|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese|
RADYO ELEKTRONİK VE ELEKTRİK MÜHENDİSLİĞİ ANSİKLOPEDİSİ Kombine sayaçtaki yeni modlar. Radyo elektroniği ve elektrik mühendisliği ansiklopedisi
Radyo elektroniği ve elektrik mühendisliği ansiklopedisi / Ölçüm teknolojisi Kombine cihazın [1] çalışması sırasında, mikrodenetleyici programı önemli ölçüde iyileştirildi. Bu programın yeni 2.03 sürümü, kullanıcıya mevcut olanlara ek olarak, giriş sinyalinin frekansını ölçmek için modlar ve mantık analizöründe tek bir tarama sağlar. Yeni işlevler tamamen yazılıma uygulandı; cihazın donanımında herhangi bir değişiklik yapılması gerekmedi. Tek tarama modu, cihazın osiloskopunda en başından beri sağlanmıştır, ancak yazar bunu mantık analizöründe uygulamamıştır, ancak orada daha az kullanışlı değildir. Mikrodenetleyici programının yeni versiyonunda bu eksiklik giderilmiştir. Artık mantık analizörünün, cihazın osiloskopu gibi iki tarama moduna sahip olduğunu söyleyebiliriz: normal ve tek. İki istisna dışında neredeyse aynıdırlar. İlk olarak, mantık analizörü giriş sinyalinin voltajını ölçmez. Standart mantık seviyelerinin sinyalleri incelendiği için bu işlemin burada bir anlamı yoktur. İkinci olarak, mantık analizörü modunda bilgi çerçevesinin zaman eksenindeki konumu hakkında ekranda görüntülenen ek bilgiler, osilogramların alanıyla örtüşmez ve onların gözlemlenmesine müdahale etmez. Bu nedenle kapatılması gereksiz olarak uygulanmadı. Lojik analizörün tekli tarama modundaki gösterge ekranındaki görüntünün bir örneği Şekil 1'de gösterilmektedir. XNUMX.
Analizörün normal tarama modundan “5” tuşuna basılarak bu moda girilir. İçinde aşağıdaki kontrol tuşları çalışır: "4" - çerçeveyi sola taşıyın (arabelleğin başına); "5" - sinyal örneklerine göre hareket etmeyi bırakın; "6" - çerçevenin sağa taşınması (tamponun sonuna kadar); "0" - hareket adımının seçimi (sayım veya çerçeve); "D" - tekli tarama modundan çıkış. Tekli tarama modunun tam bir açıklaması verilmemiştir, çünkü [2]'de bir osiloskopla ilgili olarak oldukça ayrıntılı bir şekilde açıklanmıştır. Frekans ölçüm moduna gelince, ATxmega ailesinin mikro denetleyicisi, birçok seçeneğini uygulamanıza olanak tanır. Ölçülen sinyalin birim zaman başına periyot sayısının klasik hesaplamasının yanı sıra, bu mikro denetleyicinin zamanlayıcı sayaçları, giriş sinyalinin darbe tekrarlama periyodunu doğrudan ölçebilir, bu da tekrarlama frekanslarını hesaplamayı kolaylaştırır. Bu yöntemin avantajı kısa ölçüm süresidir, ancak kabul edilebilir doğruluk yalnızca birkaç on kilohertz'i aşmayan bir frekansa kadar korunur. Bu bağlamda cihazdaki sinyal frekansı yukarıda bahsedilen klasik yöntem kullanılarak ölçülür. Prensibi basittir. Bir zamanlayıcı sayacı bir ölçüm zaman aralığı oluşturur, ikincisi bu aralıktaki giriş sinyali darbelerini sayar. Ölçüm aralığının süresi 1 s ise, bu süre zarfında ikinci sayaçta biriken sayı, hertz cinsinden sinyal frekansıdır. Ancak bu yöntemin uygulanmasında zorluklar vardır. İlk olarak, ATxmega ailesi mikro denetleyicisinin [3] tüm zamanlayıcı sayaçları 16 bittir. Bu, böyle bir sayaç tarafından doğru olarak ölçülen maksimum frekansın, sayma kaydının taşması ile sınırlı olduğu ve 216 - 1 = 65535 Hz'ye eşit olduğu anlamına gelir. Mikrodenetleyici elemanların 32 MHz frekansa kadar çalıştığı göz önüne alındığında, bu açıkça yeterli değildir. Ölçülen maksimum frekansı arttırmanın en kolay yolu ölçüm aralığını azaltmaktır. Örneğin dört kat azaltmak, ölçülen frekansın maksimum değerinde dört kat artışa yol açacaktır. Aynı zamanda, ölçümünün ayrıklığı da aynı miktarda artacaktır çünkü her darbe dört kat daha fazla "ağırlık kazanacaktır". Bu nedenle bu yol pratik değildir. Ölçüm çözünürlüğünü artırmadan, yalnızca giriş sinyali darbe sayacının bit derinliğini artırarak ölçülen maksimum frekansta bir artış elde etmek mümkündür. ATxmega mikrodenetleyici mimarisi, birden fazla zamanlayıcı-sayacının seri olarak bağlanmasına izin vererek bu fırsatı sağlar. 32 bitlik bir sayaç elde etmek için iki adet 16 bitlik zamanlayıcı sayacını birleştirmeniz yeterlidir. Saniyede 32 bitlik bir sayacın taşması yalnızca 2 - 1 = 4294967295 Hz frekansında meydana gelebilir, dolayısıyla bu durumda ölçülen frekansın üst sınırı yalnızca mikro denetleyici elemanlarının frekans özellikleriyle sınırlıdır ve 32'ye eşittir. MHz. İkinci olarak, giriş sinyalini port hattından zamanlayıcı sayacına "getirmek" ve ikincisini geniş bir tekrarlama oranları aralığında darbeleri saymaya zorlamak gerekir. Üçüncüsü, çeşitli öngörülemeyen sayım hatalarından kaçınmak için, diğer bileşenlerin çalışmasına bakılmaksızın, sayma işleminde yer alan tüm mikro denetleyici elemanlarının tam olarak senkronize çalışmasını sağlamak gerekir. ATxmega mikrodenetleyici ailesinde bulunan harika bir araç, bu zorlukların üstesinden gelmeye yardımcı olacaktır - olay sistemi [4]. Onun yardımıyla, çalışma için gerekli tüm sinyalleri oluşturabilir ve bunları mümkün olan en az ve en önemlisi istikrarlı bir gecikmeyle kaynaktan alıcıya taşıyabilirsiniz. Söz konusu cihazda uygulanan frekans ölçerin fonksiyonel diyagramı Şekil 2'de gösterilmektedir. XNUMX. G/Ç bağlantı noktası donanımı, her bir hattının durumunu analiz etmenize ve değişirse olaylar oluşturmanıza olanak tanır. Örneğin, giriş sinyalinin her yükselen veya düşen kenarı için olaylar oluşturun. Zamanlayıcı sayaçları yalnızca mikro denetleyicinin dahili saat darbelerini değil aynı zamanda olay sinyallerini de sayma yeteneğine sahiptir. Buradan giriş sinyali darbelerinin sayımının nasıl organize edildiği anlaşılıyor.
Sinyal, giriş olarak yapılandırılan ve artan sinyal farklılıklarına dayalı olarak olaylar üreten (her dönem için bir olay) PF3 hattına beslenir. Zamanlayıcı-sayıcı TCC1, olay yönlendiricisinin 3. kanalı aracılığıyla iletilen olaylar için sayaç modunda çalışır. Ayrıca 4 bitlik sayma kaydının taşma olaylarını (OVF) oluşturur ve yönlendiricinin 16. kanalına gönderir. Kanal 1 üzerinden iletilen 16 bitlik olay sayacı modunda çalışacak şekilde yapılandırılmış TCD4 zamanlayıcı sayacı tarafından sayılırlar. Saniyede bir, mikrokontrolör senkronlayıcı darbelerini saymak üzere yapılandırılmış zamanlayıcı-sayıcı TCF0 tarafından oluşturulan sayma aralığı sinyalinin sonunda, program, TCC1 ve TCD1 sayaç zamanlayıcılarının sonuçlarını tek bir 32 bit kelimeye "yapıştırır" ve bir değişkene değer. Daha sonra tüm zamanlayıcı-sayaçları yeniden başlatarak yeni bir frekans ölçüm döngüsünü başlatır. Frekans ölçüm modunda ana özellikler
Frekans ölçüm hatasının ana kaynakları dikkate alınmalıdır: 1. Mikrodenetleyici saat frekansının ayarlanmasında yanlışlık, bunun sonucunda ölçüm aralığının gerçek süresi bir saniyeden farklı olur. Bu hatanın iki bileşeni vardır: sistematik ve rastgele. Sistematik bileşen, gerçek ortalama saat frekansı ile nominal değer arasındaki eşitsizliğin sonucudur. Kalıcıdır ve telafisi mümkündür. Bunun nasıl yapılacağı aşağıda tartışılacaktır. Hatanın rastgele bileşeni saat üretecinin frekansındaki dalgalanmalardan kaynaklanmaktadır. Buna neden olan pek çok faktör var. Bunlar, besleme voltajındaki dengesizlik ve dalgalanmalar, jeneratör elemanlarının içsel gürültüsü, sıcaklığın etkisi vb.'dir. Yüksek sınıf cihazlarda, bu tür faktörlerin zararlı etkilerini en aza indirmek için, termal de dahil olmak üzere çok çeşitli önlemler kullanılır. saat üretecinin stabilizasyonu ve titreşim koruması. Ancak bu tür hatalar ancak azaltılabilir, tamamen ortadan kaldırılamaz. Cihazın orijinal kopyasında ±%0,001'i geçmez. Bu, 5 MHz frekansının ±50 Hz hatayla ölçüldüğü anlamına gelir. 2. Ölçüm sonucunun örnekleme hatası. Herhangi bir dijital ölçüm cihazıyla çalışmış olan herkese tanıdık gelecektir. Bu hatanın kaynağı Şekil 3'deki grafiklerle açıklanmaktadır. 6. Ölçüm aralığı sınırlarının zaman ekseni üzerindeki göreceli konumuna ve sayaç tarafından kaydedilen ölçülen sinyaldeki değişikliklere bağlı olarak sayma sonucu bir farklılık gösterebilir. Örneğin, şekilde gösterilen durumda, yaklaşık 7 Hz'lik bir gerçek tekrarlama oranıyla (6,6 sn'lik bir sayma aralığıyla) 1 veya 100 darbe sayılabilir. Bu etki, ölçülen frekans ile sayma aralığı arasındaki herhangi bir oranda devam eder. Bir ölçüm birçok kez tekrarlandığında, sonucunun en az anlamlı rakamı döngüden döngüye birer birer "atlar". Bu hatanın bağıl büyüklüğü ölçülen frekansla ters orantılı olarak artar. Örneğin, 0,5 Hz civarında bir frekans, ±%XNUMX'lik ortalama bağıl hatayla ölçülecektir. Birkaç megahertz ve daha yüksek frekanslarda örnekleme hatası ihmal edilebilir. Burada ölçüm aralığının süresinin rastgele bileşeni hakimdir.
Frekans ölçümlerini gerçekleştiren program bloğu, programın tamamı gibi BASCOM AVR program geliştirme sisteminde geliştirildi. Frekans ölçer moduna girildiğinde program, frekans ölçümünde yer alan mikro denetleyicinin iç yapısının elemanlarını uygun şekilde yapılandırır: - giriş sinyalinin alındığı PF3 hattı, artan sinyal düşüşlerine dayalı olarak olaylar üreten bir giriş olarak yapılandırılmıştır ve olay yönlendiricisinin 3. kanalı, bu olaylarla ilgili sinyalleri iletecek şekilde yapılandırılmıştır: Portf_pin3ctrl=1 Evsys_ch3mux=&B01111011 - TCF0 zamanlayıcı sayacını 1 saniye süren bir ölçüm aralığı oluşturacak şekilde yapılandırır: yapılandırma Tcf0=Normal,Ön ölçek=7 Tcf0_per=31249 - TCC1 zamanlayıcı sayacını, PF3 hattından yönlendiricinin 3. kanalından gelen olayları sayacak şekilde yapılandırır: yapılandırma Tcc1=Normal Tcc1_ctrla=&B00001011 Tcc1_ctrld=&B00001011 ve yönlendiricinin 4. kanalı - TCC1 zamanlayıcı sayacının taşması ile ilgili sinyalleri iletmek için: Evsys_ch4mux=&B11001000 - zamanlayıcı sayacını yönlendiricinin 4. kanalından gelen olayları sayacak şekilde yapılandırır: yapılandırma Tcd1=Normal Tcd1_ctrlа=&в00001100 Tcd1_ctrld=&в00011100 Sonuç olarak, TCC1 ve TCD1 zamanlayıcı sayaçları tek bir 32 bitlik sayaç oluşturur. Artık sistem ölçülen sinyalin periyotlarını saymaya hazırdır. Üstelik, dikkate alınan cihazların her biri başlatıldıktan hemen sonra çalışmaya başladığından, bu zaten devam ediyor. Ancak doğru sonucu alabilmek için ölçüm aralığının başında olayları saymaya sıfırdan başlamak gerekir. Bu nedenle, ölçüm döngüsü, içinde yer alan üç zamanlayıcı sayacının hepsinin aynı anda sıfırlanmasıyla başlamalıdır. Ölçüm aralığının başlangıcına (TCF0 zamanlayıcısının yeniden başlatılma anı) en yüksek hızda çalışan TCC1 zamanlayıcı sayacının yeniden başlatılma anına bağlantı verilmesi özellikle önemlidir. TCD1 zamanlayıcı sayacının yeniden başlatılma anını ölçüm aralığının başlangıcına sıkı bir şekilde bağlama konusu o kadar acil değildir. Sayılması gereken ilk olay yalnızca TCC1 zamanlayıcı-sayıcı taştığında meydana gelecektir. Mikrodenetleyici birden fazla zamanlayıcı-sayıcıyı aynı anda yeniden başlatma yeteneğine sahip olmasına rağmen, bu yalnızca olay sistemi aracılığıyla uygulanır. Zamanlayıcı-sayıcı TCC1, kanal 3'ten olay sinyallerini alacak şekilde yapılandırıldığından ve yeniden yapılandırma olmadan diğer kanallardan olay sinyallerini alamadığı için, söz konusu durumda kullanılması mümkün değildir. Bu nedenle, yalnızca işlemci zamanlayıcı sayaçlarına bir defada yalnızca bir kez yeniden başlatma komutu verebilir. Frekans ölçüm döngüsü iki aşamadan oluşur: ölçümün kendisi ve sonucunun oluşumu. Ölçüm aşaması aşağıdaki beş program satırıyla açıklanmaktadır: Tcf0_ctrlfset=&B00001000 Tcc1_ctrlfset=&B00001000 Tcd1_ctrlfset=&B00001000 Bitwait Tcf0_intflags.0, Ayarla Evsys_ch3mux=&B00000000 Bu parçanın ilk üç satırı zamanlayıcı sayaçlarını TCF0, TCC1, TCD1 sırasıyla yeniden başlatır. Bu nedenle, zamanlayıcı-sayıcı TCC1, zamanlayıcı-sayıcı TCF0 tarafından sayılan ölçüm aralığının başlangıcında değil, Δt gecikmesiyle olayları saymaya başlar.1 bu ana göre (Şekil 4). İşlemcinin TCC1 zamanlayıcı-sayacı yeniden başlatma işleminin süresine eşittir. Daha sonra işlemci, aynı gecikmeyle TCD1 zamanlayıcı sayacını yeniden başlatır ve ardından ölçüm aralığının sonunu beklemeye başlar. Bu an geldiğinde, TCF0 zamanlayıcı-sayacı, taşma kesme isteği bayrağını TCF0_JNTFLAGS kaydının sıfırıncı bitine ayarlayacaktır.
Bu işareti tespit ettikten sonra işlemci, TCC1 zamanlayıcı sayacının olayları (ölçülen sinyalin periyotlarını) saymasını yasaklamalıdır. Bu farklı şekillerde yapılabilir. Bizim durumumuzda, ölçüm aşamasının son işlemi olay yönlendiricisinin 3. kanalını devre dışı bırakmaktır. Bu işlem için Δt zamanına ihtiyacı var2 (Şekil 4), bu sırada dönemlerin sayımı devam eder. Eğer Δt2 ≠Δt1, sayma olaylarının (frekans ölçümleri) gerçek süresi Δt kadar farklılık gösterir2 - Δt1 ölçüm aralığının belirli süresinden itibaren bu, ölçüm hatasının başka bir bileşenine yol açar. Bunu ortadan kaldırmak için bu gecikmeleri eşitlemek gerekir. Bununla birlikte, yüksek seviyeli bir dilde yazılmış bir programda (BASCOM AVR dahil), programcı kullanılan dil yapılarını makine komutlarına çevirme algoritmasını bilmediğinden sürelerinin kesin değerlerini belirlemek zordur. Bu nedenle, gerçek bir programda, zamanlayıcı-sayıcı TCC!'yi yeniden başlatan, ölçüm aralığının sonunu kaydeden ve TCC!'yi durduran parçalar montaj dilinde yazılır ve aynı çalışma süresinin sağlanması için önlemler alınır. bu parçalardan. Bu, Δt eşitliğini sağlar2 = Δt1 ve sonuç olarak ölçüm aralığının gerçek süresinin verilen süreye eşitliği. Daha sonra, mikrodenetleyici saat frekansının nominal değere eşitsizliğiyle ilişkili sistematik hatayı ortadan kaldırmak için cihazda uygulanan yöntemi ele alacağız. Yukarıda belirtildiği gibi, böyle bir tutarsızlığın sonucu, ölçüm aralığı süresinin gerekli olan 1 s değerinden sapması ve ölçülen frekans değerinin gerçek değerden orantılı sapmasıdır. Öncelikle bu sapmanın ölçülmesi gerekiyor. Bunu yapmak için, birkaç megahertz frekansa sahip standart bir sinyal üretecine veya yeterince kararlı herhangi bir jeneratöre ve standart bir frekans ölçere ihtiyacınız olacak. Jeneratör sinyali, cihazın X8 konnektörünün 3 ve 5 (ortak) soketlerine beslenir. Yazıya eklenen Osc-Volt-2_03.hex dosyasındaki kodlar cihaz mikrodenetleyicisinin program hafızasına yüklenir. Cihaz açıldıktan sonra frekans ölçer moduna geçirilir ve referans jeneratörünün frekansı ölçülür. Ölçüm 10-20 kez tekrarlanmalı, ardından ölçülen ortalama frekans değeri F hesaplanmalıdır.düzenlenen. Düzeltme faktörü aşağıdaki formül kullanılarak hesaplanır K=Farr/Fdüzenlenen, nerede farr - referans jeneratörünün frekansı. K katsayısını programa girmek için Osc-Volt-2_03.bas dosyasında (programın kaynak metni) yorumlanan satırı bulmanız gerekir. tazminat: 'Sıcaklık2=Sıcaklık2*1.000004 Bulunmasını kolaylaştırmak için Tazminat: olarak etiketlenmiştir. Yorumsuz bırakılmalı ve 1.000004 çarpanı (bu değer cihazın yazarın kopyası için geçerlidir) düzeltme faktörünün bulunan değeri K ile değiştirilmelidir. Bundan sonra düzeltilmiş programı derleyip kodları yüklemek gerekir. Ortaya çıkan HEX dosyasından mikro denetleyicinin program belleğine. Daha önce de belirtildiği gibi, frekansının ölçülmesi gereken sinyal, cihazın X8 konnektörünün 5 numaralı soketine, buradan da mikro denetleyicinin PF3 girişine beslenir. Mikro denetleyicinin yalnızca seviyeleri üç veya beş volt mantığında kabul edilenlere karşılık gelen böyle bir sinyali doğru bir şekilde algılayabildiği açıktır. Diğer şekillerdeki (örneğin sinüzoidal) sinyallerin frekansını ölçmek için ek bir şekillendirici gereklidir. İyi sonuçlar, [5]'te açıklanan karşılaştırıcı probu kullanılarak elde edilir. Cihazın X5 konnektörüne bağlanabilir. A panosundan göndermeniz yeterli! Probu beslemek için cihazı bu konnektör voltajından +2 veya +5 V'tan yuva 3,3'yi serbest bırakacak şekilde ayarlayın (belirtilen voltaj değerlerinden herhangi birinde çalışır). Probu Şekil 5'de gösterilen şemaya göre bağlayın. XNUMX.
Frekans ölçer modunda cihaz göstergesinin ekran görünümü Şekil 6'de gösterilmektedir. XNUMX.
Bu moda, lojik analizörün normal modundan "LA" tuşuna basılarak girilir. Aşağıdaki tuşlara basarak cihazı frekans ölçer modundan diğer modlara geçirin: "İşletim Sistemi" - osiloskop moduna; "LA" - mantıksal analizör moduna; "GN" - sinyal jeneratörü moduna geçmek için. Mikrodenetleyici programı ftp://ftp.radio.ru/pub/2015/09/combi2-03.zip adresinden indirilebilir. Edebiyat
Yazar: A. Savchenko
Dünyanın en yüksek astronomi gözlemevi açıldı
04.05.2024 Hava akımlarını kullanarak nesneleri kontrol etme
04.05.2024 Safkan köpekler safkan köpeklerden daha sık hastalanmaz
03.05.2024
▪ Kediler ve köpekler için akıllı kapı ▪ Bahçecilik en iyi antidepresanlardan biridir ▪ Süper böceklere karşı kimyasal sentez
▪ Sitenin radyo amatörlerine yönelik bölümü. Makale seçimi ▪ Makale Aklı başında ve sağlam hafızada. Popüler ifade ▪ makale Molokan pusulası. Efsaneler, yetiştirme, uygulama yöntemleri ▪ makale Evde mikro döküm. Radyo elektroniği ve elektrik mühendisliği ansiklopedisi
Ana sayfa | Kütüphane | Makaleler | Site haritası | Site incelemeleri
www.diagram.com.ua |
Diğer makalelere bakın bölüm 
En son bilim ve teknoloji haberleri, yeni elektronikler:
Bu sayfanın tüm dilleri