elechobby:picdic:pic16f88:110

ミニ周波数カウンタ(kHz表示)

概要

通常、1個のPICで、周波数カウンタを製作する場合、測定した結果は、LCDに表示したり、パソコンへRS232Cでデータ転送したりします。7セグメントのLEDを使って、ダイナミック点灯させる事例は、あまり見かけません。

その理由は、測定周期と表示周期が

  • 周波数カウンタの測定周期￫1秒、0.1秒
  • ダイナミック点灯の表示周期￫5msec~1msec

というふうに、異なり共存が難しいためです。

今回は、この問題点を解決し、次のような仕様の周波数カウンタを製作します。

<仕様>

  • ゲートタイムは0.1秒とする。表示はkHz単位とする。
  • 測定範囲は、1kHz~15MHzまでとする。
  • 1kHz~9999kHzまでは、4桁のkHz表示とする。
  • 10MHz以上は、2桁のMHz+2桁のkHz表示とする。(例。12.34MHz)
  • スイッチ切り替えで、-455kHzの設定を可能とする。(ラジオ受信周波数表示用)

動作原理

周波数カウンタの測定周期の1秒や0.1秒は、5msecの200倍または20倍に相当するので、測定周期と表示周期を、共通のタイマー割り込みで処理させることが出来そうです。
つまり、

  • 5msec周期のタイマー割り込みを発生させる。
  • 割り込み処理では、7セグメント(4桁)のLEDをダイナミック点灯させる。
  • 割り込み処理では、0.1秒(5msec×20回)間の、周波数をカウントする。

回路図

通常、ダイナミック点灯をさせる場合、7セグメントLEDへの供給電圧の制御は、トランジスタ等を使用します。
そして輝度を得るために、セグメントに接続する抵抗も、小さめの値(100Ω前後)にします。
今回は、PICのポート直としました。そのため、ポートの最大電流を考慮し、1KΩと大きめの値にします。

ポート 7SEG
PORTB(0) G
PORTB(1) A
PORTB(2) F
PORTB(3) B
PORTB(4) C
PORTB(5) dp
PORTB(6) dp
PORTB(7) E

ソースコード

7seg_4disp.c
//********************************************************************** 
/*
　　＜ミニ周波数カウンタ（ｋHz表示）＞ 
*/
//********************************************************************** 
 
#define		DATA0		0b00100001
#define		DATA1		0b11100111
#define		DATA2		0b00110100
#define		DATA3		0b10100100
#define		DATA4		0b11100010
#define		DATA5		0b10101000
#define		DATA6		0b00101000
#define		DATA7		0b11100001
#define		DATA8		0b00100000
#define		DATA9		0b10100000
#define		DATA_SPACE	0b11111111
 
#define		SPACE		10
 
#define		NON_SEG		0b00000000
#define		SEG1		PORTA.F6
#define		SEG2		PORTA.F0
#define		SEG3		PORTA.F1
#define		SEG4		PORTA.F2
 
#define		ON			1
#define		OFF			0
 
//********************************************************************** 
 
short	seg_flg, data1, data2, data3, data4, dot;
short	tbl[11] = {DATA0, DATA1, DATA2, DATA3, DATA4, DATA5, DATA6, DATA7, DATA8, DATA9, DATA_SPACE};
 
short	fc_flg;
 
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:
			TRISA.F4 = 1;		//ゲートを開ける。
			fc_flg++;
			break;
		case 20:
			TRISA.F4 = 0;		// ゲートを閉める。 
			PORTA.F4 = 0;
			fc_flg = -1;
			break;
		default:
			fc_flg++;
			break;
		}
		//７ＳＥＧ（４桁）点灯処理 
		switch (seg_flg) {
		case 0:
			seg_flg = 1;
			SEG4 = OFF;
			PORTB = (dot == 1) ? tbl[data1] & 0b11011111 : tbl[data1];
			SEG1 = ON;
			break;
		case 1:
			seg_flg = 2;
			SEG1 = OFF;
			PORTB = (dot == 2) ? tbl[data2] & 0b11011111 :  tbl[data2];
			SEG2 = ON;
			break;
		case 2:
			seg_flg = 3;
			SEG2 = OFF;
			PORTB = (dot == 3) ? tbl[data3] & 0b11011111 :  tbl[data3];
			SEG3 = ON;
			break;
		case 3:
			seg_flg = 0;
			SEG3 = OFF;
			PORTB = (dot == 4) ? tbl[data4] & 0b11011111 :  tbl[data4];
			SEG4 = ON;
			break;
		}
	}
}
 
//********************************************************************** 
 
unsigned	long	FreqMeasurement()
{
	unsigned	long	freq;
	//
	TRISA.F4 = 0;		//ゲートを閉める。
	PORTA.F4 = 0;
	INTCON.T0IF = 0;
	TMR0 = 0;
	freq = 0;
	//
	fc_flg = 0;			//測定開始 
	// 測定 
	while (fc_flg != -1) {
		if (INTCON.T0IF == 1) {
			INTCON.T0IF = 0;
			freq++;
		}
	}
	if (INTCON.T0IF == 1) {
		INTCON.T0IF = 0;
		freq++;
	}
	freq = ((freq * 256) + TMR0) * 8 * 10;
	return (freq);
}
 
//********************************************************************** 
 
void main()
{
	static	char	buf[16];
	static	long	freq, tmp;
	//
	TRISA = 0b00100000;
	TRISB = 0b00000000;
//	OSCCON = 0b01110000;	// クロックを8Mhzに設定する。 
	ANSEL = 0b00000000;		// Ａ／Ｄ変換は使用しない。
	// TIMER0の設定
	OPTION_REG.T0CS = 1;
	OPTION_REG.PSA  = 0;
	OPTION_REG.PS2  = 0;
	OPTION_REG.PS1  = 1;
	OPTION_REG.PS0  = 0;
	// TIMER1の設定
	PIE1.TMR1IE = 0;
	PIR1.TMR1IF = 0;
	T1CON.T1CKPS0 = 1;
	T1CON.T1CKPS1 = 1;
	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 = 0xE2;	// 5msec...(1÷8000000)*4*8*1250
	CCPR1H = 0x04;	// 
	//
	SEG1 = OFF;
	SEG2 = OFF;
	SEG3 = OFF;
	SEG4 = OFF;
	seg_flg = 0;
	data1 = SPACE;
	data2 = SPACE;
	data3 = SPACE;
	data4 = SPACE;
	dot = 0;
	fc_flg = -1;
	// 割り込みを許可する。 
	INTCON.PEIE = 1;
	INTCON.GIE = 1;
	//
	T1CON.TMR1ON = 1;
	//
	while (1) {
		//測定 
		freq = FreqMeasurement();
		tmp = freq / 1000;
		//kHz未満四捨五入 
		if ((freq - (tmp * 1000)) >= 500)
			tmp++;
		//-455kHz有無 
		if (PORTA.F5 == 0)
			tmp = tmp - 455;
		//表示 
		LongToStr(tmp, buf);
		if (tmp < 10000) {
			dot = 0;
			data1 = buf[7] == ' ' ? SPACE : buf[7] - '0';
			data2 = buf[8] == ' ' ? SPACE : buf[8] - '0';
			data3 = buf[9] == ' ' ? SPACE : buf[9] - '0';
			data4 = buf[10] == ' ' ? SPACE : buf[10] - '0';
		} else {
			dot = 2;
			data1 = buf[6] == ' ' ? SPACE : buf[6] - '0';
			data2 = buf[7] == ' ' ? SPACE : buf[7] - '0';
			data3 = buf[8] == ' ' ? SPACE : buf[8] - '0';
			data4 = buf[9] == ' ' ? SPACE : buf[9] - '0';
		}
		Delay_ms(500);
	}
}
 
//**********************************************************************

動作確認

いつものブレッドボードで動作確認しましたが、基板に実装すれば、かなりコンパクトになると思います。

左側から、100kHz、500kHz、1MHz、2MHz

左側から、3MHz、4MHz、5MHz、6MHz

左側から、7MHz、8MHz、9MHz、10MHz

左側から、11MHz、12MHz、13MHz、14MHz

左側から、15MHz、16MHz(若干、精度が悪くなります)

左側:通常表示
右側:-455kHz表示

如何ですか?
これを自作ラジオに取り付ければ、受信周波数を直読することが簡単に出来ますね。 ^_^

※外付けの8MHzクリスタルオシレータを省いて、PIC内臓の8MHzクロックを使用することにより、精度は少し悪くなりますが、とてもコンパクトな、周波数カウンタを実現することが出来ます。

著作権表示 copyright notice

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。詳細
This page is a copy of Mr. Inasaki's closed website, and the copyright is held by him.Details
  • elechobby/picdic/pic16f88/110.txt
  • 最終更新: 2025/10/17 14:29
  • by 127.0.0.1