دائرة مولد النبض على متحكم دقيق. مولد وظيفة على متحكم صغير. لتجميع الجهاز سوف تحتاج

يقوم هذا الجهاز بتوليد عدد محدد من النبضات بالضغط على زر واحد. يمكنك ضبط مجموعتين مختلفتين، بشكل افتراضي يقوم البرنامج بإنشاء 1000 و10000 نبضة.

وصف مولد النبض الدقيق على المتحكم الدقيق

المخطط بسيط جدا. تم بناء المولد على أساس متحكم دقيق PIC12F629، والذي يتم تسجيله من مذبذب RC خارجي. يمكن ضبط تردد الخرج بواسطة مقياس الجهد P1 في حدود 2 إلى 170 هرتز تقريبًا. يمكن أيضًا تغيير التردد عن طريق اختيار سعة المكثف C1.

يتم توليد نبضات بفترة 200 دورة لآلة المتحكم الدقيق، جميع الإشارات لها نفس الطول. وبالتالي فإن تردد الخرج أقل بـ 800 مرة من تردد المولد. قبل برمجة وحدة التحكم الدقيقة، يجب أن تتذكر ثابت معايرة المصنع على العنوان 3FFh، لأنه قد يتم فقده أثناء عملية البرمجة. على الرغم من وجود طريقة حاليًا لاستعادة ثابت المعايرة للمتحكمات الدقيقة PIC12f629 و PIC12f675

من خلال تغيير الثوابت في برنامج المتحكم الدقيق، يمكنك ضبط أي عدد من النبضات يصل إلى 65000. إذا كنت بحاجة إلى إنشاء عدد مختلف من النبضات، فما عليك سوى تغيير الثوابت في البرنامج. كيفية القيام بذلك يمكن رؤيتها من الشكل أدناه.

الجهاز المقترح هو مولد نبضات مستطيلةالتحكم عبر المنفذ التسلسلي من جهاز كمبيوتر. تم صنعه لحل مشكلة معينة حرفيًا في يوم واحد وقد يحتوي على أخطاء أو عيوب، لا أستطيع أن أضمن أنك ستكسب الكثير من المال عن طريق بيعه. ولكن تم اختبار جميع الوظائف الأساسية.
الحد الأقصى للتردد الذي ينتجه المولد يزيد قليلاً عن 13 كيلو هرتز، والحد الأدنى أقل من 0.01 هرتز (لتردد مذبذب الكوارتز البالغ 4 ميجا هرتز).

مخطط.

العرض = 710>
الرسم لا يتناسب مع الصفحة وبالتالي يتم ضغطه!
لمشاهدته كاملا اضغط .

المخطط بسيط للغاية. يتم تجميعه على أساس متحكم PIC16C63A، ويتم أخذ الإشارة من طرفيه، وتكون حالتهما مختلفة دائمًا. بدون تحميل، يختلف المستوى الواحد عن جهد الإمداد بأقل من 0.1 فولت، ويكون مستوى الصفر أيضًا منخفضًا جدًا. تم تصميم المسامير لتيارات تصل إلى 30 مللي أمبير. يتم استخدام شريحة MAX232 لتحويل مستويات واجهة RS232 إلى مستويات TTL. لتشغيل الجهاز تحتاج إلى مصدر طاقة 5 فولت، وهو غير موضح في الشكل.

برنامج.

لتعيين معلمات الإشارة التي ينتجها المتحكم الدقيق، يجب عليك استخدام برنامج خاص. البرنامج مكتوب لنظام التشغيل Windows، وفيما يلي منظر نافذته.

تم تصميم عناصر التحكم لضبط تردد إشارة الخرج، ونسبة أطوال نصف الدورات الموجبة والسالبة. من الممكن تحديد عدد النبضات الصادرة (1...2 23 -1). بما أن البرنامج الموجود في المتحكم الدقيق لا يسمح بإخراج أي تردد، فبعد الضغط على زر "إرسال"، سيتم حساب أقرب قيمة تردد ممكنة وكتابتها في حقل التردد بدلاً من الذي تم إدخاله من لوحة المفاتيح. يحتوي الحقلان "المدة 1" و"المدة 0" على مدة الإشارة بوحدات عشوائية يعمل بها البرنامج في الموافقة المسبقة عن علم، وهي أعداد صحيحة أكبر من الصفر وأقل من 2 24 . يتم توفير الإعدادات لتحديد رقم المنفذ التسلسلي وتردد بلورة الكوارتز المستخدمة.

هذا المشروع عبارة عن مولد وظائف عالي الجودة وعالمي، والذي، على الرغم من بعض التعقيد في الدائرة، على الأقل بالمقارنة مع تلك الأبسط، لديه وظائف واسعة جدًا، مما يبرر تكلفة تجميعه. إنها قادرة على إنتاج 9 أشكال موجية مختلفة وتعمل أيضًا مع مزامنة النبض.

رسم تخطيطي للمولد على عضو الكنيست

إعدادات الجهاز

نطاق التردد: 10 هرتز - 60 كيلو هرتز
تعديل التردد الرقمي في 3 خطوات مختلفة
الأشكال الموجية: جيب، مثلث، مربع، منشار، نبض H، نبض L، انفجار، اكتساح، ضوضاء
نطاق الإخراج: 15 فولت للجيب والمثلث، 0-5 فولت للأوضاع الأخرى
يوجد مخرج لمزامنة النبض

يتم تشغيل الجهاز بجهد 12 فولت تيار متردد، والذي يوفر جهدًا عاليًا إلى حد ما (أكثر من 18 فولت). العاصمة، ضروري للتشغيل العادي لـ 78L15 و 79L15، اللذين يشكلان قطبين 15 فولت. ويتم ذلك حتى تتمكن شريحة LF353 من إخراج النطاق الكامل للإشارات إلى حمل قدره 1 كيلو أوم.

وحدة التحكم في المستوى تستخدم ALPS SRBM1L0800. يجب أن تستخدم الدائرة مقاومات بتفاوت ±1% أو أفضل. محددات التيار LED - مقاومات سلسلة 4306R. يمكن زيادة السطوع حسب تفضيلات المؤدي. يتم تجميع المولد في علبة بلاستيكية مقاس 178x154x36 ملم مع ألواح أمامية وخلفية من الألومنيوم.

يتم تثبيت العديد من مكونات الاتصال على الألواح الأمامية والخلفية (الأزرار، والمقابض، وموصلات RCA، جمعيات LED، موصل الطاقة). يتم ربط لوحات الدوائر المطبوعة بالجسم بمسامير ذات فواصل بلاستيكية. يتم تثبيت جميع العناصر الأخرى للمولد على لوحات الدوائر المطبوعة - ويكون مصدر الطاقة منفصلاً. الزر الأيسر في المنتصف هو تغيير الوضع، والزر الأيمن هو تحديد تردد الوضع.

ينتج المولد إشارات مختلفة ويعمل في ثلاثة أوضاع، يتم تحديدها باستخدام مفتاح "تحديد" ويتم الإشارة إليها بواسطة مصابيح LED الثلاثة العلوية (في الرسم التخطيطي). يقوم التحكم الدوار بتغيير معلمات الإشارة وفقًا للجدول التالي:

مباشرة بعد الإعداد في الوضع 1، يحدث توليد الجيب. ومع ذلك، فإن تردد البداية منخفض جدًا ويلزم نقرة واحدة على الأقل على جهاز التشفير لزيادته. تحتوي اللوحة على جهة اتصال لتوصيل الجهاز للبرمجة، مما يسمح لك بتغيير وظيفة مولد الإشارة بسرعة، إذا لزم الأمر. جميع ملفات المشروع - البرامج الثابتة PIC16F870، ورسومات اللوحة، موجودة

الجهاز المقترح عبارة عن مولد نبض مستطيل يتم التحكم فيه عبر منفذ تسلسلي من جهاز كمبيوتر. تم صنعه لحل مشكلة معينة حرفيًا في يوم واحد وقد يحتوي على أخطاء أو عيوب، لا أستطيع أن أضمن أنك ستكسب الكثير من المال عن طريق بيعه. ولكن تم اختبار جميع الوظائف الأساسية.
الحد الأقصى للتردد الذي ينتجه المولد يزيد قليلاً عن 13 كيلو هرتز، والحد الأدنى أقل من 0.01 هرتز (لتردد مذبذب الكوارتز البالغ 4 ميجا هرتز).

مخطط.

برنامج.

المصدر: svv.on.ufanet.ru

غالبًا ما يتم عرض هذا المخطط أيضًا:

لتوليد إشارة فيديو، يكفي متحكم واحد ومقاومتان. وهذا يعني أنه يمكنك حرفيًا إنشاء مولد إشارة فيديو بحجم الجيب بحجم سلسلة المفاتيح. سيكون مثل هذا الجهاز مفيدًا لفني التلفزيون. يمكن استخدامه عند مزج شريط سينمائي وضبط نقاء اللون والخطية.

تشغيل المولد وخصائصه.
يتم توصيل المولد بإدخال الفيديو الخاص بالتلفزيون، وعادة ما يكون موصل "توليب" أو "سكارت".
يقوم الجهاز بإنشاء ستة مجالات:
- حقل نصي مكون من 17 سطرًا؛
- شبكة 8x6؛
- شبكة 12x9؛
- ملعب شطرنج صغير 8x6؛
- ملعب شطرنج كبير 2x2؛
- حقل أبيض.

يتم التبديل بين الحقول عن طريق الضغط لفترة وجيزة (يدوم أقل من ثانية واحدة) على الزر S2. يؤدي الضغط المستمر على هذا الزر لفترة أطول (أطول من ثانية واحدة) إلى إيقاف تشغيل المولد (ينتقل جهاز التحكم الدقيق إلى حالة "السكون"). يتم تشغيل المولد بالضغط على الزر S1. تتم الإشارة إلى حالة الجهاز (تشغيل/إيقاف) بواسطة مؤشر LED.

الخصائص التقنية للجهاز:
- تردد الساعة - 12 ميجا هرتز؛
- جهد الإمداد 3 - 5 فولت؛
- الاستهلاك الحالي في وضع التشغيل:
- عند جهد إمداد 3 فولت - حوالي 5 مللي أمبير ؛
- عند جهد إمداد 5 فولت - حوالي 12 مللي أمبير ؛
- معدل الإطارات - 50 هرتز؛
- عدد الخطوط في الإطار - 625.

مخطط.
المخطط بسيط جدا.
كل العمل على التشكيل
إشارة الفيديو
ينفذها البرنامج
مخيط في ميكروكون-
عربة. اثنين من المقاومات
جنبا إلى جنب مع المقاومة
إدخال الفيديو التلفزيوني
توفير ما يلزم
مستويات الجهد الممكنة
إشارة الفيديو:
- 0 فولت - مستوى التزامن؛
- 0.3 فولت - مستوى اللون الأسود؛
- 0.7 فولت - المستوى الرمادي؛
- 1 فولت - مستوى اللون الأبيض.

لتوليد إشارة فيديو، يتم استخدام البت الصفري للمنفذ PORTA والمنفذ PORTB بالكامل. (يعمل هذا المنفذ في وضع التحول. على الرغم من أن الإشارة مأخوذة من البتة الصفرية فقط، فإن البرنامج يستخدمها كلها. لذلك، يتم تكوين جميع بتات PORTB كمخرجات.) يتم استخدام البت الأول من PORTA للإشارة إلى حالة المذبذب. عند تشغيل الجهاز، يضيء مؤشر LED. عندما يتم إيقاف تشغيل الجهاز، ينطفئ مؤشر LED. يتم استخدام بتة PORTA الثالثة لتبديل أوضاع تشغيل المولد وإيقاف تشغيله. يتيح لك الضغط لفترة وجيزة على الزر S2 الانتقال من حقل مولد إلى آخر. عند الاستمرار في الضغط على هذا الزر لأكثر من ثانية واحدة. يتم إيقاف تشغيل الجهاز (ينتقل المتحكم الدقيق إلى حالة "السكون"). يجب إجراء إعادة التعيين لتشغيل المولد. ويتم ذلك عن طريق الضغط على الزر S1. يمكن اختيار جهد إمداد الجهاز في حدود 3 - 5 فولت. وفي هذه الحالة، يجب تحديد قيم المقاوم وفقًا لذلك.
3 فولت... – R5 = 456 أوم و R6 = 228 أوم
3.5 فولت – R5 = 571 أوم و R6 = 285 أوم
4 فولت... – R5=684 أوم و R6=342أوم
4.5 فولت – R5 = 802 أوم و R6 = 401 أوم
5 فولت...- R5=900أوم و R6=450أوم
تظهر القيم المقدرة هنا. في الواقع، يمكنك تثبيت مقاومات من النطاق القياسي، على سبيل المثال 5 فولت - 910 أوم و470 أوم، و3 فولت - 470 أوم و240 أوم.
قد يكون جهد إمداد المولد أقل من 3 فولت. ولكل موافقة مسبقة مستنيرة محددة، ينبغي تحديد الحد الأدنى تجريبيا. على سبيل المثال، عملت الموافقة المسبقة عن علم (PIC) بتردد 20 ميجاهرتز من عام 2001 عند 2.3 فولت.

برنامج.
يقوم البرنامج بإنشاء 6 مجالات. يتكون كل حقل من 301 سطر (300 سطر معلومات + خط أسود واحد). بشكل عام، الرقم المحسوب هو 305 (625 خطًا نقطيًا - 15 خط تزامن إطار = 610. يتم عرض المعلومات الموجودة في الإطار من خلال خط (انظر المزيد حول هذا هنا)، لذا 610 / 2 = 305). ولكن مع هذا العدد من الخطوط، يكون الحجم الرأسي للنقطية أكبر قليلاً من شكل إشارة الفيديو التي يرسلها مركز التلفزيون.
السطر الأول في كل حقل أسود. في هذا الوقت، يتم الاستعلام عن حالة الزر S2، ويتم حساب وقت الضغط عليه، ويتم تحديد الحاجة إلى الانتقال من حقل إلى آخر.
توجد تشوهات طفيفة في الخطوط العمودية في الحقول الرسومية. ويرجع ذلك إلى حقيقة أن طول بعض الخطوط أطول بضع دورات على مدار الساعة من غيرها بسبب الحاجة إلى تثبيت عدادات الحلقة. بشكل عام، الإجراءات التي تولد الحقول الرسومية بسيطة جدًا، لذلك ليست هناك حاجة للتعليق عليها.
دعونا نلقي نظرة فاحصة على جزء البرنامج الذي يقوم بإنشاء حقل النص. هذا هو القسم الأكثر تعقيدًا في البرنامج، ويشغل معظمه، ويستخدم أقصى قدر من موارد المتحكم الدقيق (ذاكرة البيانات بأكملها وجزء كبير من ذاكرة الوصول العشوائي). الكود المستخدم هنا مأخوذ من لعبة بونج، التي كتبها ريكارد جوني.
يتكون حقل النص من 17 سطرًا، لا يمكن أن يتكون كل منها من أكثر من ثمانية أحرف. يتم عرض الأحرف عبر سطر، أي أن سطرًا واحدًا من النص يشغل 17 سطرًا نقطيًا. (يرجع هذا العرض إلى قيود الموافقة المسبقة عن علم.) يتم تخزين معلومات رسومات الرمز في ذاكرة البرنامج في قسم الجدول. يتم تخزين معلومات حول نص السطور في ذاكرة البيانات (64 كلمة = 8 أسطر من 8 أحرف). على سبيل المثال، في السطر 08h (العناوين من 08h إلى 0Fh) يتم كتابة ما يلي:.20.60.48.50.90.58.20 20. كل قيمة هي الإحداثيات (الإزاحة من البداية) لأحد الأحرف في الجدول. القيمة.20. يطابق الفضاء، .60. - حرف "ب" .48. - حرف "أنا" وهكذا. وكل شيء معًا يشكل "_VIDEO__".
دعونا نلقي نظرة على مثال لكيفية عرض النص. وفقًا للبرنامج، في سطر النص الثاني عشر من الشاشة، من الضروري عرض المعلومات المشار إليها بواسطة سطر ذاكرة البيانات 28 ساعة (A0 B8 68 C8 D8 70 E0 D0). وبالتالي، يجب أن تعرض الأسطر السبعة عشر التالية من البيانات النقطية النص: "p i c 1 6 f 8 4 ". تسير الأمور على هذا النحو. يعرض أول 17 سطرًا مستوى اللون الأسود فقط. خلال هذه الـ 64 ميكروثانية، بينما يتم عرض خط أسود على الشاشة، تتم إعادة كتابة "القيم العليا" للأحرف في سجلات ذاكرة الوصول العشوائي: 00h من "p"، 08h من "i"، 00h من "c" 18h من " 1" وهكذا. خلال السطر التالي، يتم نقل هذه البيانات بشكل تسلسلي إلى PORTB، أي إلى إخراج الفيديو. السطر الثالث أسود مرة أخرى. أثناء تنفيذه، تتم إعادة كتابة قيم الرمز "الثاني من الأعلى" في المخزن المؤقت: 00h من "p"، 00h من "i"، 00h من "c" 1Ch من "1"... في السطر الرابع، يتم عرض هذه البيانات على الشاشة. وهكذا حتى يتم عرض السطر بأكمله.
روتين مزامنة الإطار مأخوذ بالكامل من لعبة بونج، التي كتبها ريكارد جوني. هذا الروتين قصير ولكنه معقد للغاية. إذا قمت بشرح كيفية عمله، فسيصبح الأمر أطول وأكثر إرباكًا. من الأفضل وضع نص الروتين الفرعي ورسم مخطط الذبذبات لنبضات مزامنة الإطار بجوار بعضهما البعض، وخذ وقتك لتحليل كل سطر من التعليمات البرمجية. اسمحوا لي فقط أن أقول إن الروتين الفرعي يبدأ في التنفيذ ليس من السطر العلوي، ولكن من المنتصف (:-))، من علامة "vertsync".

رفع تردد التشغيل PIC16F84.
كما يتبين من الرسم البياني في هذا المشروع، يعمل المتحكم الدقيق بتردد 12 ميجاهرتز. اليوم، تتوفر ثلاثة إصدارات من PIC16F84: 4 ميجا هرتز، 10 ميجا هرتز و 20 ميجا هرتز. (اعتبارًا من 1 يناير 2002، كانت نسبة السعر تقريبًا: 3.5 دولارًا، 5.3 دولارًا و6.3 دولارًا) في مشروعه Pong، يدعي ريكارد جوني أنه استخدم PIC16F84 بتردد 4 ميجاهرتز وعملوا لساعات بتردد 12 ميجاهرتز دون مشاكل. لقد جربته، وبالفعل يعمل PIC بتردد 4 ميجاهرتز بشكل طبيعي بتردد أعلى بثلاث مرات (!!!) من التردد المسموح به (على الرغم من أنني لم أجرب القدر وقمت بتشغيل المولد لبضع دقائق فقط). في الوقت نفسه، كان الاستهلاك الحالي لـ 4 MHz PIC أعلى بنسبة 10..20٪ من استهلاك 20 MHz (وبالتالي، على ما يبدو، حدود التردد). أعتقد أنه يمكن رفع تردد التشغيل لوحدة التحكم الدقيقة بتردد 10 ميجاهرتز إلى 12 ميجاهرتز دون مخاطر، ولكن في المشاريع التجارية، لا ينبغي القيام بذلك بالطبع.

تصنيع.