AVR 6디지트 50MHz 주파수 카운터

AVR Project 조회 수 17995 추천 수 108 2003.11.29 12:46:28


http://www.myplace.nu/avr/countermeasures/index.htm
AVR 6디지트 50MHz 주파수 카운터

■ 개요
이것은 필요에 충족하는 또 다른 프로젝트이다.
나는 TTL 칩들을 이용해 간단히 주파수 카운터를 조립한적이 있다.
그것은 CMOS HC 버전보다, 심지어 LS가 있던 훨신 이전의 일이다.
그건 50MHz 까지이고 끝내주게 작동했다, 그러나 TTL 칩의 전원이 매우 부족했다.
내 생각에 그 괴물에는 대략 20-25 TTL 칩이 있었다.
그러나 오래된 카운터는 현재 창고의 어딘가에 들어있을 것인데,
현재 나는 카운터가 다시 필요했으므로, 나느 좀더 최신의 설계를 했다.

설계는 4개의 칩과 3 HC TTL들 그리고 Atmel사의 At90S2313 마이크로 컨트롤러를 사용했다.
그것은 5 디지트 LED 표시기와 밴드 표시기를 사용했다.
더욱이 LED 표시기 이지만 , 전류소모는 50mA 이하이며 최소 52MHz까지 가운트했다.
나는 실험실에서 52MHz 이상의 어떤 신호소스도 찾을 수 없었다,
조금더 높게 하려면, 당신은 진짜로 좀 더 카운트 할수 없을 것이다.
HC590을 위한 클럭 주파수는 약 35-40MHz 까지이다.

나는 넷트웍에서 기고했던 글의 아이디어를 가지고 있었다.
내 생각은 그것은 서킷셀라(미국의 전자회로설계 월간지)에 기고된 글이었다.
나는 코드를 들여다 보았다. 그것은 빠르고 간단한 카운터 해결방법 같다고 느꼈다.
나는 칩이 어떻게 쓰이는지는 모르며, 설계도도 결코 볼수 없었지만,
그러나 여기에서 실행했다.

■ 설명
첨단기술의 주파수 카운터 보드의 내부를 들여다 보면, 설계도는 매우 간단하다.
주요한 두 부분은, 멀티플렉싱 표시기와 카운터 부분(stage)으로 되어있다.
8-비트 데이터 버스는 2313의 PORTD의 하위 4비트와 PORTB의 상위4비트로 구성되어 있다.
이 특이한 배열은 게이팅 가운터 스테이지를 위해 PB3의 OCI 출력이 필요하기 때문이다.

표시기는 공통(common)캐소드 3디지트 7세그먼트를 표시한다.
그것의 멀티플렉서는 데이터 버스로부터 세그먼트 데이터를 공급받으며,
HC138 데이터 셀렉터에서 현재의 디지트가 선택된다.
그리고 그것은 2313의 3개의 I/O 라인으로부터 컨트롤된다.

두 개의 HC590 카운터는 입력펄스와 2313 데이터 버스까지 공급되어 카운팅된다.
각각의 카운터는 OE_L과 OE_H 라인을 써서 개별적으로 읽을수 있고.
카운터는 CLR 신호를 사용하여 지워진다.
카운터는 2313의 OC1 (Output Compare 1) 신호를 사용하여 게이트된다.
게이트 시간의 지속적인 변화는, 자동 범위설정을 할 수 있으며, 큰 주파수 범위를 잡는다.


이미지를 누르면 커진 회로도가 보인다.

카운터용 소프트웨어는 C-코드로 쓰여졌으며, 속도로서 문제되지 않는다.
모든 하이-스피드 핸들링은 외부카운터와 2313의 Timer1에 의해 마무리된다.
주파수의 측정 방법은 간단하다. 먼저, 카운터에 1mS를 허가한다.
만약 카운터가 4096 (4.096 MHz)보다 커지면, 카운터는 표시기에 보이며,
새로운 카운터가 만들어진다. 만약 4096보다 적으면,
더 커진 게이트 시간과 나아진 분해능을 얻을수 있으며, 그래서 10mS를 시도할수 있다.
또한번, 만약 카운터가 4096 (4.096 MHz)보다 커지면, 카운터는 보여주며,
반면에 우리는100mS를 시도할수 있고, 1S로 내릴수 있다.                                

■ 게이트 시간의 범위:
게이트 시간 / 주파수범위
1 mS      / 4.096 MHz - 40+ MHz
10 mS     / 409.6 kHz - 4.096 MHz
100 mS   / 40.96 kHz - 409.6 kHz
1 S        / 0 - 40.96 kHz

멀티 플렉싱 표시기는 Timer0에서 2mS마다 실행되는 인터럽트 루틴에서 처리된다.
세개의 광역 변수들은 표시값을 조정하는데 사용되고. 소수점과 범위 표시기로 사용된다.
범위표시는 마지막 표시기의 세그먼트A, G와 D (상단, 중앙과 하단)를 써서
Hz, kHz 와 MHz를 표시하는데 사용한다.

■ 회로도
http://www.myplace.nu/avr/countermeasures/cm_sch.gif
■ C 소스
http://www.myplace.nu/avr/countermeasures/counter.c
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