طراحی و ساخت شمارندة فرکانس تا یک گیگاهرتز

فصل اول
اندازه گیری فرکانس
ویژگی های دستگاه اندازه گیری
گستره ی اندازه گیری
ریزنگری یا تفکیک پذیری
حساسیت
درستی
دقت
کالیبراسیون(برسنجیدن)
تنظیم دستگاه اندازه گیری
قسمت های مختلف دستگاه های اندازه گیری
مرحله ی نمایش، ثبت یا کنترل
اندازه گیری فرکانس
تقسیم بندی باندها وفرکانس
فرکانس متر هاو مدارات ارائه شده
فرکانس متر های آنالوگ
دیودهای PIN
فرکانس متر های دیجیتال
فصل دوم
پیش تقسیم کننده و شکل دهنده ی سیگنال
بخش تقسیم کننده ی فرکانس
معرفی تقسیم کننده SP8704
قسمت تقویت و شکل دهی سیگنال
فصل سوم
کنترل و شمارش تعداد پالس ها
کلاک سیستم
توزیع کلاک سیستم
کلاک واحد پردازش مرکزی
کلاک واحد های ورودی خروجی
کلاک حافظه
کلاک غیر همزمان تایمر
کلاک واحد آنالوگ به دیجیتال
منابع کلاک سیستم
اسیلاتور کریستالی
اسیلاتور کریستالی فرکانس پایین
اسیلاتورRC  خارجی
اسیلاتورRC  کالیبره شده داخلی
کلاک خارجی
اسیلاتور تایمر/ کانتر
تایمر / کانتر ها
تایمر / کانتر یک
معرفی تایمر / کانتریک
پیکره بندی تایمر/کانتر یک در حالت کانتر
تایمر/کانتر دو
پیکره بندی تایمر/ کانتر دو در حالت تایمر
نمایش اطلاعات
پیکره بندی و ارتباط LCD با میکروکنترلر AVR
فصل چهارم
تشریح عملی پروژه
تغذیه مدار
تعیین عملکرد دستگاه
سلکتور
قسمت تقسیم و شکل دهی سیگنال ورودی
برنامه
نرم افزار پروژه
شمارش پالس ها و کنترل مدار

فصل اول
اندازه گیری فرکانس

 
1-1- ویژگی های دستگاه اندازه گیری
اصولا عمل یا حاصل مقایسه یک کمیت مفروض با یک استاندارد از پیش تعیین شده را ، اندازه گیری می نامیم. برای این که نتیجه عمل اندازه گیری که با اعداد بیان می شود، معنی داشته باشد، باید اولا استانداردی که برای مقایسه  به کار می رود، دقیقا معلوم ومورد قبول عام واقع شده باشد. ثانیا روش استفاده شده برای این مقایسه باید قابل تکرار بوده و قادر به امتحان کردن دستگاه اندازه گیری باشیم به عبارت دیگر دستگاه به کار رفته و روش اندازه گیری باید موجه باشد.
هر دستگاه اندازه گیری دارای ویژگی ها و محدودیت های خاص خود است و برای انتخاب دستگاه اندازه گیری باید کلیه جوانب در نظر گرفته شود و با توجه به و یژگی های مورد نیاز و قیمت دستگاه  اندازه گیری بهترین انتخاب انجام شود.
1-گستره ی اندازه گیری: محدوده ای از تغییرات کمیت تحت اندازه گیری که وسیله قادر به اندازه گیری آن می باشد.
2-ریزنگری یا تفکیک پذیری: کوچکترین اندازه ی تغییرات کمیت تحت اندازه گیری که می تواند توسط            دستگاه، اندازه گیری شود.
3-حساسیت: نسبت میزان تغییرات خروجی به تغییرات کمیت تحت اندازه گیری
  با بیشترین بودن حساسیت،  اندازه گیری تغییرات کوچک کمیت تحت اندازه گیری راحت تر است اما          معمولا گستره ی اندازه گیری کم می شود.
4-درستی: میزان نزدیکی مقدار قرائت شده با مقدار واقعی کمیت
  معمولا با افزایش گستره ی اندازه گیری درستی کم میشود(یا قیمت ها افزایش قابل توجه می یابد)
5-دقت: نشان دهنده ی میزان پراکندگی آماری مقادیر اندازه گیری شده در چندین بار اندازه گیری یک کمیت است. به عبارت دیگر میزان عاری بودن اندازه گیر از خطای تصادفی میزان دقت را نشان می دهد
کالیبراسیون(برسنجیدن)
مقایسه عملکرد دستگاه اندازه گیری با مرجع استاندارد (که در رده ی درستی بالاتری قرار دارد) جهت تعیین خطای آن را کالیبراسیون گویند. به عبارت دیگر کالیبراسیون، کنترل دستگاه اندازه گیری به منظور اطمینان از عملکرد مناسب آن است. مرجع استاندارد می تواند یک کمیت یا دستگاه اندازه گیری باشد.

1-3- تنظیم دستگاه اندازه گیری
معمولا در دستگاه های اندازه گیری امکان تنظیم ( به صورت محدود) گذاشته می شود تا در مواردی که اندازه گیر از حالت کالیبره خارج می شود، عملکرد آن را اصلاح کنند. تنظیم می تواند به صورت تنظیم شیب یا آفست باشد.
1-4- قسمت های مختلف دستگاه های اندازه گیری
کار اکثر سیستم های اندازه گیری را می توان در قالب سه مرحله ی اساسی قرار داد:
1-مرحله ی آشکارسازی و مبدل
2-مرحله ی میانی یا تغییر دهنده
3-مرحله ی نمایش، ثبت یا کنترل
عناصری از قبیل مقاومت، سلف، خازن، ترموکوپل، کریستال، فتوسل و...  به عنوان مبدل مورد استفاده قرار می گیرد. مبدل یک پدیده ی غیر الکتریکی مانند فشار، دما، رطوبت و....را به یک کمیت الکتریکی مثل ولتاژ، جریان و...تبدیل می کنند.
مرحله ی میانی در یک دستگاه اندازه گیری می تواند شامل قسمت هایی از قبیل چرخ دنده ها، لوله ی هیدرولیکی، انواع فیلتر و تقویت کننده ها، سیستم های انتقال و....باشد. در برخی وسایل ممکن است نیازی به مرحله ی میانی ودر برخی موارد این قسمت بسیار پیچیده باشد.
مرحله ی نهایی می تواند شامل قسمت هایی مثل عقربه واشل، لامپ اشعه کاتدی، ستون مایع، قلم متحرک وکاغذ مدرج،  ضبط مغناطیسی و .... باشد. علاوه بر نمایش دهنده  و ضبط کننده که در مرحله ی آخر وجود دارند، از خروجی این بخش می توان برای کنترل قسمت های دیگر استفاده کرد.
در شکل (1-2 ) قسمت های مختلف یک دستگاه اندازه گیری به صورت کلی نمایش داده شده است.
فصل سوم
 کنترل و شمارش تعداد پالس ها

3-1- کلاک سیستم
پس از عبور سیگنال اصلی از پیش تقسیم کننده، فرکانس آن کم شده و شمارش فرکانس آن ساده تر می باشد. وظیفه ی شمارش پالس های تولید شده در مراحل قبل به عهده ی میکروکنترلر است. برای این کار از تایمرها و شمارنده های  داخلی میکروکنترلر استفاده شده است و پس از شمارش تعداد پالس ها، با انجام محاسبات لازم فرکانس واقعی محاسبه می شود و در مرحله بعد مقدار فرکانس سیگنال اصلی روی یک نمایشگر  LCD  نمایش داده می شود.
با توجه به این که شمارنده های  میکروکنترلر AVR به وسیله سیگنال ورودی عمل می کنند که فرکانس آن باید از نصف فرکانس کلاک میکرو کمتر باشد، بنابراین هر چه فرکانس کلاک بیشتر باشد قادر به اندازه گیری فرکانس های  بالاتری هستبم. در ادامه توزیع کلاک سیستم و منابع آن بررسی    می شود.
اسیلاتور کریستالی فرکانس پایین
با برنامه ریزی کردن فیوزبیت های میکرو می توان از کریستال ساعت به عنوان منبع کلاک استفاده کرد. می توان با فعال کردن خازن های داخلی، خازن های خارجی را برداشت. مقدار نامی خازن های داخلی 36 پیکو فاراد است.
اسیلاتورRC  خارجی
با برنامه ریزی کردن فیوزبیت ها و اتصال مقاومت و خازن مطابق شکل (3-3 ) به میکرو می توان از اسیلاتور RC خارجی استفاده کرد. فرکانس تقریبی توسط معادلهF=1/(3RC)  به دست می آید. مقدار خازن بایستی حداقل 22 پیکو فاراد باشد. با فعال کردن خازن داخلی می توان خازن خارجی را برداشت.

• تاثیر شخصیت پدر ومادر بر فرزندان
• دانلود رايگان نمونه سوالات پيام نور درس معادلات دیفرانسیل نيمسال اول 93-92
• دانلود رايگان نمونه سوالات پيام نور درس روش های محاسبات عددی,محاسبات عددی نيمسال اول 93-92
• دانلود رايگان نمونه سوالات پيام نور درس ریاضی عمومی 1 نيمسال اول 93-92
• دانلود رايگان نمونه سوالات پيام نور درس ریاضی 2,ریاضی عمومی 2,ریاضی کاربردی 1 نيمسال اول 93-92
• دانلود رايگان نمونه سوالات پيام نور درس شیمی عمومی 1,شیمی1 نيمسال اول 93-92