Импульсный генератор + частотомер (Arduino)

На рисунке показана схема простого уст-ва которое может работать в режиме генератора импульсов и в режиме частотомера.

Генератор импульсов:

• Длительность импульсов от 1 мкс до 8.3 сек
• Регулировка скважности от 0 до 100.0%

Изменение длительности импульсов и скважности происходит при помощи энкодера, при нажатии на кнопку энкодера начнет мигать курсор в самом младшем разряде, при помощи ручки энкодера можно установить значение от 0 до 9, при повторном нажатии кнопки энкодера курсор перемещается на следующий разряд и так далее, до регулировки скважности, если нажать кнопку энкодера еще раз, то включится режим генерации и на экране LCD индикатора появится надпись «ON». Для удобства использования генератора добавлена кнопка «включение генерации», она позволяет не перебирать все разряды, а сразу включить генерацию если Вы уже установили необходимое значение длительности импульсов. Для перехода в режим изменения длительности импульсов достаточно один раз нажать кнопку энкодера.

Для перехода в режим частотомера необходимо нажать на кнопку «генер./част.», максимальная частота измерения 6.5 МГц. Частотомер имеет три режима времени измерения: 1, 0.1 и 10 секунд. Для изменения времени измерения нужно нажать кнопку энкодера.

Для перехода в режим генератора нужно снова нажать кнопку «генер./част.».

#include <LiquidCrystal.h>
#include <Encoder.h>
#include <TimerOne.h>
#include <FreqCount.h>
LiquidCrystal lcd(6, 7, 8, 11, 12, 13);// RS,E,D4,D5,D6,D7
Encoder myEnc(4, 3);// CLK, DT
 
void setup() {
  pinMode(2,INPUT); // КНОПКА ЭНКОДЕРА
  pinMode(A5,INPUT); // КНОПКА ПРИНУДИТЕЛЬНОГО ВКЛЮЧЕНИЯ ГЕНЕРАЦИИ
  pinMode(A4,INPUT); // ЧАСТОТОМЕР/ГЕНЕРАТОР
  lcd.begin(16, 2);// LCD 16X2
}
 
unsigned long f_sum,time;
long f[8]{0,0,0,0,0,0,0,512};
int i,x,y,cursor,h_g;
long oldPosition  = -999,newPosition;
float t;
const float popravka = 1.0004502;// поправочный коэффициент для повышения точности генератора (если нет эталона то коэффициент = 1.0000000)
 
unsigned long f_0;float f0;
int x1,n=3,r;
 
void loop() {
  if(digitalRead(A4)==HIGH){h_g++;y=0;delay(300);if(h_g>1){h_g=0;}}// ГЕНЕРАТОР/ЧАСТОТОМЕР (ПО УМОЛЧАНИЮ ПЕРВЫЙ ГЕНЕРАТОР)
 
  if(h_g==1){ i=0; // ЧАСТОТОМЕР ////////////////////////////////////////////////////////////////////
  if(y==1){FreqCount.begin(1000);}
 
  if(digitalRead(2)==LOW){n++;x1=0;delay(100);}// ВЫБОР ВРЕМЕНИ ИЗМЕРЕНИЯ ПРИ ПОМОЩИ КНОПКИ ЭНКОДЕРА
    lcd.setCursor(0,1);
  if(n==1){x1++;if(x1==1){FreqCount.begin(100);}r=-1;lcd.print("T = 0.1 s ");}
  if(n==2){x1++;if(x1==1){FreqCount.begin(10000);}r=1;lcd.print("T = 10 s ");}
  if(n==3){x1++;if(x1==1){FreqCount.begin(1000);}r=0;lcd.print("T = 1 s  ");}
  if(n>3){n=1;} 
    lcd.setCursor(0,0);
    lcd.print("F = "); // ВЫВОД ЧАСТОТЫ 
  if(f_0>=1000000 && n==3){f0=f_0/1000000.0;lcd.print(f0,6+r);lcd.print(" MHz");}
  if(f_0<1000000 && n==3){f0=f_0/1000.0;lcd.print(f0,3+r);lcd.print(" kHz");}
  if(f_0>=100000 && n==1){f0=f_0/100000.0;lcd.print(f0,6+r);lcd.print(" MHz");}
  if(f_0<100000 && n==1){f0=f_0/100.0;lcd.print(f0,3+r);lcd.print(" kHz");}
  if(f_0>=10000000 && n==2){f0=f_0/10000000.0;lcd.print(f0,6+r);lcd.print("MHz");}
  if(f_0<10000000 && n==2){f0=f_0/10000.0;lcd.print(f0,3+r);lcd.print(" kHz");}
 
  if (FreqCount.available()) { 
 
    f_0 = FreqCount.read(); // ИЗМЕРЕНИЕ ЧАСТОТЫ
 
   lcd.setCursor(10,1);lcd.print("***");// ИНДИКАЦИЯ ИЗМЕРЕНИЯ
  }
   delay(200);
   lcd.clear();
}
 
  if(h_g==0){// ГЕНЕРАТОР //////////////////////////////////////////////////////////////////
 
   if(i==8){   lcd.setCursor(10,1); lcd.print("ON ");// ГЕНЕРАЦИЯ ВКЛЮЧЕНА
   if(y==1){ Timer1.initialize(f_sum * popravka); // период  - запускаем только один раз после выхода из режима изминения параметров 
   Timer1.pwm(9, f[7]);} // k - коэффициент заполнения 0-1023. Сигнал снимаем с выхода 9
   delay(100);
 }
 
  if(digitalRead(2)==LOW){delay(300);i++;if(i>8){i=0;} myEnc.write(f[i]*4);// ОПРОС КНОПКИ ЭНКОДЕРА
  if(i==8){y=0;cursor=0;}}
  if(digitalRead(A5)==HIGH){delay(300);i=8;y=0;}// КНОПКА ПРИНУДИТЕЛЬНОГО ВКЛЮЧЕНИЯ ГЕНЕРАЦИИ
 
  if(i<8||cursor==1){ // В РЕЖИМЕ ИЗМЕНЕНИЯ ПЕРИОДА И ЗАПОЛНЕНИЯ ШИМ ГЕНЕРАЦИЯ ОТКЛЮЧЕНА
  lcd.setCursor(10,1); lcd.print("OFF");// ГЕНЕРАЦИЯ ВЫКЛЮЧЕНА
 
 long newPosition = myEnc.read()/4; // ОПРОС ЭНКОДЕРА
 
  if (newPosition != oldPosition) {
    oldPosition = newPosition;
    f[i]=newPosition;
 
    if(i<7){ // ОГРАНИЧЕНИЕ ПРИ ИЗМЕНЕНИИ ПЕРИОДА ОТ 0 ДО 9
    if(f[i]>9){myEnc.write(0);}
    if(f[i]<0){myEnc.write(9*4);}}
    else{// ОГРАНИЧЕНИЕ ПРИ ИЗМЕНЕНИИ ЗАПОЛНЕНИЯ ШИМ ОТ 0 ДО 1023
    if(f[7]>1023){f[7]=1023;}
    if(f[7]<0){f[7]=0;}}
  }
   f_sum=f[6]*1000000+f[5]*100000+f[4]*10000+f[3]*1000+f[2]*100+f[1]*10+f[0];// ПЕРИОД
   lcd.setCursor(0,0);// ВЫВОД ИНФОРМАЦИИ НА LCD 
   lcd.print("T = ");
   for(x=6;x>=0;x--){
   if(x==5||x==2){lcd.print(".");}// ВСТАВЛЯЕМ РАЗДЕЛИТЬ РАЗРЯДА
   if(cursor==1&&i==x){lcd.print(" ");}else{lcd.print(f[x]);}
   }
   lcd.print(" uS");
 
     // МИГАНИЕ КУРСОРА ПРИ ИЗМЕНЕНИИ ПАРАМЕТРОВ 
 
   if(millis()-time<200){cursor=1;}// 200 МС ПРОБЕЛ ВМЕСТО ЦИФРЫ
   if(millis()-time>200){cursor=0;}// 800 МС ПОКАЗЫВАЕМ ЦИФРУ
   if(millis()-time>1000){time=millis();}// ОТСЧЕТ 1 СЕКУНДЫ
  }
 
   // ВЫВОД НА LCD % ЗАПОЛНЕНИЯ ШИМ
   t=f[7]*100.0/1023;
   lcd.setCursor(0,1);lcd.print(t,1);if(cursor==1&&i==7){lcd.print("    ");}else{ lcd.print(" %   ");}
  }
y++;
}

Частотомер

Генератор

50%
20%	80%

Encoder.h

FreqCount.h

 TimerOne.h