====== 周波数カウンタV8(ロガー機能搭載)(PIC18F2550) ====== ===== 概要 ===== 今まで製作した、周波数カウンタは、測定結果をLCDに表示させるだけでしたが、今回は測定結果を、LCDに表示させるとともに、SDカードにも、ファイルとして保存するようにしました。 これにより、VFO等の発振器の周波数ドリフトを測定することが容易になります。 <仕様> ◆ゲートタイム(1秒、0.1秒) ◆プリスケール値(1/1、1/8) ◆表示単位(Hz、kHz) ◆測定結果表示(LCD) ◆測定結果記録(SDカード) ◆精度(1Hz、8Hz、10Hz、80Hz) ===== 動作原理 ===== PIC16シリーズでは、16ビットTIMERが、1個だけでしたが、PIC18シリーズでは、3個に増えたので、周波数カウンタが、作りやすくなりました。 TIMER1(16ビット)を入力周波数のカウント用に、TIMER3(16ビット)をゲート時間用に使いました。 入力周波数のカウント用には、TIMER0(16ビット)も検討してみたのですが、次の理由で使用をやめました。 * TIMER0には、TMR1ONやTMR3ONのような、TIMER停止機能が無い。(ゲートの開閉に不向き) * 外部クロック入力同期制御をOFFにすることが出来ない。(高い周波数測定に不向き) TIMER1とTIMER3は、ブロックダイアグラムを見ても分かりますように、TIMER0のこれらの問題を解決することが出来ます。 両方とも殆ど同じような構造になっています。 {{:imgpaste:202004:admin-20200430-185434.png?500}} {{:imgpaste:202004:admin-20200430-185442.png?500}} 測定した結果を、SDカードへ記録する方法は、 * アナログデータロガーV3(SDカード対応) * アナログデータロガーV4(SDカード対応) * SDカードReader&Writer(RS232C) 等で説明していますので、ここでは説明を省略します。 <処理の流れ> - ポートやLCD、MMC等を初期化する。 - 開始スイッチが押されるのを待つ。 - SDカードにファイル“log.csv"をリライトモードでアサインする。 - 周波数を測定する。 - SW1(プリスケーラの切り替え)をチェックし、1/1または1/8を設定する。 - SW2(ゲートタイムの切り替え)をチェックし、1秒または0.1秒を設定する。 - SW3(表示レンジの切り替え)をチェックし、HzまたはkHzを設定する。 - 測定結果をLCDに表示する。 - 測定結果をファイル“log.csv"に書き込む。 - 停止スイッチが押されるまで、4.~9.の処理を繰り返す。 - 停止スイッチが押されると、2.へ戻る。 ===== 回路図 ===== {{:imgpaste:202004:admin-20200430-185511.png?500}} ===== ソースコード ===== //********************************************************************** /* 　　　『周波数カウンタＶ８（ＳＤカード対応）』 　■概要 　　TIMER1（16ビット）をカウント用、TIMER3（16ビット）をゲート時間用 　　に使用することにより、全体の処理を簡易化。 　　測定結果は、ＬＣＤへの表示とＳＤカードへの保存（ロガー）を可能とした。 　　これにより、ＶＦＯ等の発振器の周波数ドリフトを測定することが容易となる。 　■仕様 　　・ゲートタイム：１秒、０．１秒 　　・プリスケール：１／１、１／８ 　　・表示単位：Ｈｚ、ｋＨｚ */ //********************************************************************** #define LED PORTB.F3 #define SW_START PORTA.F3 //測定開始 #define SW_STOP PORTA.F4 //測定停止 #define SW1 PORTA.F5 //プリスケーラの切り替え #define SW2 PORTA.F6 //ゲートタイムの切り替え #define SW3 PORTE.F3 //表示レンジの切り替え #define ON 1 #define OFF 0 #define CR 0x0d #define LF 0x0a #define GATETIME_100MSEC 10 #define GATETIME_1SEC 1 #define preScale_1 1 #define preScale_2 2 #define preScale_4 4 #define preScale_8 8 //********************************************************************** static unsigned short MeasurementCnt; void interrupt() { if (PIR2.TMR3IF == ON) { PIR2.TMR3IF = OFF; // MeasurementCnt--; if (MeasurementCnt == 0) { T1CON.TMR1ON = OFF; // ゲートを閉める。 T3CON.TMR3ON = OFF; // TIMER3を停止する。 } } } //********************************************************************** unsigned long FreqMeasurement(short gateTime, short preScale) { static unsigned long freq; // TIMER1の設定 PIE1.TMR1IE = OFF; PIR1.TMR1IF = OFF; T1CON.T1RUN = 0; switch (preScale) { case preScale_1: T1CON.T1CKPS0 = 0; T1CON.T1CKPS1 = 0; break; case preScale_2: T1CON.T1CKPS0 = 0; T1CON.T1CKPS1 = 1; break; case preScale_4: T1CON.T1CKPS0 = 1; T1CON.T1CKPS1 = 0; break; case preScale_8: T1CON.T1CKPS0 = 1; T1CON.T1CKPS1 = 1; break; } T1CON.T1OSCEN = 0; T1CON.NOT_T1SYNC = 1; T1CON.TMR1CS = 1; T1CON.TMR1ON = OFF; TMR1L = 0; TMR1H = 0; // TIMER3の設定 PIE2.TMR3IE = ON; PIR2.TMR3IF = OFF; T3CON.T3CKPS1 = 1; T3CON.T3CKPS0 = 1; T3CON.NOT_T3SYNC = 1; T3CON.TMR3CS = 0; T3CON.TMR3ON = OFF; switch (gateTime) { case GATETIME_1SEC: MeasurementCnt = 8; TMR3L = 0xE0; // 500000=1/((1/16000000) * 4 * 8) TMR3H = 0x5E; // 0x5EE0=65536-(500000-(65536*7)) break; case GATETIME_100MSEC: MeasurementCnt = 1; TMR3L = 0xB0; // 50000=0.1/((1/16000000) * 4 * 8) TMR3H = 0x3C; // 0x3CB0=65536-50000 break; } // freq = 0; // 割り込みを許可する。 INTCON.PEIE = ON; INTCON.GIE = ON; // 開始 T3CON.TMR3ON = ON; //タイマを開始する。 // Delay Delay_Cyc(1); asm nop; asm nop; // T1CON.TMR1ON = ON; //ゲートを開ける。 // 測定 while (T3CON.TMR3ON != OFF) { if (PIR1.TMR1IF == ON) { PIR1.TMR1IF = OFF; freq++; } } if (PIR1.TMR1IF == ON) { PIR1.TMR1IF = OFF; freq++; } //換算 freq = freq * 65536; freq = freq + ((unsigned)TMR1H * 256) + (unsigned)TMR1L; freq = freq * preScale * gateTime; // return (freq); } //********************************************************************** void main() { //変数の定義 static char buf[50], *msg; static unsigned long freq, temp; static unsigned short cnt, preScale, gateTime; //Ａ／Ｄ変換の設定 ADCON1.PCFG3 = 1; ADCON1.PCFG2 = 1; ADCON1.PCFG1 = 1; ADCON1.PCFG0 = 1; //ポートの設定 TRISA = 0b11111000; TRISB = 0b00000000; TRISC = 0b00000001; //変数の初期化 preScale = preScale_1; gateTime = GATETIME_1SEC; //ＬＣＤの初期化 Lcd_Custom_Config(&PORTB,7,6,5,4,&PORTA,2,1,0); Lcd_Custom_Cmd(LCD_CURSOR_OFF); Lcd_Custom_Cmd(LCD_CLEAR); for (cnt = 1; cnt <= 16; cnt++) { Lcd_Custom_Chr(1, cnt, 0xFF); LED = ON; Delay_ms(50); LED = OFF; Delay_ms(50); } for (cnt = 1; cnt <= 16; cnt++) { Lcd_Custom_Chr(2, cnt, 0xFF); LED = ON; Delay_ms(50); LED = OFF; Delay_ms(50); } Lcd_Custom_Cmd(LCD_CLEAR); //ＭＭＣの初期化 LED = ON; Spi_Init_Advanced(MASTER_OSC_DIV64, DATA_SAMPLE_MIDDLE, CLK_IDLE_LOW, LOW_2_HIGH); if (Mmc_Fat_Init(&PORTC, 2)) { Lcd_Custom_Out(1, 1, "MMC error!"); while (1) { LED = ON; Delay_ms(50); LED = OFF; Delay_ms(50); } } Spi_Init_Advanced(MASTER_OSC_DIV16, DATA_SAMPLE_MIDDLE, CLK_IDLE_LOW, LOW_2_HIGH); LED = OFF; // while (1) { //開始スイッチが押されるのをチェックする。 while (SW_START == 1) { Delay_ms(10); } //ＭＭＣのファイルのオープン Mmc_Fat_Assign("log.csv", 0xA0); Mmc_Fat_Rewrite(); Mmc_Fat_Write("$START\r\n", 8); //停止スイッチが押されるまで処理を繰り返す。 while (SW_STOP == 1) { //周波数の測定 LED = ON; freq = FreqMeasurement(gateTime, preScale); LED = OFF; // プリスケーラの切り替え if (SW1 == 1) { preScale = preScale_1; msg = "1/1 "; } else { preScale = preScale_8; msg = "1/8 "; } Lcd_Custom_Out(2, 1, msg); // ゲートタイムの切り替え if (SW2 == 1) { gateTime = GATETIME_1SEC; msg = "1sec "; } else { gateTime = GATETIME_100MSEC; msg = "0.1sec "; } Lcd_Custom_Out(2, 5, msg); // 表示レンジの切り替え if (SW3 == 1) { LongToStr(freq, buf); msg = "Hz "; } else { temp = freq / 1000; if ((freq - (temp * 1000)) > 500) { temp++; } LongToStr(temp, buf); msg = "kHz"; } Lcd_Custom_Out(1, 9, msg); // 周波数の表示とＭＭＣへの書き込み Lcd_Custom_Out(1, 1, &buf[3]); buf[11] = CR; buf[12] = LF; Mmc_Fat_Write(&buf[3], 10); } Mmc_Fat_Write("$STOP\r\n", 7); } }//~! //********************************************************************** ===== 動作確認 ===== {{:imgpaste:202004:admin-20200430-185652.png?500}} 左側:開始スイッチ(赤色)、停止スイッチ(黄色)、LED部分 右側:16MHz水晶モジュール、PIC18F2550部分 {{:imgpaste:202004:admin-20200430-185713.png}}{{:imgpaste:202004:admin-20200430-185716.png}} 左側:2SC1815、SDカード、TL431部分 右側:LCD部分 {{:imgpaste:202004:admin-20200430-185724.png}}{{:imgpaste:202004:admin-20200430-185728.png}} 測定するために、作った簡易発振器です。(2SK241、ラジオ用局発コイル、ポリバリコン等) {{:imgpaste:202004:admin-20200430-185821.png}}{{:imgpaste:202004:admin-20200430-185825.png}} 簡易発振器の回路図です。 {{:imgpaste:202004:admin-20200430-185831.png}} プリスケール値(1/1)、ゲートタイム(1秒)で、30分ほど測定してみました。 {{:imgpaste:202004:admin-20200430-185839.png?500}} ファイル“log.csv"に記録された内容です。 {{:imgpaste:202004:admin-20200430-185850.png}} 記録結果を、Excelでグラフ表示させて見ました。 時間の経過とともに、周波数が低くなり、安定(変動が緩やか)してきます。 {{:imgpaste:202004:admin-20200430-185855.png?500}} 如何ですか? 無線機を自作される方には、とても重宝するのではと思います。^_^ このページは稲崎様の閉鎖したHPのコピーで、著作権は稲崎様にあります。[[elechobby:picdic:picdic|詳細]] This page is a copy of Mr. Inasaki's closed website, and the copyright is held by him.[[elechobby:picdic:picdic|Details]]