Modul čítače s LCD - měřiče frekvence

Nová verze! Program pro mikrořadič byl upraven v nové verzi pro měření až do 50 MHz.

Měřič frekvence s LCD modulem je upravenou verzí měřiče s LED displejem, který je popsaný na těchto stránkách. Konstrukce se opírá o starší výprodejový LCD modul 4DM8010 bývalé TESLY Vrchlabí, který je stále ještě možné sehnat. Měřič zobrazuje pomocí zmíněného LCD modulu frekvenci číslicového signálu přiváděného na jeho vstup.

Zařízení patří mezi velmi jednoduché konstrukce. Při jeho stavbě je ale využit mikrořadič firmy Microchip, je nutné tedy mít přístup k programátoru těchto obvodů (nebo alespoň znát někoho, kdo vám program do obvodu naprogramuje).

Parametry čítače

Napájecí napětí:5 V=
Odběr proudu:asi 2 mA
Max. vstupní kmitočet:50 MHz
Úrovně vstupního signálu:TTL 5 V
Vstupní odpor:více než 10 MOhm;

Schéma zapojení

Na následujícím obrázku je kompletní schéma čítače.

Srdcem modulu je zmíněný 8bitový mikrořadič firmy Microchip typu PIC16F628A. Protože Microchip dodržuje pro většinu mikrořadičů s 18 vývody stejné rozložení vstupů a výstupů, bylo by asi možné jednoduše upravit program i pro jiné typy z jejich produkce.

Obvod U1 má dva hlavní úkoly. Na svém vstupu RTCC měří přicházející signál. Ochranný rezistor R1 pouze chrání vstup mikrořadiče proti náhodnému připojení nesprávného napětí. Zbývající výstupy portů RA a RB pak slouží k ovládání čtyřmístného modulu 4DM8010.

Krystal XT1 je tvoří časovou základnu pro taktování mikrořadiče a určuje přesnost měření. Pro uvedený účel jej není třeba nastavovat a mělo by vyhovět obvyklé katalogové zapojení. Pokud by byl oscilátor nestabilní, je možné zkusit zvýšit kapacitu C1 a C2 na 27 nebo 33 pF.

Posledními prvky jsou rezistor R2 a kondenzátor C4, které vytvářejí RC článek pro RESET mikrořadiče.

Programové vybavení

Program pro mikrořadič je k dispozici jak ve zdrojové, tak v přeložené formě zde.

Zdrojový program napsaný pro překladač XC8 je komentovaný, takže v případě potřeby by mělo být snadné si funkci upravit podle svých potřeb.

V programu běží "nezávislé hodiny" taktované po 4 milisekundách. Tyto hodiny dělá modul časovače č. 2. V obsluze přerušení od časovače se také generuje nový signál BP pro společnou elektrodu LCD a zobrazování desetinných teček. Kmitočet je zvolen 125 Hz. Měření vstupního signálu se provádí pomocí modulu čítače č. 0 podle potřeby po dobu v násobcích 4 milisekund.

Konstrukce modulu

Modul je "samonosný" do generátoru nebo jiného zařízení se upevňuje pomocí plastového rámečku, který je dodáván jako příslušenství modulu 4DM8010.

Protože se jedná o velmi jednoduché zapojení, není proto navržený ani motiv plošného spoje. Obvod byl sestaven na kousku univerzálního plošného spoje. Na následujících obrázcích je ukázka sestavení vzorku měřiče:

Zde je seznam součástek.

Postup stavby a oživení

  1. Před zahájením práce si nejprve připravte modul 4DM8010. Na jeho plošném spoji je potřeba přerušit (přeškrábnout) tenké propojky u "T1, T2 a T3". Spojky označené "T5" a ":" ponechejte propojené.
  2. Připájejte k modulu kousek univerzálního plošného spoje. Na vzorku na fotografiích je plošný spoj o velikosti 64 x 30 mm. Před vlastním pájením si zapojení prohlédněte a promyslete si rozmístění součástek na desce. Vhodným rozložením součástek a správnou orientací univerzálního spoje si ušetříte pájení mnoha vodičů!
  3. Rozmístěte a připájejte všechny součástky. Pro integrovaný obvod doporučuji použít patici.
  4. Nezapomeňte, že mikrořadič musí být naprogramovaný. Při programování nastavte HS oscilátor, LVP vypnuto, zapnutý RESET na MCLR a funkční Watchdog.
  5. Po kontrole osazení připojte k modulu napájecí napětí.
  6. Modul nemá žádné nastavovací prvky. Pouze zkontrolujte, zda odběr proudu je kolem 2 mA.
  7. Přiveďte na vstup měřený signál a zkontrolujte funkci modulu při různých kmitočtech.
  8. Vestavějte modul do určeného přístroje... A hotovo :-)

Použití měřiče frekvence

Použití je velmi jednoduché. Modul je bezobslužný a nepotřebuje žádné nastavování nebo přepínání rozsahů. Frekvenci vždy zobrazuje buď jednotkách "kHz", kdy desetinná tečka trvale svítí, nebo v "MHz", kdy tečka bliká. Na displeji se objeví hodnoty podle následující tabulky:

Frekvence
Zobrazení
Des. tečka
do 10 kHz
9.999
trvale
nad 10 kHz do 100 kHz
99.99
trvale
nad 100 kHz do 1 MHz
999.9
trvale
nad 1 MHz do 10 MHz
9.999
bliká
nad 10 MHz
49.99
bliká

Závěr

Modul čítače je jednoduchý a poslouží jako kontrolní měřidlo především ve funkčních generátorech nebo jiných přístrojích produkujících signál s logickými úrovněmi odpovídajícím TTL nebo 5V CMOS.

Pro měření kmitočtu s harmonickým nebo jiným průběhem signálu by jej bylo nutné doplnit o vstupní komparátor.