1. Выбор микроконтроллера для разработки измерителя частоты сигналов на микроконтроллере pic16f628

Выбор микроконтроллера должен производиться не «с потолка» и пропускать этот шаг ни в коем случае нельзя. Подбор оптимальной модели во многом определяет стоимость будущего изделия, интерфейсы, через которыми он может «держать связь» с другими контроллерами и с пользовательским интерфейсом. Разные контроллеры требует разных подходов при программировании и разных программаторов. Стоит сразу определить, какие требования будут предъявляться к микроконтроллеру:

• наличие всей необходимой периферии для поставленной задачи – лучше сразу выбрать устройство, оборудованное некоторыми полезными аппаратными средствами, чем усложнять код дополнительными процедурами для компенсации этих функций;

• отсутствие избыточности функционала – само собой для частотомера подойдёт и какая-нибудь сороконогая схема контроллера ATmega 16, но большинство её выводов будет висеть в воздухе, а огромное количество периферии потреблять лишний ток, не говоря уже о занятии лишнего места на плате;

• доступность – в некоторых ситуациях легче купить модель микроконтроллера, которая есть на прилавке, чем заказывать из сети и платить двойную, а то тройную цену с учётом доставки;

• надёжность – этим давно хвастают как Microchip, так и AVR, так что в этом вопросе особенных проблем быть не может, большинство контроллеров этих фирм зарекомендовали себя как качественные и редко дающие сбои устройства.

Далее будут рассмотрены несколько моделей микроконтроллеров компании Microchip из линейки PIC:

					Таблица 1
	Сравнение типовых микроконтроллеров PIC
		PIC12F629	PIC16F628	PIC16F84A
Кол-во выводов		8	18	18
Кол-во таймеров		2	3	1
Каналов ШИМ		-	1	1
Объём памяти программ, Кб		14	28	1

Как видно из сравнения, первый контроллер PIC12F629 обладает достаточным объёмом памяти для достаточно объёмных программ, но при этом не имеет каналов широтно-импульсной модуляцией, которая может оказаться полезной практически в любом устройстве. PIC16F84A обладает модулем ШИМ, имеет 18 ножек и один таймер, но объём памяти – всего 1 Кб, этого очень мало даже для небольшого проекта.

PIC16F628 же обладает очень большим объёмом памяти, имеет модуль ШИМ, оборудован тремя таймерами и 18 выводами. Стоимость такого контроллера составляет порядка 100 рублей в розничной продаже, и выбор будет остановлен именно на нём.

2. Проектирование измерителя частоты сигналов на микроконтроллере pic16f628

Чтобы спроектировать устройство частотомера, нужно первым делом понять, что требуется от схемы, какие операции будет выполнять устройство и что для этого нужно, чтобы позже не путаться и лучше понимать суть проводимой работы.

Итак, прибор будет выполнять следующие операции:

• считать количество импульсов за заданный период времени;

• обрабатывать это число и преобразовывать его для вывода на индикатор;

• выводить на индикатор числа поочерёдно с определённым интервалом;

При этом желательно, чтобы применялся внешний кварцевый резонатор, для чего это нужно – будет описано в следующей главе.

Обобщая предыдущие три пункта, можно составить функциональную схему данного устройства.

Рис. 1. Функциональная схема измерителя частоты сигналов

Для измерения частоты планируется применить встроенный в микроконтроллер аппаратный счётчик. Принцип его работы заложен в самом устройстве, а функционирование элементарно – устройство следит за появлением на специальной ножке высокого уровня напряжения и как только он будет зарегистрирован, прибавляет к значению счётчика единицу.

Несмотря на наличие системы прерываний, задержка будет формироваться пропуском тактов, такой метод неэффективен с точки зрения грамотного расходования ресурсов контроллера. Последний в данном устройстве не должен выполнять каких-либо сложных задач, которые требовали постоянной обработки. Вернее, конечно, счётный вход должен работать постоянно, но именно поэтому им занимается аппаратный счётчик, независимый от центрального процессора. В общем, такое формирование задержки вполне допустимо.