) 결과가 디스플레이 상단 라인에 표시됩니다. INTXNUMX 입력의 인터럽트 처리에는 거의 모든 시간이 걸리고 결과를 처리하고 키보드를 폴링할 시간이 남지 않기 때문에 악기 입력에 XNUMXkHz 이상의 주파수 신호를 적용하는 것은 권장되지 않습니다.

입력 펄스 카운팅 모드에서 T/C1은 외부 펄스 카운터로 작동하도록 프로그래밍됩니다. 카운팅 결과(그림 2c)는 초당 50회 디스플레이 화면에 표시됩니다. 필요한 경우 버튼 SB8("B")을 눌러 펄스 계산을 중지합니다(이 경우 ">" 기호가 꺼짐). SB8 버튼을 다시 누르면 계정이 재개됩니다. 카운터를 재설정하려면 SB12("R") 버튼을 사용하십시오. 아무 버튼이나 누르는 반응이 100ms(접촉 바운스를 억제하는 데 필요한 시간) 후에 발생한다는 점을 고려해야 합니다.

생성된 펄스의 주파수 값은 디지털 버튼 "0" - "9"를 사용하여 입력됩니다. SB8("B") 버튼을 누르면 맨 오른쪽 숫자가 제거됩니다. 표시기의 상단 라인(그림 2d)은 전화를 건 주파수를 표시하고 하단 라인은 공식 3000000/T(T는 1에서 65535까지 다양함)에 의해 결정되는 발전기의 실제 주파수를 보여줍니다. 따라서 예를 들어 숫자 55000을 입력하면 실제로 55555.555(3000000/54)가 됩니다. SB12("R") 버튼을 누르면 발전기 주파수가 변경됩니다.

46Hz ~ 3MHz의 주파수에서 T/C2는 발전기 모드에서 작동합니다. 출력은 핀 1 DD1에 연결됩니다. T/C2 오버플로 인터럽트가 비활성화됩니다. 더 낮은 주파수(1 ~ 45Hz)에서 T/C2는 인터럽트가 활성화된 타이머로 사용됩니다. 주파수는 발전기의 설정 주파수에 따라 다르며 16...90Hz 범위에 있습니다. 8 ~ 45Hz 범위에서 핀 P1.0의 신호는 T / C2가 오버플로될 때마다 반전됩니다(출력 신호 주파수는 중단 주파수보다 1배 낮음). 7 ... 2Hz의 주파수에서 신호는 주파수에 따라 3, 5, 8 또는 2번 반전됩니다. T/CXNUMX의 인터럽트는 우선 순위가 낮습니다. 그렇지 않으면 장치가 주파수 카운터 모드에서 작동할 때 오류가 증가합니다. 이와 관련하여 출력 신호의 주기는 계산된 값과 약간(수 마이크로초) 다를 수 있습니다.

발전기 출력의 신호는 장치의 작동 모드에 관계없이 존재합니다. 주파수가 0Hz로 설정되면 발전기가 꺼집니다.

현재 시간은 "1"(시), "2"(분), "3"(4초), "5"(요일), "6"(일), "7" 버튼으로 설정됩니다. (월) 및 "2" "(년) 버튼 "B"(판독값을 늘려야 하는 경우) 또는 "R"(축소해야 하는 경우)을 누른 상태에서. 시계 모드의 디스플레이는 그림에 나와 있습니다. XNUMX, 디.

설명된 장치에는 0개의 알람 시계가 있습니다. 각각에 대해 시, 분, 요일을 설정할 수 있습니다. "3" 버튼을 눌러 알람을 전환합니다. 작동 시간은 위에서 설명한 시계 설정과 같은 방법으로 입력합니다. 요일은 "9"- "3"( "4"- 월요일, "9"- 화요일, ... "2"- 일요일) 버튼으로 설정됩니다. 버튼을 다시 누르면 해당 날짜의 기호가 디스플레이에서 사라집니다. 알람 설정의 예는 그림에 나와 있습니다. 1, f-h. 첫 번째 경우 알람 6은 평일 30시 2분, 두 번째(알람 8) - 주말 00:3, 세 번째(알람 18) - 매일 42:17에 울립니다. 알람은 장치가 시계 모드인 경우에만 작동합니다. 아무 버튼이나 눌러 소리 신호를 끌 수 있습니다 (물론 SBXNUMX 제외).

XNUMX진수 형식의 "펌웨어" ROM MK 코드가 있는 표

세부 사항에 대한 몇 마디. Microcircuits KR1554IE18은 K555, KR1533 시리즈의 해당 제품과 회로의 해당 변경 및 K555, KR1533, K531, KR1554 시리즈의 다른 카운터로 교체할 수 있습니다. 사용된 카운터에 따라 최대 계수 주파수는 20 ~ 128MHz 범위입니다. 다이어그램에 표시된 것 대신 DV16252 표시기를 사용할 수 있습니다. 핀의 용도는 DV16230S1FBLY/R과 동일하므로 전원 핀 1과 2만 교체하면 됩니다.

계측기를 보정하는 방법에는 여러 가지가 있습니다.

1. 장치를 주파수 측정 모드로 전환한 후 알려진 주파수 신호를 입력에 적용하고 튜닝 커패시터 C1을 사용하여 표시기에 이 값을 설정합니다. 입력 신호의 주파수가 높을수록 장치가 더 정확하게 조정됩니다.

2. 장치의 입력과 병렬로 예시적인 주파수 측정기를 연결하고 주파수 측정 모드로 전환한 후 입력에 신호를 적용합니다. 커패시터 C1의 커패시턴스를 변경하여 장치의 판독 값이 일치하는지 확인하십시오. 첫 번째 경우와 마찬가지로 입력 신호의 주파수가 높을수록 장치를 더 정확하게 조정할 수 있습니다.

3. 장치를 주기 측정 모드로 전환하고 알려진 주파수 신호를 입력에 적용하고 커패시터 C1로 필요한 값을 설정합니다. 입력 신호의 주기가 길수록 계측기 설정이 더 정확합니다. 이러한 방식으로 보정할 때 전자시계의 1Hz 신호를 사용하는 것이 편리합니다.

4. 생성기의 출력에서 3MHz의 주파수를 설정한 후 예시적인 주파수 측정기의 입력에 신호를 적용합니다. 커패시터 C1의 커패시턴스를 변경하여 주파수를 3MHz로 설정합니다.

저자: A. Piskaev, Orel

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