簡易周波数カウンタ

概要

とても簡易（ハードウエアもソフトウエアも共に）な周波数カウンタを作成しました 最高2.5Mhzまで1Hz単位で、または最高20Mhzまで8Hz単位で計測できる周波数カウンタです ゲートタイムは、1秒と0.1秒の切り替えが出来るようにしました 基準となるクロックは、手持ちの16.0000Mhz（京セラ製）を使用しました これは以前にジャンク袋で大量に購入したものです 先ずは、ブレッドボードで実験(HWもSWも)してから蛇の目基板に実装しました

処理説明

先ず、入力信号は、トランジスタ(2SC1815)で構成されたアンプで増幅されます。 増幅された信号は、GP2(T0CKI)端子に接続されTIMER0でカウントされます。 TIMER1とCCP1を使って正確な0.1秒または1秒を得ます。

TIMER1を内部クロックで1/8プリスケーラで動作させます。

するとTIMER1のクロックは、16MHz÷4÷8＝500kHzとなります。

CCP1をTIMER1とのコンペアモードで使い、一致する値を50000とします。

すると10Hz周期で一致割り込みが発生し、正確な0.1秒を得ることが出来ます。

更にこれを10回カウントすると、正確な1秒を得ることが出来ます。

プリスケール値は1/1、1/8を選択できるようにしました。 最終的にカウントした値を文字列に変換して、RS232Cで送信します。

回路図

ソースコード

/* ＜簡易周波数カウンター＞ */ static short endFlag; static short gateTime; void interrupt(){ if (PIR1.CCP1IF == 1) { PIR1.CCP1IF = 0; // endFlag++; if (endFlag == gateTime) { TRISIO.F2 = 0; // ゲートを閉める。 GPIO.F2 = 0; T1CON.TMR1ON = 0; // TIMER1を停止する。 } } } void Soft_Uart_Write_String(char *buf) { short len, i; len = strlen(buf); for (i = 0; i < len; i++) { INTCON.GIE = 0; Soft_Uart_Write(buf[i]); INTCON.GIE = 1; } } void main() { static unsigned long freq; // 0...4294967295 static unsigned char buf[20]; static short prescaler; // クロックの設定→今回は外付けの16Mhzクロックモジュールを使用する。 OSCCON = 0b01110000; // コンパレータの設定→今回は使用しない。 CMCON0 = 0b00000111; // アナログの設定→今回は使用しない。 ANSEL = 0b00000000; // ポートの設定 /* GPIO.F0 = sw0(INPUT) GPIO.F1 = sw1(INPUT) GPIO.F2 = freq(INPUT) GPIO.F3 = RS232C(RECV:INPUT) GPIO.F4 = RS232C(SEND:OUTPUT) GPIO.F5 = ExternalClock(16Mhz:INPUT) */ TRISIO = 0b00101111; OPTION_REG.F7 = 0; // 入力割り込みの設定→今回は使用しない。 INTCON.INTE = 0; INTCON.INTF = 0; OPTION_REG.INTEDG = 0; // 入力割り込み（変化）の設定→今回は使用しない。 INTCON.GPIE = 0; INTCON.GPIF = 0; // CCPの設定 PIE1.CCP1IE = 1; PIR1.CCP1IF = 0; CCP1CON = 0b00001011; CCPR1L = 0x50; // 0.1sec...10hz...クロックが16Mhzの時 CCPR1H = 0xC3; // 0.1sec...(1÷16000000)*4*8*50000 // TIMER0の設定 INTCON.T0IE = 0; INTCON.T0IF = 0; TMR0 = 0; OPTION_REG.T0CS = 1; OPTION_REG.T0SE = 0; OPTION_REG.PSA = 1; OPTION_REG.PS0 = 0; OPTION_REG.PS1 = 0; OPTION_REG.PS2 = 0; // TIMER1の設定 PIE1.TMR1IE = 0; PIR1.TMR1IF = 0; TMR1L = 0; TMR1H = 0; T1CON.T1CKPS0 = 1; T1CON.T1CKPS1 = 1; T1CON.TMR1ON = 0; // TIMER2の設定→今回は使用しない。 PIE1.TMR2IE = 0; PIR1.TMR2IF = 0; T2CON.TMR2ON = 0; T2CON.T2CKPS0 = 0; T2CON.T2CKPS1 = 0; TMR2 = 0; // Soft_Uart_Init(GPIO, 3, 4, 9600, 0); Soft_Uart_Write_String("PIC12F683 Frequency Counter R1.00\r\n"); // 割り込み(全体)の設定 INTCON.PEIE = 1; INTCON.GIE = 1; while (1) { // 初期化 T1CON.TMR1ON = 0; TRISIO.F2 = 0; GPIO.F2 = 0; TMR0 = 0; INTCON.T0IF = 0; TMR1L = 0; TMR1H = 0; PIR1.TMR1IF = 0; endFlag = 0; freq = 0; if (GPIO.F0 == 1) { // プリスケーラの切り替え OPTION_REG.PSA = 1; OPTION_REG.PS0 = 0; OPTION_REG.PS1 = 0; prescaler = 1; } else { OPTION_REG.PSA = 0; OPTION_REG.PS0 = 0; OPTION_REG.PS1 = 1; prescaler = 8; } if (GPIO.F1 == 1) { // Gate Timeの切り替え gateTime = 1; } else { gateTime = 10; } // 開始 T1CON.TMR1ON = 1; Delay_Cyc(10); TRISIO.F2 = 1; //ゲートを開ける。 // 測定 while (endFlag != gateTime) { if (INTCON.T0IF == 1) { INTCON.T0IF = 0; freq++; } } freq *= 256; freq += TMR0; // 補正 if (prescaler == 8) freq *= 8; if (gateTime == 1) freq *= 10; // 表示 LongToStr(freq, buf); Soft_Uart_Write_String(buf); Soft_Uart_Write_String("Hz\r\n"); // Delay_ms(10); } }

動作確認

PCのハイパータミナルを使って動作確認をしました。