Недорогой регистратор ПКЭ для широкого применения.

В данной схеме использован кварцевый резонатор для задания опорной частоты. Относительная погрешность кварцевого резонатора достаточно мала и составляет . Относительная погрешность приведена в относительных единицах.Погрешность определения частоты в дискретных устройствах счета определяется длительностью измеряемого интервала и счетного импульса. Погрешность отсутствует, если на счетном интервале укладывается целое число счетных импульсов. При этом максимальная погрешность определяется длительностью счетного импульса.Таким образом полная относительная погрешность за время наблюдения в 1 с будет равна:Погрешность измерения носит случайный характер и может быть уменьшена путем увеличения кол-ва измерений:Оценка характеристик собственного потребления и продолжительности работы регистратора от одной батареиЛитиевые элементы питания напряжением в 3,6 вольта выпускаются в корпусах различного типоразмера от AA до D. При этом емкость элементов питания изменяется соответственно от 2400 мАч до 19100 мАч[10].Выберем для данного устройства типоразмер AA. Технические характеристики элемента питания представлены в таблице 5.1Таблица 5.1 –Технические параметры элемента питанияВысокое и стабильное рабочее напряжение. Низкий уровень саморазряда – менее 1% за 1 год при температуре 20ºС градусов.ER14505 (размер AA)Энергоемкость2400мАчНоминальное / минимальное напряжение3,6 В / 2,0 ВРекомендуемый максимально допу-стимый ток разряда≤ 200 мАУровень тока, при котором емкость батареи будет израсходована полностью до напряжения разряда 2 В, при 25°СВеличина импульса тока длительностью 15 секунд до падения напряжении на зажимах до 2,0 В,при котором емкость батареи уменьшится на 50%, при 25°СХранение(рекомендуемая макс. tºC)≤ 30º С градусовРабочая температура- 55… + 85º С градусовВес19 граммовОценить продолжительность работы спроектированного устройства от элемента питания типоразмера АА можно по следующему графику(см. рисунок 5.1).Таким образом, среднее время работы регистратора от одного элемента составляет 240 часов в активном режиме, до 1200 часов в спящем режиме.Рисунок 5.1 – График зависимости времени работы батареи от тока потребления6 алгоритм работы регистратораРисунок 6.1 – Алгоритм работыПосле подачи питания происходит инициализация контроллера, настройка портов ввода/вывода, счетчиков и др. периферии.После этого контроллер переходит к выполнению основного цикла. В программе обработке прерываний происходит анализ состояния вывода PA0. В случае изменения состояния вывода происходит запуск счетчика импульсов таймера. В обработчике прерываний анализируем переход входного сигнала из состояния «0» в сост. «1». Подсчитаем кол-во срабатываний обработчика прерываний(n) между 2-мя соседними переходами входного сигнала из сост. «0» в сост. «1».Для анализа входного сигнала, в каком состоянии он находится в данный момент(в «0» или «1»), введем флаг f. Если f = 1, тогда входной сигнал в сост. «1».После подсчета n, вычисляем частоту с помощью формулы Fr = K/n, где K – коэф., подбирающийся опытным путем подачей эталонного сигнала на вход прибора.Вышеописанным способом измеряем частоту 15 раз(согласно требованиям ГОСТа) и вычисляем среднее значение, которое в конечном счете анализируется, отправляется на интерфейс и засвечивает светодиоды, обнуляем все счетчики, повторяем цикл заново.После изменения состояния вывода PA0 на противоположное происходит вычисление текущей частоты напряжения сети. Полученное значение усредняется в течение 15 измерений и выводится на индикатор.7 Программа работы микроконтроллера#include "EFM32WG.h"#include " EFM32WG_gpio.h"#include #include "DisplayCommand.h"#include "misc.h"//------------------------------ Константы ---------------------------/* преобр. номера бита в позицию в байте */#define BIT(B) (1<