Последние комментарии

Измерение частоты сигнала с помощью микроконтроллеров AVR. Простой частотомер.

Существует много схемных решений и способов измерения частоты сигнала, в том числе и при помощи микроконтроллеров. В этой статье разберем пример самого простого частотомера построенного на контроллере Atmega8. Схема частотомера показана на рисунке 1. Для обеспечения хорошей точности измерения микроконтроллер тактируется от генератора с внешним кварцем частотой 8MHz. Измеренные показания выводятся на LCD 1602 с контроллером HD44780. VD1 стабилитрон ограничивает амплитуду входного сигнала, R2 токоограничительный резистор.

Измерение частоты сигнала с помощью микроконтроллеров AVR. Простой частотомер.

Рисунок 1.

Чтобы измерить частоту сигнала необходимо подсчитать количество импульсов, поступающих на вход микроконтроллера, за единицу времени. Для этого в нашей программе используем два типа перерывания: прерывание по переполнению таймера T0 и внешнее прерывание по изменению сигнала на входе INT0. Количество поступающих на вход сигналов будем подсчитывать за время - 1 секунда.  Восьмибитный таймер T0 будет работать с частотой 1MHz, для этого включим предделитель на 8. Обработчик прерывания по переполнению таймера вызывается 4000 раз в секунду, при этом переменная counter увеличивает свое значение на единицу. Как только эта переменная станет равна 4000, т.е. пройдет 1 секунда, на дисплей уйдет информация о переменной edgecounter, затем обе переменные обнуляются. Все это происходит уже в главном цикле. Переменная edgecounter увеличивает свое значение на единицу каждый раз когда на входе INT0 происходит смена фронта сигнала, т.е. поступает 1 импульс.

Исходный код программы с подробными комментариями показан ниже:

// Измерение частоты сигнала с помощью микроконтроллеров AVR. Простой частотомер.
#include<avr/io.h>
#include<avr/interrupt.h>
#include<util/delay.h>
		 
volatile unsigned int edgecounter = 0, counter = 0;
// Обработчик прерывания по переполнению Т0, вызывается 4000 раз в секунду
ISR(TIMER0_OVF_vect)
{
TCNT0 = 6; // Счетчик Т0 начинает считать с 6, т.к. 1MHz/(256-6) = 4000Hz
counter++;
}
// Обработчик внешнего прерывания
ISR(INT0_vect)
{
edgecounter++;
}
// Функции работы с LCD 
#define RS PD0 
#define EN PD1
// Функция передачи команды
void lcd_com(unsigned char p)
{
PORTD &= ~(1 << RS); // RS = 0 (запись команд)
PORTD |= (1 << EN); // EN = 1 (начало записи команды в LCD)
PORTD &= 0x0F; PORTD |= (p & 0xF0); // старший нибл
_delay_us(100);
PORTD &= ~(1 << EN); // EN = 0 (конец записи команды в LCD)
_delay_us(100);
PORTD |= (1 << EN); // EN = 1 (начало записи команды в LCD)
PORTD &= 0x0F; PORTD |= (p << 4); // младший нибл
_delay_us(100);
PORTD &= ~(1 << EN); // EN = 0 (конец записи команды в LCD)
_delay_us(100);
}
// Функция передачи данных
void lcd_data(unsigned char p)
{
PORTD |= (1 << RS)|(1 << EN); // RS = 1 (запись данных), EN - 1 (начало записи команды в LCD)
PORTD &= 0x0F; PORTD |= (p & 0xF0); // старший нибл
_delay_us(100);
PORTD &= ~(1 << EN); // EN = 0 (конец записи команды в LCD)
_delay_us(100);
PORTD |= (1 << EN); // EN = 1 (начало записи команды в LCD)
PORTD &= 0x0F; PORTD |= (p << 4); // младший нибл
_delay_us(100);
PORTD &= ~(1 << EN); // EN = 0 (конец записи команды в LCD)
_delay_us(100);
}
// Функция вывода строки на LCD
void lcd_string(unsigned char command, char *string)
{
lcd_com(0x0C);
lcd_com(command);
while(*string != '\0')
{  
lcd_data(*string);
string++;
}
}
// Функция вывода переменной
void lcd_num_to_str(unsigned int value, unsigned char nDigit)
{
 switch(nDigit)
 {
 case 4: lcd_data((value/1000)+'0');
 case 3: lcd_data(((value/100)%10)+'0');
 case 2: lcd_data(((value/10)%10)+'0');
 case 1: lcd_data((value%10)+'0');
 }
}
// Функция инициализации LCD
void lcd_init(void)
{
_delay_ms(50); // Ожидание готовности ЖК-модуля
// Конфигурирование четырехразрядного режима
PORTD |= (1 << PD5);
PORTD &= ~(1 << PD4);
// Активизация четырехразрядного режима
PORTD |= (1 << EN);
PORTD &= ~(1 << EN);
_delay_ms(5); 
lcd_com(0x28); // шина 4 бит, LCD - 2 строки
lcd_com(0x08); // полное выключение дисплея
lcd_com(0x01); // очистка дисплея
_delay_us(100);
lcd_com(0x06); // сдвиг курсора вправо
lcd_com(0x0C); // включение дисплея, курсор не видим
}
int main(void)
{
PORTD = 0x00; // Настраиваем входы/выходы
DDRD = 0b11110011;
TCCR0 |= (1 << CS01); // Предделитель на 8, частота таймера 1 MHz
TIMSK |= (1 << TOIE0); // Разрешаем прерывание от таймера Т0
GICR |= (1 << INT0); // Разрешаем внешнее прерывание на входе INT0
MCUCR |= (1 << ISC01)|(1 << ISC00); // Внешнее прерывание формируется по переднему фронту
sei(); // Глобально разрешаем прерывания
	
lcd_init(); // Инициализация дисплея
lcd_com(0x01);
lcd_string(0x80, "Frequency Meter");
lcd_string(0xC0, "F =      Hz");
while(1)
{
// Выводим показания на дисплей
if(counter == 4000)
{
lcd_com(0xC4);
lcd_num_to_str(edgecounter, 4);
counter = 0;
edgecounter = 0;		
}
}
}

Архив для статьи "Измерение частоты сигнала с помощью микроконтроллеров AVR. Простой частотомер." HOT
Проект AVRStudio4
File Size 29.72 KB Download 1 800 Download

Метки: Частотомер

Печать E-mail

Комментарии  

0 #21 Sergey F 13.03.2014 15:43
Цитирую admin:
Цитирую Сергей Ф:
Здравствуйте!
Помогите пожалуйста совместить два проекта: ЧАСТОТОМЕР и ТЕРМОМЕТР (DS18B20).

Пиши и выкладывай свой исходник в форуме, помогу

Тему создал radioparty.ru/.../...
Сообщить модератору
0 #22 jogik9 29.04.2014 22:14
какой у него предел?
Сообщить модератору
0 #23 AntonChip 30.04.2014 08:36
Цитирую jogik9:
какой у него предел?
Для этого проекта 9999 Гц
Сообщить модератору
0 #24 Игорь М. 31.03.2015 12:29
Здравствуйте!
Интересный проект!
Хотел бы попробовать да нет прошивки и установки фьюзов.
Я не спец в этом
Сообщить модератору
0 #25 Alex_och 01.12.2015 14:44
Для себя код немного упростил - убрал дисплей и поставил светодиоды т.к. диапазон изменения не большой и особой точности не требует. Решил я сделать анемометр - прибор для измерения скорости ветра. Вентилятор крутится, геркон щелкает.
Но задача усложняется. Вентилятор с герконом нужно подключить к мобильному телефону (микрофону), а сама схема измерителя частоты к другому мобильному в гнездо наушников. Но возникла проблемка - получается как бы дребезг от геркона и дополнительный шум в эфире, что дает на устройстве дополнительные прерывания и ошибочный результат. Добавил в коде пару строчек для маленькой задержки, помогло, но хотелось бы лучше.
Пришла идея, чтобы на вентиляторе тоже поставить такую схему, а результат выдавался бы звуком определенной частоты в зависимости от скорости ветра и вращения вентилятора. Думаю, звук будет передаваться точнее. Получится что-то типа старого модема.
Или Вы посоветуете как-то по-другому сделать, может сталкивались с подобным вопросом.
Заранее благодарю.
Сообщить модератору
0 #26 AntonChip 01.12.2015 16:08
Вместо геркона лучше использовать оптопару, а если вентилятор от охлаждения процессора, то его встроенный датчик Холла
Сообщить модератору
0 #27 Юрий_ 09.01.2016 11:11
Доброго времени суток, реально ли сделать чтоб показывало еще и сотые от частоты?
Сообщить модератору
0 #28 AntonChip 11.01.2016 16:14
Цитирую Юрий_:
Доброго времени суток, реально ли сделать чтоб показывало еще и сотые от частоты?

Можно, но тогда измерение будет происходить 1 раз в 10 секунд
Сообщить модератору
0 #29 Ромаn 26.11.2016 19:44
подскажите например снимаем показания сдатчика через АЦП , а как узнать еще и частоту ?
Сообщить модератору
0 #30 Alex_och 27.11.2016 17:21
Цитирую Ромаn:
подскажите например снимаем показания сдатчика через АЦП , а как узнать еще и частоту ?

Роман, если Вы снимаете показания с датчика АЦП, значит Вы измеряете напряжение. Следовательно чем больше обороты, тем больше напряжение на датчике. Тогда Вы можите измерять частоту измеряя напряжение, только для этого нужно воспользоваться отдельным тахометром для калибровки устройства - найти соответствие напряжения к оборотам в нескольких точках т.к. в разном диапазоне зависимость можит быт не линейной. Это мое мнение и в том случае если датчик по принципу моторчика.
Сообщить модератору
0 #31 gulevsky 02.03.2017 21:04
Здравствуйте подскажите если сделать четыре частотомена на одном микроконтроллер е какой микроконтроллер нужно и сложно это?
Сообщить модератору
0 #32 AntonChip 05.03.2017 09:52
Цитирую gulevsky:
Здравствуйте подскажите если сделать четыре частотомена на одном микроконтроллере какой микроконтроллер нужно и сложно это?

Поможет использование более продвинутого контроллера, например ATmega1280 имеет 4 16 битных таймера/счетчик а
Сообщить модератору
0 #33 gulevsky 09.03.2017 20:07
Цитирую AntonChip:
Цитирую gulevsky:
Здравствуйте подскажите если сделать четыре частотомена на одном микроконтроллере какой микроконтроллер нужно и сложно это?

Поможет использование более продвинутого контроллера, например ATmega1280 имеет 4 16 битных таймера/счетчика

дороговат он дешевле четыре таких собрать только дисплей бы сегментный сделать и все. Ладно спасибо за совет.
Сообщить модератору
0 #34 АлексЕ 11.05.2017 22:58
Здравствуйте. Попробовал в Вашей программе предделитель поставить на 64 вместо 8-и. Соответственно и
counter в 8 раз убавил. Частотомер работает. А если предделитель на 64 оставить, а тайметр Т2 использовать, то частотомер в два раза меньше реальной частоты показывает. Моделировал в AVRStudio4.19. Подскажите что не так.
Сообщить модератору
+1 #35 AntonChip 12.05.2017 08:32
Цитирую АлексЕ:
А если предделитель на 64 оставить, а тайметр Т2 использовать, то частотомер в два раза меньше реальной частоты показывает. Моделировал в AVRStudio4.19. Подскажите что не так.
проверьте все ли регистры перенастроены под таймер 2
Сообщить модератору

Избранное "Устройства на AVR"

Предлагаемое устройство собрано на микроконт­роллере. Оно имеет меньшие габариты и более простую конструкцию, что позволит установить его на моделях автомобилей или других электрофицированных игрушках.

Схема устройства показана на рисунке. Его основа — микроконтрол­лер AT90S1200. Линии порта В ...

Основой предлагаемого читателям устройства послужили исходные коды прошивки микроконтроллера набора NM3311 МАСТЕР КИТ. Видимо, после того как фирма ATMEL сняла с производства микропроцессор AT90S2313, руководство МАСТЕР-КИТ посчитало нецелесообразным хранить в коммерческой тайне исходные коды ...

В этой статье рассматривается схемотехническое решение, устройство и конструкция DDS генератора (генератор с прямым цифровым синтезом формы сигнала) на микроконтроллере ATmega16 фирмы Atmel. В приборе, кроме синтеза сигнала различной формы и частоты, реализуется возможность регулировки амплитуды и ...

Еще несколько лет назад прямые цифровые синтезаторы частоты (Direct Digital Synthesizers или DDS) были диковинкой с очень ограниченной областью применения. Их широкое использование сдерживалось сложностью реализации, а также недостаточно широким диапазоном рабочих частот.

Один инструмент, который отсутствовал в моей домашней лаборатории - это фунциональный генератор. Эти приборы, как правило дорогие, а возможности купить его у меня не было. Я подумал, что стоит попробовать самому собрать этот прибор. Я нашел довольно распространенный DDS чип(прямой цифровой синтез) ...

Основная идея проекта - исследовать силу гравитации. Игрушка сделана из половины мячя для пинг-понга. По окружности светится красная точка, которая всегда остается вверху. При вращении игрушки в любом направлении, как вы хотите - красная точка всегда будет подниматься снова. Видео показано ниже:

...

“SignALL” – GSM сигнализация (далее по тексту “устройство”), предназначена для охраны помещений, таких как квартиры, дачи, гаражи и т.д. в составе мобильного телефона Siemens. Отличительной особенностью данного уcтройства является то, что оно в отличие от других подобных схем, оно является ...

Увидев несколько устройств в сети, которые управляют светодиодами в зависимости от нагрузки на процессор, я решил создать свою собственную схему, так как другие выглядят не очень совершенно. Изначально планировал чтобы девайс общался с ПК по шине USB при помощи TTL последовательного ...

Контроллер работает со светодиодными лентами RGB, которые сейчас очень популярны и ими легко декоративно выделить потолки, лестницы, зеркала и полки в ванных комнатах, кухнях и т.д. Система управления разделена на две части: контроллер, основанный на микроконтроллере ATtinny2313 и питающий/силовой ...

Этот контроллер способен управлять отдельным RGB светодиодом или светодиодной лентой используя пульт дистанционного управления стандарта RC5. Устройство построено на базе распространенных компонентов: микроконтроллер Attiny2313 фирмы Atmel, инфракрасный приемник TSOP1736, стабилизатор LM7805, кварц ...

Ночник сделан из корпуса старого китайского светильника, быстросменяющиеся световые эффекты и быстрое перемигивание светодиодов было заменено на плавный перебор цветов радуги. Плата заменена на новую, и был использован RGB светодиод, управляет которым микроконтроллер Attiny2313. При ...

Термометр является HID-устройством (Human Interface Device). Термометр собран на популярном и относительно недорогом микроконтроллере ATtiny2313 (AT90S2313), непосредственно измерением температуры занимается интегральный термометр DS18B20 (или DS18S20).

С помощью описанного ниже простого прибора автолюбитель сможет за несколько минут проверить и отрегулировать начальную установку угла опережения зажигания на своем автомобиле, а также проверить работоспособность центробежного и вакуумного регуляторов.

Появление в продаже мощных светодиодов, ...

Автономные системы охраны получили достаточно широкое распространение в нашей стране из-за простоты и дешевизны. Классическая простейшая автономка представляет из себя вандалоустойчивый ящик с сиреной, скрытно устанавливаемый тумблер или кнопку для отключения сирены и дверной магнитоконтактный ...

Это мультиметр предназначен для измерения напряжения и тока в блоках питания. Шунт от 0,05 Ома до 2 Ом должен быть включен последовательно с нагрузкой. Может питаться от измеряемого напряжения основного блока питания в пределах 12-30 Вольт.

  • "Бегущий огонь" с автореверсом

    Предлагаемое ...

  • 8-ми канальная система инфракрасного дистанционного управления
    8-ми канальная система инфракрасного ...

    Основой ...

  • DDS генератор на ATmega16
    DDS генератор на ATmega16

    В этой статье ...

  • DDS генератор на Atmega48
    DDS генератор на Atmega48

    Еще несколько лет ...

  • DDS генератор сигналов на AT90USB162 и AD9833 управляемый по USB
    DDS генератор сигналов на AT90USB162 и AD9833 ...

    Один инструмент, ...

  • Gravitron
    Gravitron

    Основная идея ...

  • GSM сигнализация + Touch Memory на Attiny2313
    GSM сигнализация + Touch Memory на Attiny2313

    “SignALL” – GSM ...

  • RGB индикатор загрузки процессора компьютера на Attiny45
    RGB индикатор загрузки процессора компьютера на ...

    Увидев несколько ...

  • RGB контроллер на Attiny2313 с управлением на энкодере
    RGB контроллер на Attiny2313 с управлением на ...

    Контроллер работает ...

  • RGB контроллер с дистанционным управлением на Attiny2313
    RGB контроллер с дистанционным управлением на ...

    Этот контроллер ...

  • RGB ночник на Attiny2313
    RGB ночник на Attiny2313

    Ночник сделан из ...

  • USB-термометр на ATtiny2313
    USB-термометр на ATtiny2313

    Термометр является ...

  • Автомобильный стробоскоп
    Автомобильный стробоскоп

    С помощью ...

  • Автономная охранная система на базе Touch Memory
    Автономная охранная система на базе Touch Memory

    Автономные системы ...

  • АмперВольтметр на Atmega8
    АмперВольтметр на Atmega8

    Это мультиметр ...

Избранное "Устройства на MICROCHIP"

Таймер предназначен для отработки выдержки времени от 0 до 9999 секунд, с точностью 1 секунда. Во время отсчета показания индикатора уменьшаются и в любой момент можно посмотреть сколько еще секунд осталось до окончания заданного интервала.

С целью упрощения индикация и установка производится ...


Этот проект представляет собой 3-х канальную инфракрасную (ИК) дистанционную систему управления. Эта система работает на 12-bit  SIRC - сигналах, которые используются в пультах дистанционного управления фирмы Sony.


Часто при проверке цифровых сигналов или при отладке своих устройств необходим логический анализатор, тем более что все больше устройств разрабатывается на микроконтроллерах. Здесь рассматривается простое решение логического анализатора, который может использоваться для большинства цифровых ...


В этой статье представлена схема 4-х разрядного счетчика на PIC16F88 который имеет следующие характеристики:
- прямой и обратный счет
- сброс результата счета
- свободный счет или удержание при достижении заданного значения
- заданное количество разрядов
- сигнал на выходе контроллера при ...

Терморегулятор CH-1000 предназначены для управления системами регулирования температуры в пределах от - (минус) 50 до + 120 °С. Регулятор может использоваться как в системах отопления, так и в системах охлаждения с управлением компрессором. Регуляторы выпускаются в без корпусном исполнении ...

Описываемый ниже прибор позволяет в широких пределах измерять частоты электрических колебаний, а также ёмкость и индуктивность электронных компонентов с высокой точностью. Расширен предел измерения ёмкости до 10000мкФ.  Так же имеется встроенный генератор фиксированных частот до 1МГц.

Устройство предназначено для измерения малых сопротивлений, индуктивности, емкости и ЭПС конденсаторов. Функционально, схему можно разбить на 8 основных модулей:
- L/C генератор
- Блок источников стабильного тока (50mA/5mA/0.5mA)
- Блок, отвечающий за разряд испытуемого конденсатора
- Блок ...

Это проект полноцветного светодиодного индикатора уровня, который управляется по USB с компьютера на Windows 7 или Vista. Проект преследует несколько целей:

Во-первых, он показывает, как читать аудиоинформацию от машины на Windows и передавать эти данные через USB к устройству.
Во-вторых, он ...

Этот проект представляет собой RGB контроллер, который может быть настроен через соединение USB. Цвет подключенных светодиодов (общий анод) зависит от выбранного режима работы:

- Медленное изменение цвета (около 40 минут);
- Быстрое изменение цвета (около 2 минут);
- Изменение цвета по температуре ...

Все активнее светодиоды входят в нашу жизнь. Всё эффективнее становится светодиодное освещение. Всё ниже опускаются цены. Всё больше появляется возможностей получения сочных цветов, простоты в управлении. Всё чаще можно увидеть светодиоды в оформлении и декоративном освещении.

В этой статье мы ...

Power Pic RGB с дистанционным инфракрасным управлением это устройство, которое генерирует цвета с использованием RGB светодиода и может управляться с помощью любого инфракрасного пульта дистанционного управления протокола Sony SIRC.

Эта третья версия проекта Power Pic RGB, цель которой управлять ...

Светодиодные RGB - светильники используются для создания декоративной подсветки. Источниками света в них служат 3 светодиода красного, зеленого и синего цвета. Смешение цветов создает неповторимую световую картину с тысячами оттенков. Светодиоды являются энергосберегающими источниками света, и их ...

В устройстве предусмотрен ручной и автоматический режим индикации. Когда переключатель SA1 разомкнут действует автоматический режим, при этом цвета меняются с достаточно большой задержкой. Если SA1 замкнут работает ручной режим, где поворотом ручки потенциометра R4 выбирается подходящий цвет ...

24 светодиода, расположенные по кругу создают несколько световых эффектов. Управляет всем микроконтроллер PIC16F628. Скорость перемигивания светодиодов можно изменить путем смены кварца на разные частоты. Схема устройства представлена ниже. Также можно посмотреть видео работы автомата.

Предлагаемое автоматическое зарядное устройство (ЗУ) предназначено для зарядки батареи аккумуляторов номиналь­ным напряжением 12 В и емкостью 1 ...10 А-ч, но при небольшой доработке его можно применить для зарядки аккумуляторных батарей с другими напряжением и емкостью.

В ЗУ применен ...

  • 0-9999 секундный таймер на PIC12F683
    0-9999 секундный таймер на PIC12F683

    Таймер ...

  • 3-х канальная система инфракрасного дистанционного управления на PIC12F629
    3-х канальная система инфракрасного ...

    Этот проект ...

  • 4-канальный логический анализатор на PIC микроконтроллере
    4-канальный логический анализатор на PIC ...

    Часто при ...

  • 4-х разрядный счетчик импульсов на PIC16F88
    4-х разрядный счетчик импульсов на PIC16F88

    В этой статье ...

  • CH-1000 - терморегулятор с датчиком температуры DS18B20
    CH-1000 - терморегулятор с датчиком температуры ...

    Терморегулятор ...

  • FLC– метр/генератор на PIC16F628
    FLC– метр/генератор на PIC16F628

    Описываемый ниже ...

  • LCF - метр PIC18F2520+Nokia 3310LCD
    LCF - метр PIC18F2520+Nokia 3310LCD

    Устройство ...

  • RGB индикатор уровня на PIC18F2550
    RGB индикатор уровня на PIC18F2550

    Это проект ...

  • RGB контроллер с USB интерфейсом на PIC18F2550
    RGB контроллер с USB интерфейсом на PIC18F2550

    Этот проект ...

  • RGB контроллер с дистанционным управлением на PIC12F683
    RGB контроллер с дистанционным управлением на ...

    Все активнее ...

  • RGB контроллер с ИК ДУ на PIC12F629/675/683
    RGB контроллер с ИК ДУ на PIC12F629/675/683

    Power Pic RGB с ...

  • RGB светильник на PIC12F629
    RGB светильник на PIC12F629

    Светодиодные RGB - ...

  • RGB светильник на PIC12F675
    RGB светильник на PIC12F675

    В устройстве ...

  • Автомат световых эффектов на PIC16F628
    Автомат световых эффектов на PIC16F628

    24 светодиода, ...

  • Автоматическое зарядное устройство для АКБ 1-10 А-ч
    Автоматическое зарядное устройство для АКБ 1-10 ...

    Предлагаемое ...

Авторизация