Счетчик импульсов своими руками на pic16f84a
Добавил пользователь Дмитрий К. Обновлено: 16.09.2024
Принципиальная схема реверсивного счётчика на микроконтроллере PIC16F628A:
Если у кого-то под рукой не окажется нужного индикатора АЛС, а будет какой-нибудь другой (или даже 4 отдельных одинаковых индикатора), я готов помочь перерисовать печатку и переделать прошивку. В архиве на форуме схема, плата и прошивки под индикаторы с общим анодом и общим катодом. Печатная плата показана на рисунке ниже:
Имеется также новая версия прошивки для счётчика на микроконтроллере PIC16F628A. при этом схема и плата счётчика остались прежними, но поменялось назначение кнопок: кнопка 1 - вход импульсов (например, от геркона), 2 кнопка включает счёт на вычитание входных импульсов, при этом на индикаторе светится самая левая точка, 3 кнопка - сложение импульсов - светится самая правая точка. Кнопка 4 - сброс. В таком варианте схему счётчика на микроконтроллере можно легко применить на намоточном станке. Только перед намоткой или отмоткой витков нужно сначала нажать кнопку "+" или "-". Питается счётчик от стабилизированного источника напряжением 5В и током 50мА. При необходимости можно питать от батареек. Корпус зависит от ваших вкусов и возможностей. Схему предоставил - Samopalkin
Форум по обсуждению материала СЧЁТЧИК НА МИКРОКОНТРОЛЛЕРЕ
Про использование технологии беспроводного питания различных устройств.
В каком направлении течет ток - от плюса к минусу или наоборот? Занимательная теория сути электричества.
Микрофоны MEMS - новое качество в записи звука. Подробное описание технологии.
Приводятся основные сведения о планарных предохранителях, включая их технические характеристики и применение.
Отпугиватель грызунов вибрационный четырехканальный на PIC.
Вашему вниманию предлагается вариант отпугивателя мышей, крыс и кротов на PIC-микроконтроллере, работающий на вибрационном принципе, в отличие от ультразвуковых отпуивателей мышей, которые себя не очень хорошо зарекомендовали. Как раз неэффективность УЗ-отпугивателей и сподвигла меня на разработку этого устройства. Известно, что вибрации доставляют дискомфорт грызунам, и они стараются покинуть зону с вибрацией. На этом принципе работают садовые отпугиватели кротов, однако, предлагаемая конструкция предназначена также для отпугивания мышей и крыс и обладает более развитым механизмом отпугивания, а также повышенной мощностью. Отпугиватель имеет 4 канала и может работать в 4х точках одновремено.
Простой USB-осциллограф на Tiny45
Ниже представлен проект USB-осциллографа, который вы сможете собрать своими руками. Возможности USB-осциллографа минимальны, но для многих радиолюбительских задач вполне сойдет. Также, схема данного USB-осциллографа может использоваться как основа для построения более серьезных схем. В основе схемы стоит микроконтроллер Atmel Tiny45.
Измеритель параметров полупроводниковых приборов на PIC16F876
Прибор может определять выводы и параметры транзисторов биполярных, полевых , диодов. В схеме всего один PIC16F876 и 3 микросхемы 74HC4052. Легко изготавливается и незаменим в повседневной практике радиолюбителя. Схема собрана по материалам статьи "SC Analyzer 2005" в журнале ELEKTOR ELECTRONICS (2005 APRIL стр 34-41)
Подключение до 15 кнопок к одному выводу PIC
Подключение семисегментного индикатора через сдвиговый регистр
Обычно требуется использовать 8 выводов микроконтроллера, чтобы подключить один лишь индикатор, что неэкономично. Для экономии выводов добавим к схеме еще сдвиговый регистр, например 74нс164. Теперь вместо восьми выводов нам понадобится всего 4:
На тактирование.
На сброс.
На данные.
На питающий транзистор.
Простой термометр на PIC и DS1820
Ниже представлена схема простого термометра на PIC'е. Индикатор BA56-12SRWA используется с общим анодом. Датчик температуры DS18B20 (разрешение 0.1'C) или DS1820 (разрешение 0.5'C). Программа сама определит тип датчика.
Графический термометр на LCD и PIC
Из данной статьи вы узнаете как сделать простой LCD-термометр. В основе схемы лежит микроконтроллер PIC16F88. В качестве датчиков температуры используются два LM35. В качестве LCD дисплея используется графический ЖКИ дисплей 128х64 точек KS0108.
Анализатор спектра на Atmega32
В статье описан небольшой анализатор аудиоспектра (0 - 10 кГц), состоящий из ЖК-дисплея 16x2 и микроконтроллера ATmega32. Используется простой алгоритм ДПФ (Дискретное Преобразование Фурье). БПФ (Быстрое Преобразование Фурье) отличается от ДПФ только большей скоростью но и более сложным алгоритмом.
Электронный замок с ключами iButton на AVR
Замок имеет простую конструкцию и предназначен в основном для индивидуального использования. Замок работает с любыми типами ключей iButton, поэтому можно применять уже имеющиеся ключи, предназначенные для других целей. Всего в память может быть записано до 9 ключей, хотя это количество можно легко увеличить. Для авторизации процесса программирования используется мастер-ключ, код которого занесен в ПЗУ и не может быть стерт или изменен обычной процедурой программирования замка.
Регуляторы мощности на AVR
Для управления инерционной нагрузкой часто применяются тиристорные регуляторы мощности, работающие по принципу подачи на нагрузку нескольких полупериодов сетевого напряжения с последующей паузой. Преимуществом таких регуляторов является то, что моменты коммутации тиристоров совпадают с моментами перехода сетевого напряжения через ноль, поэтому уровень радиопомех резко снижен. Кроме того, такой регулятор, в отличие от регулятора с фазовым управлением, не содержит аналоговых пороговых элементов, что увеличивает стабильность работы и упрощает настройку.
В первой части мы разобрали как можно прошить выбранный МК, как его правильно сконфигурировать, а так же научились работать с цифровыми портами.
Теперь пришло время рассмотреть остальную периферию микроконтроллера.
Все параметры работы МК задаются через установку определенных значений в регистрах специального назначения (SFR).
Как и конфигурационные биты, все существующие в выбранном МК регистры доступны нам в виде переменных благодаря подключенной библиотеке.
Что бы узнать, какие биты в каких регистрах нам потребуются для конкретного модуля — придется снова заглянуть в документацию.
Для примера, взглянем на таблицу регистров, имеющих отношение к цифровым входам\выходам порта B:
Считав значения регистра PORTB мы получим текущий логический уровень на каждой ножке порта.
Запись в регистр устанавливает указанный уровень на соответсующих ножках порта.
Каждый бит регистра нам доступен в виде отдельной переменной, именно через них мы управляли светодиодом и считывали состояние кнопки.
Регистр TRISB отвечает за направление данных через порт. Каждый из 8 битов регистра привязан к соответсвующей ножке МК.
Присвоив нужному биту единицу — мы сделаем из него вход, а присвоив ноль — выход.
Именно в этом регистре мы меняли биты через переменные pin_Bx_direction.
В регистре OPTION_REG к порту относится только старший бит:
RBPU: PORTB Pull-up Enable bit
1 = PORTB pull-ups are disabled
0 = PORTB pull-ups are enabled by individual port latch values
Этот бит отвечает за подключение внутренней подтяжки, о которой было упоминание в первой части.
По таблице видно, что изначально подтяжка выключена, а значит при отсутствии внешней подтяжки необходимо включить внутреннюю самостоятельно:
При желании узнать принцип работы конкретного модуля поближе всегда можно найти в документации принципиальную схему.
Прерывания
Так как микроконтроллеры не поддерживают многозадачность, возникает ряд проблем по совмещению нескольких процессов.
Допустим, нужно нам мигать одним светодиодом постоянно с большим периодом, а второй переключать по нажатию кнопки.
Какой бы порядок действий мы не выбрали, как надо у нас ничего не заработает: ведь пока микроконтролер отсчитывает время до переключения первого светодиода он может пропустить факт нажатия кнопки.
Тут нам и придут на помощь прерывания.
При определенных условиях микроконтроллер может прервать выполнение бесконечного цикла и выполнить небольшую подпрограмму, после чего вернуться к выполнению основной задачи.
- внешний источник прерываний INT
- изменение уровня сигнала на цифровых входах RB4:7
- переполнение таймера TMR0
- переполнение таймера TMR1
- совпадение TMR2 и PR2
- завершение записи в EEPROM
- изменение выходного уровня компаратора
- получение\завершение отправки данных через USART
- прерывания от модуля CCP
Прерывание по каждому источнику можно как разрешить, так и запретить индивидуально изменяя соответствуюющие биты в регистрах INTCON и PIE1.
Для разрешения прерываний, управляемых регистром PIE1 необоходимо разрешить прерывания от перифирии битом PEIE в регистре INTCON.
После выбора необходимых источников прерываний необходимо глобально разрешить прерывания битом GIE в регистре INTCON.
Для каждого прерывания имеется еще один бит в регистре INTCON или PIR1 — флаг прерывания.
При срабатывании прерывания соответсвующему флагу присваивается значение 1, по которому можно легко определить какое из прерываний сработало.
Сбрасывать флаги прерываний необходимо вручную после входа в обработчик прерываний, иначе при нескольких источниках разобрать кто конкретно его вызвал будет невозможно.
В качестве примера использования прерываний перепишем нашу программу по миганию светодиодом.
Воспользуемся источником прерываний INT. В зависимости от состояния бита INTEDG в регистре OPTION прерывание будет генерироваться либо по переднему фронту сигнала (переход с низкого уровня к высокому), либо по заднему.
Для изменения уровня сигнала на INT неободимо перенести кнопку на соответсвующую ногу (pin 6).
include 16f628a -- target PICmicro
--
pragma target clock 4_000_000 -- указываем рабочую частоту, необходимо для некоторых функций расчета времени
-- конфигурация микроконтролера
pragma target OSC INTOSC_NOCLKOUT -- используем внутренний кварц
pragma target WDT disabled -- сторожевой таймер отключен
pragma target PWRTE disabled -- таймер питания отключен
pragma target MCLR external -- внешний сброс активен
pragma target BROWNOUT disabled -- сбос при падении питания отключен
pragma target LVP disabled -- программирование низким напряжением отключено
pragma target CPD disabled -- защита EEPROM отключена
pragma target CP disabled -- защита кода отключена
--
enable_digital_io() -- переключение всех входов\выходов на цифровой режим
--
alias led is pin_B5 -- светодиод подключен к RB5
pin_B5_direction = output -- настраиваем RB5 как цифровой выход
--
alias button is pin_B0 -- кнопка подключена к RB0
pin_B0_direction = input -- настраиваем RB0 как вход
var volatile bit led_blink = false -- объявляем переменную
-- настраиваем прерывание
INTCON_INTE = on -- разрешаем прерывание по изменению сигнала на INT
INTCON_INTF = off -- сбрасываем флаг прерывания по INT
OPTION_REG_INTEDG = 0 -- генерировать прерывания при переходе 1->0
INTCON_GIE = on -- включаем обработку прерываний
-- обработчик прерывания INT
procedure INT_ISR is
pragma interrupt
if INTCON_INTF then -- проверяем флаг нужного нам прерывания
INTCON_INTF = off -- сбрасываем флаг прерывания
led_blink = !led_blink -- перключаем флаг светодиода
end if
end procedure
led = off -- выключаем светодиод
forever loop
led = off -- выключаем светодиод
_usec_delay( 100000 ) -- ждем 0,1 сек
if led_blink then -- моргаем только при активном флаге
led = on -- ждем 0,1 сек
_usec_delay( 100000 ) -- ждем 0,1 сек
end if
end loop
- из-за дребезга контактов кнопки прерывание может сработать несколько раз подряд, дребезг желательно подавлять программно
- в основном цикле программы у нас остались паузы, во время которых микроконтролер ничего не делает, кроме как ждет.
Таймеры
Основная работа таймеров — считать. По завершению счета они могут генерировать прерывание. А так как счет идет аппаратно, не забивая процессорное время ожиданием, таймеры удачно подходят на замену нашим паузам.
Каждый из трех таймеров имеет свои особенности, потому для выполнение определенных задач нужно уметь выбрать более подходящий.
При тактировании таймера от внешнего источника таймер превращается в счетчик внешних импульсов. В принципе счета ничего не меняется, просто в зависимости от источника может не получиться постоянная частота прерываний. Счетчиком можно считать количество нажатий кнопки, оборотов колеса и пр. При этом никто не обязывает считать от нуля до прерывания: текущее значение счетчика всегда доступно как для чтения, так и для записи.
При желании в режиме таймера можно увеличить частоту прерываний изменяя стартовое значение счетчика при каждом прерывании, но так как за время перехода на процедуру обработки уйдет неизвестное время, точно расчитать частоту не удастся.
- данный таймер 16-битный
- таймер может тактироваться не только от внешнего источника, но и от дополнительного часового кварца
- максимально доступный предделитель — 1:8
- таймер может считать только передние фронты сигнала
- таймер может использоваться модулем CCP
- таймер можно отключать
Помимо постделителя, сигнал при совпадении PR2 может идти на модуль CCP в качестве базы тайминга ШИМ.
Как и TMR1, данный таймер можно отключить.
Пример использования
В качестве примера зададим частоту мигания светодиода таймером TMR1.
Список всех необходимых переменных можно узнать из таблицы:
Описание каждого бита можно найти в документации на микроконтроллер.
include 16f628a -- target PICmicro
--
pragma target clock 4_000_000 -- указываем рабочую частоту, необходимо для некоторых функций расчета времени
-- конфигурация микроконтролера
pragma target OSC INTOSC_NOCLKOUT -- используем внутренний кварц
pragma target WDT disabled -- сторожевой таймер отключен
pragma target PWRTE disabled -- таймер питания отключен
pragma target MCLR external -- внешний сброс активен
pragma target BROWNOUT disabled -- сбос при падении питания отключен
pragma target LVP disabled -- программирование низким напряжением отключено
pragma target CPD disabled -- защита EEPROM отключена
pragma target CP disabled -- защита кода отключена
--
enable_digital_io() -- переключение всех входов\выходов на цифровой режим
--
alias led is pin_B5 -- светодиод подключен к RB5
pin_B5_direction = output -- настраиваем RB5 как цифровой выход
--
-- настраиваем таймер
T1CON_T1CKPS = 0b_11 -- предделитель, 2 бита
T1CON_TMR1CS = 0 -- тактирование от системной частоты
PIE1_TMR1IE = on -- разрешаем прерывание от TMR1
PIR1_TMR1IF = off -- сбрасываем флаг прерывания от TMR1
INTCON_PEIE = on -- разрешаем прерывания от периферии
T1CON_TMR1ON = on -- включаем таймер
INTCON_GIE = on -- включаем обработку прерываний
--
;таймер тактируется от Fosc/4 : 4MHz/4 = 1 Mhz
;предделитель установлен на 1:8 : 1Mhz/8 = 125 kHz
;таймер - 16 бит : 125 kHz/65536 = 1.9 Hz
;светодиод включится и выключится за 2 прерывания : итоговая частота моргания 0,95 Hz
--
-- обработчик прерывания TMR1
procedure TMR1_ISR is
pragma interrupt
if PIR1_TMR1IF then -- проверяем флаг нужного нам прерывания
PIR1_TMR1IF = off -- сбрасываем флаг прерывания
led = !led -- переключаем состояние светодиода
end if
end procedure
forever loop
-- полностью свободный основной цикл
end loop
Модуль CCP (Capture/Compare/PWM) предназначен для измерения и формирования импульсных сигналов.
Capture
- каждый задний фронт сигнала
- каждый передний фронт сигнала
- каждый четвертый передний фронт
- каждый 16 передний фронт
Compare
В режиме сравнения модуль рабоает в обратном направлении: как только значение в регистрах CCPR1H:CCPR1L совпадет с текущим значением TMR1, модуль может выставить 1 или 0 на ножке CCP1 (pin 9) или просто сгенерировать прерывание. Так же при совпадении модуль может обнулить TMR1.
Замеряя необходимые промежутки времени можно формировать импульсы определенной формы. Например, для управления положением сервомашинки требуется подавать на сигнальную линию импульсы высокого уровня длиной 700-2200 мкс с частотой 50 Hz. В зависимости от длины импульса серво установит свое положение либо в одно крайнее положение (700 мкс), либо в другое (2200 мкс), либо приблизительно по центру (1500 мкс).
В режиме ШИМ модуль самостоятельно формирует сигнал с частотой, генерируемой таймером TMR2, и заданной 10-битной скважностью.
Что такое ШИМ-сигнал?
Микроконтроллер может выдавать только цифровой сигнал — логические 1 и 0.
В ШИМ сигнале с постоянной частотой первую часть периода на выход подается 1, а вторую часть — 0. Меняя соотношение длительности обоих частей меняется скважность сигнала. Скважность ШИМ — это соотношение продолжительности импульса логической единицы и периода ШИМ. 10-битный ШИМ может обеспечить точность изменения скважности в 1/1024 длительности периода.
Как этим можно пользоваться?
Так как частота сигнала достаточно велика, то низкоскоростным нагрузкам будет казаться, что они получают напряжение, равное проценту скважности от максимума. Таким образом из ШИМ у нас выйдет обычный аналоговый выход с диапазоном напряжения от 0 до Vdd (в нашем случае — 5В).
Для высокоскоростных нагрузок (к примеру, для светодиодов) ШИМ сигнал будет регулировать процент времени работы. Для человеческого глаза мигание светодиода с большой частотой и переменной скважностью будет казаться постоянным горением с переменной яркостью.
Для работы с ШИМ имеется библиотека, потому нам не потребуется особых усилий по расчетам и настройке регистров.
Пример использования библиотеки:
-- настраиваем ШИМ
pin_CCP1_direction = output -- настраиваем pin 9 как выход
include pwm_hardware -- подключаем библиотеку, упрощающую работу с ШИМ
pwm_max_resolution( 4 ) -- устанавливаем значение предделителя TMR2 для выбора нужной частоты (976 Hz)
pwm1_on() -- включаем ШИМ
var bit fade_type = 1 -- переменная для направления изменения яркости
var byte i = 0 -- переменная для текущего уровня яркости
forever loop
-- меняем текущее значение
if fade_type then
i = i + 1
if i == 100 then
fade_type = 0
end if
else
i = i - 1
if i == 0 then
fade_type = 1
end if
end if
pwm1_set_percent_dutycycle(i) -- применяем новое значение яркости
_usec_delay( 20000 ) -- делаем паузу, иначе процесс изменения яркости будет очень быстрым
end loop
Компараторы
Вся работа компаратора заключается в том, что бы сравнить два напряжения и сказать какое из них больше. Сравнение происходит постоянно (при включенном модуле), при изменении результата сравнения может генерироваться прерывание.
В зависимости от настроек, компараторы могут работать в восьми режимах:
По схемам хорошо видно какие напряжения сравниваются в каждом режиме, стоит только пояснить что такое опорное напряжение Vref.
Источник опорного напряжения
Это еще один небольшой модуль, обычно требуется только для работы компараторов.
Единственная задача модуля — разделить напряжение питания до нужного значения.
Модуль представляет из себя простой делитель на 16 резисторах. Все, что он умеет — выделить пониженное до нужного значения напряжение из питания.
При питании 5В модуль может выдать напряжение от 0 до 3.6В.
EEPROM
В микроконтроллере 16f628a нам доступно 128 байт энергонезависимой памяти.
При использовании ассемблера нам пришлось бы много прочитать про порядок записи и чтения в память, нам же понадобится лишь подключить одну бибилотеку для работы с eeprom.
Для подключения библиотеки достаточно написать
после чего нам становится доступным ряд процедур и функций:
Единственное, о чем нужно помнить — о размере памяти. Записать dword по смещению 128 в данном случае не удастся.
USART
USART — последовательный порт ввода-вывода. Данный модуль предназначен для связи микроконтроллера с другими устройствами.
Для организации канала связи достаточно лишь соединить Rx каждого устройства с Tx другого.
При желании настроить режим работы модуля самостоятельно можно подробно изучить документацию на микроконтроллер, но нам снова понадобится лишь одна библиотека.
Единственное, что нам требуется указать — скорость передачи данных. Максимальная скорость зависит от тактового сигнала МК. При 4 MHz рекомендуемая скорость — 2400.
const serial_hw_baudrate = 2400 -- задаем скорость
include serial_hardware -- подключаем библиотеку
serial_hw_init() -- производим настройку модуля
После настройки можно начинать принимать и передавать байты.
Для организации связи с компьютером можно использовать UART-COM и UART-USB адаптеры. Впрочем, никто не мешает собрать их самостоятельно по схемам:
Внешний кварц
Как было видно, внешний кварц необходим не всегда. Но бывают и такие случаи, когда требуется использовать внешний тактовый сигнал.
Подключать внешний кварц нужно к ногам OSC1 и OSC2 (pin16 и pin 15):
Для распространенных кварцев резистор не нужен, ёмкость конденсаторов выбирается в зависимости от частоты кварца. Так же в зависимости от частоты выбирается режим, выставляемый в конфигурационном бите OSC:
Вместо кварца можно так же использовать керамический резонатор, он уже содержит в себе конденсаторы — для подключения резонатора достаточно подсоединить третий контакт к земле.
Итоги
Вот мы и расмотрели основные возможности каждого модуля в микроконтроллере 16f628a. Конечно, в такой короткой статье невозможно описать все тонкости при работе с каждым модулем, при необходимости подробная информация о каждом модуле доступна в документации на каждый микроконтроллер.
С текущим набором перифирии можно выполнить довольно много разнообразных устройств, но иногда бывает проще перейти на более укомплектованный микроконтроллер. Благодаря универсальным библиотекам, начать работать с любым другим поддерживаемым МК не составит особого труда.
Частотомер на PIC16F84A , с изменением времени измерения (0,1; 1 и 10 с),
диапазон измерения частоты от 0,1 Гц.. далее в статье подробней
После собранного мной простого частотомера на PIC 16F628A . Попалась мне на глаза схема еще одного частотомера на PIC16F84A (спасибо пользователю Seal с радиокота) . По своим параметрам этот частотомер гораздо интересней, при этом он также очень простой.
Основные технические характеристики частотомера следующие: диапазон измерения частоты — 0,1 Гц.. .60 МГц (реально верхняя граница выше); порог чувствительности по входному напряжению — 0,08. 0,15 В (амплитудное значение); минимальное надежно фиксируемое прибором значение частоты синусоидального сигнала — 2 Гц (амплитудой 0,15 В); максимальная амплитуда входного сигнала — 3 В. Питается прибор от батареи типа "Крона" (возможно использование внешнего источника напряжением 7. 16 В), потребляемый ток — 10. 12 мА. Предусмотрено изменение времени измерения (0,1; 1 и 10 с), умножение показаний на 1000 (при применении внешнего делителя частоты), удержание показаний, запись одного значения частоты в энергонезависимую память и возможность последующего считывания.
Цена младшего разряда — 10,1 или 0,1 Гц соответственно. При времени измерения 0,1; 1 и 10 с максимально на ЖКИ может отображаться семь, восемь или девять разрядов, т. е. максимальное отображаемое значение равно соответственно 99,999.99, 99,999.999 или 99,999.999.9 МГц.
После сборки схемы остается только откалибровать по образцовому генератору, частоту кварцевого генератора конденсатором С10 (рис.1)
Соедините правый по схеме вывод резистора R11 с точкой соединения 2-го и 3-го выводов ПИКа, и Вы получите ЧМ/ЦШ с входным сопротивлением около 500 ком.
Автор этого многофункционального частотомера А. ШАРЫПОВ, г. Владимир.
Источник материала Радио, 2002, № 10,
Архив статьи здесь Frec.rar
Печатная плата с буферным устройством без автоотключения.
Печатная плата от пользователя Seal с автоотключением.
От пользователя Bobruska , архив файлов , в котором имеется прошивка с латинскими буквами для этого частотомера.
В архив добавлены: Правленные Исходник (ASM) и Прошивка (HEX), комилятор (PIC-MPASM), кодовые таблицы контроллеров HD44780 (En-Ru) и ST7066U (En-Jp), фото дисплея с английским шрифтом.
Размер архива ~1.3M
Читайте также: