MK АТ89S8252 上的频率计-发电机-时钟

MK AT89S8252 上的频率计-发生器-时钟。无线电电子电气工程百科全书

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该装置除了测量信号的频率和周期外，还能够计算输入脉冲的数量，生成矩形脉冲，还可以执行带日历的时钟和五程序闹钟的功能。

该装置的原理图如图所示。 1、允许您测量TTL电平高达110 MHz的周期信号的频率，对输入脉冲进行计数，测量输入信号的周期，生成占空比为2、频率从1 Hz到3 MHz的方波信号，显示当前时间、星期几、日期、月份、年份，还可以用作闹钟。设备在5V±10%电压下消耗的电流不超过30mA（指示灯背光关闭）。

MK АТ89S8252 上的频率计-发电机-时钟

该设备的基础是 ATMEL AT89S8252 微控制器 (MC)。它由8 KB ROM、2 KB EEPROM、256字节RAM、2个I/O端口、XNUMX个定时器/计数器(T/CO-T/CXNUMX)、看门狗定时器、时钟发生器和其他组件组成。

使用T/C作为外部脉冲计数器时，计数频率不能大于时钟发生器频率的1/24。例如，可以通过在输入处打开快速分频器来提高计数频率，但这需要引入开关节点。在所述装置中，为了提高输入端的计数频率，采用了KR1554系列高速计数器，计数频率提高了256倍，理论上可以达到128 MHz（石英谐振器的频率为12 兆赫）。当使用KR1554IE18芯片（DD2、DD3）时，最大频率为110 MHz。

MK DD9 的输入 1 上电后，会产生复位信号，复位信号的持续时间由 R1C3 电路的参数决定。二极管VD1用于在电源关闭后对电容器C3快速放电。

在程序开始时，HG1 显示被调整。在这种情况下，其缓冲区被清除，光标的显示和闪烁被禁止。为了减少将信息写入显示器所需的 I/O 线数量，总线大小设置为 4 位。

然后设置 T/C 的操作模式，解决必要的中断，并恢复发电机的操作模式和频率，这些都是在设备上次关闭之前的。在所有模式下，T/CO 都充当计时器。它的编程方式是每秒溢出并中断 50 次。在中断处理期间，轮询键盘，并生成示例性信号以使设备在频率计数器模式下操作。

计数器DD2、DD3的复位在对数电平的输入C的信号边沿上同步进行。输入 R 处为 0。这种情况决定了复位信号持续时间的相互冲突的要求。一方面，为了提高计数率，它必须足够小，另一方面，在这样的持续时间下，在输入信号的低频率下可能不会发生复位。为了消除该装置中的这一矛盾，决定完全放弃复位信号。每次测量后，计数器的状态都会被存储，并从后续测量期间获得的结果中减去。

T/C1 操作模式取决于仪器操作模式，如下所述。

闹钟是用DD4芯片制作的。它包含计算小时、分钟、秒、星期几、日、月和年所需的所有节点。它还具有 56 字节 RAM 可用于写入和读取。连接 G1 元件（例如 CR2032）后，微电路可以工作长达 10 年，并将所有记录的数据保存在内存中。所需的时钟精度由调谐电容器C4设置，显示器上显示的信息的对比度由调谐电阻器R5设置。 SB 17 按钮用于在黑暗中打开显示屏的 LED 背光。

通过按“F”按钮，将设备切换到频率测量模式，按“P”按钮，将设备切换到周期测量模式，按“G”按钮，将设备切换到发生器模式。使用相同的按钮，当按下“S”按钮时，它们分别打开输入脉冲计数、时钟和闹钟模式。当按下按钮和警报响起时，BQ1 发射器都会发出声音信号。按下按钮时产生的信号通过断开DD4芯片的1脚来关闭，报警时发出声音的信号是3脚。

更详细地考虑设备在各种模式下的操作。

当电源打开时，以及如上所述，按下 SB13（“F”）按钮后，设备会切换到频率测量模式。在此模式下，T/C1 被编程为作为输入脉冲计数器运行。 1秒后，计数结果显示在显示屏的顶行（图2a）。同时计算信号周期并将结果显示在底行。

MK АТ89S8252 上的频率计-发电机-时钟

有时，例如，当将振荡器平滑调谐到某个频率时，每秒测量一次以上会很方便，但频率更高。该设备具有一种测量频率提高 10 倍（每 0,1 秒）的模式。测量结果每秒显示五次。在这种情况下，分辨率降低至 10 Hz。通过按下按钮 SB12（“R”）可以转换到该模式。在这种情况下，显示的不是测量频率值的最后一位，而是符号“*”。要返回正常频率测量模式，请按 SB8（“B”）按钮。

对中断的响应时间取决于正在执行的命令，并且可能达到几微秒。为了消除由于这个原因而产生的错误，MC在执行当前操作之后，转移到功耗降低的模式。在此模式下，处理器停止，但所有外设继续运行。当中断发生时，将执行所有必要的操作，并且 MK 再次进入低功耗模式。这种情况下的中断响应时间始终相同，并且在形成时间间隔时很容易考虑到。

在周期测量模式下，定时器/计数器 T/C1 被编程为对来自内部分频器的脉冲进行计数。它们的重复率等于发生器频率的 V12，即 1 MHz。帐户的解析是通过输入 INT1 (vyv.13) DD1：通过日志进行的。 1 在此输入处，启用脉冲计数，并带有日志。 0 - 禁用。当电平差从1变为0时，产生中断，处理过程中计数结果显示在显示屏的底行（图2，b）。同时，计算信号的频率（精度为千分之一）并将结果显示在显示屏的顶行。不建议将频率超过 10 kHz 的信号应用于仪器输入，因为来自 INT1 输入的中断处理几乎会占用所有时间，并且没有时间来处理结果和轮询键盘。

在输入脉冲计数模式下，T/C1 也被编程为作为外部脉冲计数器运行。计数结果（图2c）每秒在显示屏上显示50次。如有必要，按下按钮 SB8（“B”），停止脉冲计数（在这种情况下，“>”符号熄灭）。再次按下 SB8 按钮即可恢复帐户。要重置计数器，请使用 SB12（“R”）按钮。必须考虑到按下任何按钮的反应会在 100 毫秒（抑制接触弹跳所需的时间）后发生。

使用数字按钮“0”-“9”输入生成脉冲的频率值。按 SB8（“B”）按钮可删除最右边的数字。指示器的顶行（图 2d）显示拨打的频率，底行显示发电机的实际频率，该频率由公式 3000000/T 确定（T 的变化范围为 1 至 65535）。因此，例如，通过输入数字 55000，我们实际上得到 55555.555 (3000000/54)。当您按下 SB12（“R”）按钮时，发电机频率会发生变化。

在 46 Hz 至 3 MHz 的频率下，T/C2 在发电机模式下运行。其输出连接至引脚 1 DD1。 T/C2 溢出中断被禁用。在较低频率（1 至 45 Hz）下，T/C2 用作启用中断的定时器。它们的频率取决于发电机的设定频率，范围在 16...90 Hz 范围内。在 8 ... 45 Hz 范围内，每次 T/C1.0 溢出时，引脚 P2 处的信号都会反转（输出信号频率比中断频率低两倍）。在 1 ... 7 Hz 频率下，信号会反转 2、3、5 或 8 次，具体取决于频率。 T/C2 的中断是低优先级中断，否则当设备工作在频率计数器模式时，误差会增加。在这方面，输出信号的周期可能与计算值略有不同（几微秒）。

无论设备的操作模式如何，发生器输出端的信号都会存在。当频率设置为 0 Hz 时，发电机关闭。

当前时间通过按钮“1”（小时）、“2”（分钟）、“3”（零秒）、“4”（星期几）、“5”（日）、“6”设置（月）和“7”“（年），同时按下按钮“B”（如果需要增加读数）或“R”（如果需要减少读数）。时钟模式下的显示如图 2 所示。 XNUMX、d．

所描述的装置中有五个闹钟。对于每一个，您都可以设置小时、分钟和星期几。按“0”按钮切换警报。操作时间的输入方式与上述设置时钟的方式相同。使用按钮“3”-“9”设置星期几（“3”- 星期一，“4”- 星期二，...“9”- 星期日）。当再次按下该按钮时，相应日期的符号将从显示屏上消失。设置警报的示例如图 2 所示。 1、f-h。在第一种情况下，闹钟 6 将在工作日 30:2 响起，第二种（闹钟 8）在周末 00:3 响起，第三种（闹钟 18）在每天 42:17 响起。请注意，闹钟仅在设备处于时钟模式时才起作用。您可以通过按任意按钮关闭声音信号（当然，SBXNUMX 除外）。

十六进制格式的带有代码“固件”ROM MK 的表

关于细节，我简单说几句。微电路KR1554IE18可以用K555、KR1533系列的对应产品替换，并对电路进行相应的更改，以及K555、KR1533、K531、KR1554系列的其他计数器。根据所使用的计数器，最大计数频率将在 20 ... 128 MHz 范围内。可以使用 DV16252 指示器代替图中所示的指示器。其引脚用途与DV16230S1FBLY/R相同，只需交换电源引脚1和2即可。

有几种方法可以校准仪器。

1. 将设备切换到频率测量模式后，将已知频率信号施加到输入，并使用调谐电容器 C1 在指示器上设置该值。输入信号的频率越高，设备的调谐就越精确。

2.将示例性频率计与设备的输入并联并切换到频率测量模式后，将信号施加到输入。通过改变电容C1的容量，保证仪器的读数一致。与第一种情况一样，输入信号的频率越高，您可以越准确地调整设备。

3. 将器件切换到周期测量模式，将已知频率信号施加到输入，并使用电容器 C1 设置所需的值。输入信号的周期越长，仪器设置越准确。以这种方式校准时，使用电子钟的 1 Hz 信号很方便。

4.在发生器的输出端设置3MHz的频率后，将信号施加到示例性频率计的输入端。通过改变电容器C1的电容值，将频率设置为3MHz。

作者：A. Piskaev，奥廖尔

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