簡易周波数カウンタ

文書の過去の版を表示しています。

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

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。

freqCounter.c

/*
	＜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);
	}
}

PCのハイパータミナルを使って動作確認をしました。

簡易周波数カウンタ

概要

処理説明

回路図

ソースコード

動作確認