周波数カウンタV9(PIC18シリーズ最小)(PIC18F1320)

PIC16Fシリーズには、16ビットのタイマーモジュールが、1個しかなく、また、タイマーの制御(ON/OFF)が貧弱なため、周波数カウンタのように、

• ゲートタイム用のタイマーモジュール(ON/OFF制御)
• 周波数カウント用のタイマーモジュール(ON/OFF制御)

を実現しようとすると、結構煩雑(意にそぐわない)な処理が必要となります。

PIC18Fシリーズでは、16ビットのタイマーモジュールが、2個に強化され、且つ、タイマーの制御(ON/OFF)も可能となり、周波数カウンタの実現には、とても便利になりました。

今回は、PIC18Fシリーズでは、最もピン数の少ない、PIC18F1320(18ピン)を使用し、出来るだけコンパクトに仕上げてみました。

<仕様>

• ゲートタイム切り替え(1秒/0.1秒)
• -455kHz切り替え(有/無)
• 表示切替(Hz/kHz)
• 測定範囲(10Hz~60MHz)

<ゲートタイム>
ECCPモジュールとTIMER1を組み合わせ、コンペアモードで使用することにより、0.1秒の周期割り込みを発生させる。
割り込みを、フリーランさせることにより、測定の開始と完了の処理を単純化させる。

• 測定の開始(測定処理￫割り込み処理へ指示)
• 測定の完了(割り込み処理処理￫測定処理へ指示)

<周波数カウント>
TIMER3と32ビットの変数(freq)を組み合わせ、周波数をカウントする。TIMER3でオーバーフローが発生する都度に、freq変数をインクリメント(+1)する。測定完了後に次式により周波数を求める。

freq=(freq×65536)+(TMR3H×256)+TMR3L

FreqCounterV9.c

//********************************************************************** 
/*
　　＜周波数カウンタＶ９＞ 
*/
//********************************************************************** 
 
#define		LED						PORTA.F0
 
#define		GATE_TIME_1SEC			10
#define		GATE_TIME_100MSEC		1
 
#define		SW1						PORTA.F1
#define		SW2						PORTA.F4
#define		SW3						PORTA.F5
 
//********************************************************************** 
 
short	fc_flg, gateTime;
 
void	interrupt()
{
	if (PIR1.CCP1IF == 1) {
		PIR1.CCP1IF = 0;
		//
		//周波数カウンタ処理 
		switch (fc_flg) {
		case -1:
			break;
		case 0:
			T3CON.TMR3ON = 1;	//ゲートを開ける。
			fc_flg++;
			LED = 1;
			break;
		default:
			if (gateTime == fc_flg) {
				T3CON.TMR3ON = 0;	//ゲートを閉める。
				fc_flg = -1;
				LED = 0;
			} else {
				fc_flg++;
			}
			break;
		}
	}
}
 
//********************************************************************** 
 
unsigned	long	FreqMeasurement()
{
	static	unsigned	long	freq;
	//
	T3CON.TMR3ON = 0;	//ゲートを閉める。
	PIR2.TMR3IF = 0;
	TMR3L = 0;
	TMR3H = 0;
	freq = 0;
	//
	fc_flg = 0;			//測定開始 
	// 測定 
	while (fc_flg != -1) {
		if (PIR2.TMR3IF == 1) {
			PIR2.TMR3IF = 0;
			freq++;
		}
	}
	if (PIR2.TMR3IF == 1) {
		PIR2.TMR3IF = 0;
		freq++;
	}
	freq = (freq * 65536) + (unsigned long)((TMR3H << 8) | TMR3L);
	return (freq);
}
 
//********************************************************************** 
 
void	main()
{
	static	unsigned	char	buf[20], cnt;
	static	unsigned	long	freq, temp;
	//
//	OSCCON.IRCF2 = 1;
//	OSCCON.IRCF1 = 1;
//	OSCCON.IRCF0 = 1;
	ADCON1 = 0b11111111;
	TRISA = 0b11111110;
	TRISB = 0b01000000;
	//TIMER3の設定
	PIE2.TMR3IE = 0;
	PIR2.TMR3IF = 0;
	T3CON.RD16 = 0;
	T3CON.T3CKPS0 = 0;
	T3CON.T3CKPS1 = 0;
	T3CON.T3CCP1 = 0;
	T3CON.NOT_T3SYNC = 1;
	T3CON.TMR3CS = 1;
	T3CON.TMR3ON = 0;
	TMR3L = 0;
	TMR3H = 0;
	//TIMER1の設定
	PIE1.TMR1IE = 0;
	PIR1.TMR1IF = 0;
	T1CON.T1CKPS0 = 1;
	T1CON.T1CKPS1 = 1;
	T1CON.NOT_T3SYNC = 1;
	T1CON.TMR1CS = 0;
	T1CON.TMR1ON = 0;
	TMR1L = 0;
	TMR1H = 0;
	//CCPの設定
	PIE1.CCP1IE = 1;
	PIR1.CCP1IF = 0;
	CCP1CON.CCP1M3 = 1;
	CCP1CON.CCP1M2 = 0;
	CCP1CON.CCP1M1 = 1;
	CCP1CON.CCP1M0 = 1;
	CCPR1L = 0xA8;	// 0.1sec...(1÷8000000)*4*8*25000
	CCPR1H = 0x61;	// 
	//LCDの設定
	Lcd_Custom_Config(&PORTB,0,1,3,2,&PORTB,4,5,7);
	Lcd_Custom_Cmd(Lcd_CURSOR_OFF);
	Lcd_Custom_Cmd(LCD_CLEAR);
	Lcd_Custom_Out(1, 1, "FreqCounterV9"); 
	for (cnt = 0; cnt < 16; cnt++) {
		Lcd_Custom_Chr(2, cnt + 1, 0x00); 
		Delay_ms(100);
	}
	Lcd_Custom_Cmd(LCD_CLEAR);
	//
	fc_flg = -1;
	gateTime = GATE_TIME_1SEC;
	// 割り込みを許可する。 
	INTCON.PEIE = 1;
	INTCON.GIE = 1;
	//
	T1CON.TMR1ON = 1;
	//
	while (1) {
		freq = FreqMeasurement();
		if (gateTime == GATE_TIME_100MSEC)
			freq *= 10;
		//ゲートタイム切替 
		if (SW1 == 1) {
			gateTime = GATE_TIME_1SEC;
			Lcd_Custom_Out(2, 1, "  1sec");
		} else {
			gateTime = GATE_TIME_100MSEC;
			Lcd_Custom_Out(2, 1, "0.1sec");
		}
		//－４５５ｋＨｚ切替 
		if (SW2 == 0) {
			freq = freq - 455000;
			Lcd_Custom_Out(2, 8, "-455kHz");
		} else {
			Lcd_Custom_Out(2, 8, "       ");
		}
		//Ｈｚ／ｋＨｚ切替 
		if (SW3 == 1) {
			LongToStr(freq, buf);
			buf[16] = 0x00;
			buf[15] = ' ';
			buf[14] = 'z';
			buf[13] = 'H';
			buf[12] = buf[10];
			buf[11] = buf[9];
			buf[10] = buf[8];
			buf[9] = buf[7] != ' ' ? ',': ' ';
			buf[8] = buf[7];
			buf[7] = buf[6];
			buf[6] = buf[5];
			buf[5] = buf[4] != ' ' ? ',': ' ';
			Lcd_Custom_Out(1, 1, &buf[2]); 
		} else {
			temp = freq / 1000;
			if ((freq - (temp * 1000)) >= 500)
				temp++;
			LongToStr(temp, buf);
			buf[16] = 0x00;
			buf[15] = 'z';
			buf[14] = 'H';
			buf[13] = 'k';
			buf[12] = buf[10];
			buf[11] = buf[9];
			buf[10] = buf[8];
			buf[9] = buf[7] != ' ' ? ',': ' ';
			buf[8] = buf[7];
			buf[7] = buf[6];
			buf[6] = buf[5];
			buf[5] = buf[4] != ' ' ? ',': ' ';
			Lcd_Custom_Out(1, 1, &buf[2]); 
		}
	}
}
 
//**********************************************************************

32MHzを測定してみました。
左上:ゲートタイム=1秒、Hz表示
右上:ゲートタイム=0.1秒、Hz表示
左下:ゲートタイム=1秒、kHz表示
右下:ゲートタイム=1秒、kHz表示、-455kHz

左側:60MHz
右側:40MHz

左側:32MHz
右側:20MHz

左側:100kHz
右側:10kHz

左側:1kHz
右側:100Hz

左側:10Hz
右側:5Hz

如何ですか?
ハードもソフトも、かなりシンプルに仕上がりましたね。