VBB

Предназначен для работы в составе аналогового генератора низких частот [1] и служит для замены круговой шкалы на оси элемента перестройки частоты и стрелочного измерителя выходного напряжения. Применение счетчика делает ненужными операции по подбору номиналов компонентов и укладке границ поддиапазонов. Цифровая шкала счетчика-вольтметра значительно повышает точность установки выходного сигнала.

Для управления функциями используется потенциометр, который позволяет не только устанавливать несколько режимов индикации, но и калибровать шкалы измерителей частоты и напряжения. Индикатором служит 4- разрядный сегментный светодиодный дисплей на базе TM1637.

Частота отображается в трех левых разрядах, горизонтальные сегменты правого знакоместа информируют о диапазоне (Гц/КГц). Максимальная входная частота — 500 КГц, порог срабатывания компаратора — 1,1 В. Время измерения — 1 Сек. На входе счетчика необходимо применить простейший формирователь, так как обеспечить гистерезис программными средствами, сохранив полосу рабочих частот, не удалось из-за ограниченности ресурсов МК.

Временная база основана на внутреннем RC — генераторе 9.6 МГц МК. Температурная нестабильность не превышает 1% и соизмерима с нестабильностью генератора низких частот, для которого предназначен счетчик. Любые вероятные отклонения от средней частоты компенсируются при калибровке.

Выходное напряжение генератора измеряется вольтметром постоянного тока со шкалой 20.00 В и весом младшего разряда 10 мВ, с выпрямителем на входе. Коэффициент преобразования вольтметра может оперативно изменяться в очень широких пределах и позволяет обеспечить точность показаний с любым выпрямителем (рекомендуется пиковый детектор) и делителем. Использован метод повышения точности АЦП до 12 бит [2].

На вход PB4 (выв.3) подключен потенциометр номиналом от 0,5 до 20 кОм с линейной характеристикой. Рекомендуется проверить симметричность регулировки. Для этого ручка выводится в среднее положение, и измеряются сопротивления плеч. Подберите переменный резистор, у которого они приблизительно равны. Можно применять любые, но работать станет менее комфортно.

Для калибровки счетчика, перед включением питания (!), ручку потенциометра повернуть против часовой стрелки до упора. После включения, в течение 4 секунд, ручку перевести в среднее положение. Режим калибровки индицируется на дисплее точкой в правой позиции. Отклонение ручки против часовой стрелки уменьшает показания (окно счета сужается) и наоборот. Чем больше угол, тем выше скорость изменения.
Заканчивать калибровку необходимо в среднем положении регулятора, когда изменения нулевые. Придется подождать не более четырех минут, и счетчик перейдет в обычный режим. Поправка запоминается и используется при дальнейшей работе. Точка-указатель гаснет. Точно так же калибруются показания вольтметра, только перед включением питания ручку следует повернуть по часовой стрелке. Скорости изменения показаний при калибровке счетчика и вольтметра существенно разные, поэтому придется работать внимательно и аккуратно. Используйте эталонные приборы.

Если забыть вернуть регулятор в среднее положение, значение поправки не сохранится в памяти. Запись может произойти только в среднем положении. Это сделано для того, чтобы ограничить возможности разовой коррекции, так как программных границ регулировки не предусмотрено.

В момент включения питания на дисплее появляется информация о результате чтения поправок из EEPROM МК. Это сообщение об удачном чтении или рекомендация провести коррекцию, коэффициенты которой оказались повреждены.

При работе, в крайнем левом положении регулятора, на индикаторе отображается частота, в правом – напряжение. Между ними 6 вариантов в соотношении времени. «Квант» – 1 сек.

Программное обеспечение составляют два файла для загрузки в программную память и EEPROM МК. После того, как результаты коррекции удовлетворят пользователя, содержимое EEPROM советуем сохранить с именем оригинального файла и в дальнейшем использовать только его. Коррекция, в данном случае, будет гораздо проще. Fuses микроконтроллера должны быть запрограммированы кодом 0x7AF900 {Lo, Hi, Ex} (частота по умолчанию, делитель на 8 выключен, Brown-out detection level at VCC=4.3V).

Помните, что от стабильности питающего напряжения МК напрямую зависит точность вольтметра.

Ссылки

[1] Низкочастотный генератор – тестер ОУ 
[2] Простой цифровой вольтметр на ATtiny13A 

Загрузки

Файлы, исходный код