可測2.4G的頻率記制作資料,1602顯示含原理圖PCB HEX文件無代碼

ID:223725 · 發(fā)表于 2017-8-11 08:39

版本名稱PLJ16F628ALCD
lcd1602可測2.4G的頻率記，包含HEX文件

元件清單：

Altium Designer畫的原理圖和PCB圖如下：(51hei附件中可下載工程文件)

嵌入式智能頻率顯示組件使用說明

BD7RC/李映超

閱讀提示：如果你僅僅是想用這個頻率顯示組件進行簡單頻率測量，你可以直接跳過前面部分而直接閱讀使用實例即可。

一、前言

長期以來，頻率的精確顯示，在使用和改制退役軍機、自制收發(fā)信機時，一直困擾著廣大的愛好者，而普通的頻率計，又不能滿足我們愛好者的特殊要求：沒有加減中頻功能，或者只有少數(shù)幾個固定死的中頻值供選用。

這款嵌入式智能頻率顯示組件的推出，可望改變這種情況：精度足夠、測量穩(wěn)定、可隨意預(yù)設(shè)中頻值、直接/加減中頻等多種顯示和測量模式、背光LCD顯示、體積小、耗電少……

因此，這款嵌入式智能頻率顯示組件有望將成為無線電DIY愛好者的首選。

二、主要功能與特點：

使用小型通用字符型16X1（HD44780）液晶顯示模塊顯示，有LED背光；支持顯示屏的自行更換。
全部電路的體積：長x寬x厚為7.8 x3.3 x 3 cm，其中還包含一塊獨立可切割出來2x3.6cm的按鍵板，LCD和電路板間為背靠背安裝；體積小巧，可單獨與9V疊層電池構(gòu)成掌上型頻率計，也可以方便地嵌入安裝在各類收發(fā)信機面板上作頻率顯示用。多種DIY設(shè)計，更可以充分享受DIY的樂趣。
使用PIC16F84(A)單片機為主要控制芯片，功能強，抗干擾能力較強，使用V或U段手持機靠近電路板大功率發(fā)射并未引起頻率計的死鎖，停止發(fā)射后馬上恢復(fù)正常測量。
輸入端為射隨放大器，對測量電路的影響小，靈敏度約為100mV；整機干擾很小。
頻率測量上限為35MHZ，精度為10HZ，顯示樣式為21.400.00MHZ；刷新周期很小（0.1秒），實時反映頻率的變化。足以應(yīng)用在對頻率精度和穩(wěn)定度要求很高的短波單邊帶SSB通信中。
工作電壓要求大于7V，在9V供電時整機耗電為小于20mA（無背光）/小于60mA（有背光），自帶5V穩(wěn)壓電路和防電源極性反接電路。
提供直接測量、加/減中頻值顯示等實用測量模式，其中中頻值為兩個，方便在切換上/下邊帶的切換，而這兩個中頻的值，則可以隨時任意設(shè)定后保存以供調(diào)用。
提供小數(shù)點后移一位功能，方便在其前級加入分頻器以擴展測量頻率的范圍。
提供16x1/16x2液晶模塊選擇功能，可以自己更換合意的字符型液晶顯示模塊。

10、所有的功能是通過SET、＋、－、SAVE四個按鍵和一個跳線開關(guān)進行的。按住SET鍵開機后進入編程狀態(tài)，可對中頻值等各個參數(shù)進行調(diào)整后用SAVE鍵進行保存。在正常狀態(tài)，通過對這些按鈕和開關(guān)的不同組合，可實現(xiàn)不同的頻率顯示方式。

三、結(jié)構(gòu)簡介

該頻率顯示組件為前和后兩大件背靠背結(jié)構(gòu)形式，前面為液晶顯示屏，后面為測量和控制電路，兩者之間通過接插件連接，可以很方便地對兩者進行拆卸。右邊的四個設(shè)置小按鍵可以延預(yù)留的位置（一排較密的小孔）切開，獨立安裝到你所期望的位置。各個部分的位置和名稱見以下各圖所示。

頻率顯示組件前示圖：

頻率顯示組件后示圖：

頻率顯示組件俯視圖：

4、頻率顯示組件前后部分拆卸圖：

四、頻率顯示組件的工作狀態(tài)和測量模式：

編程狀態(tài)：

按住“SET”鍵，接通電源，LCD顯示“EEPROM MODE1.2”，放開“SET”鍵，LCD接著顯示“ADDR:00 DATA:0D”則表示頻率顯示組件已經(jīng)進入編程狀態(tài)。

這個狀態(tài)，是開放了PIC16F84單片機的EEPROM空間，用00H~0FH共16個地址空間（ADDR）來存放頻率計的相關(guān)參數(shù)數(shù)據(jù)（DATA），以實現(xiàn)各種實用功能。而這些數(shù)據(jù)決定這頻率計的工作狀態(tài)。

在這個狀態(tài)下，每按一下“SET”鍵，就可以順序進入各個地址空間，LCD顯示的“ADDR:”后面的數(shù)目會順序從“00”、“01”、“02”…….開始順序上跳到“0F”，然后從頭又開始。相應(yīng)的，每變動一個地址（ADDR），LCD后半部顯示的“DATA:”后的數(shù)據(jù)也會跟著發(fā)生變化，這時可以根據(jù)需要用“＋”鍵和“—”鍵來選定這個地址的數(shù)據(jù)；變動后，按一下“SAVE”鍵來保存這個變動的數(shù)據(jù)。

即：在這個狀態(tài)下，“SET”鍵負(fù)責(zé)變換地址（ADDR），“＋”鍵和“—”用了改變某個地址中的數(shù)據(jù)（DATA），而“SAVE”則用于改動數(shù)據(jù)的保存。

如此檢查和改變16個地址（ADDR）中的數(shù)據(jù)（DATA）后，直接關(guān)閉電源后，就可以離開這個編程狀態(tài)了。

具體的各個地址中的數(shù)據(jù)的設(shè)定含義如下表，實際的設(shè)定方法請參考下文相關(guān)實例。

地址（ADDR）	數(shù)據(jù)（DATA）含義	出廠默認(rèn)值	備注
00H	第一個中頻值的高位	0DH	F1= 9001.5KHz
01H	第一個中頻值的中位	BCH
02H	第一個中頻值的低位	36H
03H	第二個中頻值的高位	0DH	F2= 8998.5KHz
04H	第二個中頻值的中位	BBH
05H	第二個中頻值的低位	0AH
06H	設(shè)為“00”時直接顯示測量數(shù)據(jù) 設(shè)為非“00”時啟用加減F1/F2功能	00H
07H	頻率計內(nèi)校準(zhǔn)參數(shù)設(shè)定1	15H
08H	頻率計內(nèi)校準(zhǔn)參數(shù)設(shè)定2	01H
09H	LCD類型選擇 “00”為16X1 LCD，“01”為20X2 LCD 當(dāng)LCD顯示不正確時可調(diào)換一下這個數(shù)據(jù)	01H
0AH	顯示位數(shù)選擇，“00”為7位，“01”為6位	00H
0BH	尚未使用
0CH
0DH
0EH
0FH	設(shè)為“01”則恢復(fù)出廠默認(rèn)參數(shù)	非“01”

00H～05H地址內(nèi)中頻值的換算設(shè)定方法（假設(shè)F1=9001.5KHz 、F2=8998.5KHz）：

F1=9001.5KHz的換算：

9001.5KHz ――> 900150 ――> DBC36 ――> 0D BC 36

F2=8998.5KHz的換算：

8998.5KHz ――> 899550 ――> DBB0A ――> 0D BB 0A

十六進制值的轉(zhuǎn)換可以充分利用計算機的計算器來進行：

開始－>程序－>附件－>計算器－>查看－>科學(xué)型

使用狀態(tài)：

接通電源后，頻率顯示組件即進入此狀態(tài)。

在這個狀態(tài)下，頻率顯示組件可以進入直接測量模式和加減中頻測量模式，可把測量到的實際頻率，直接或者進行相應(yīng)的+/-中頻等處理后在液晶顯示屏上顯示出來。具體的測量模式與06H地址中的數(shù)據(jù)設(shè)定、電路板上各按鍵和開關(guān)的狀態(tài)有關(guān)。

測量模式：

（1）直接測量模式：

注：頻率顯示組件為出廠狀態(tài)或已經(jīng)進入編程模式把06H的內(nèi)容改為00H并保存退出
條件	各鍵狀態(tài)					LCD顯示
	加減中頻開關(guān)	SET	＋	－	SAVE
開機，不接任何信號源	無關(guān)				不接通	0.000.00MHZ
接上10MHZ標(biāo)準(zhǔn)信號源	無關(guān)				不接通	10.000.00MHZ
接上10MHZ標(biāo)準(zhǔn)信號源	無關(guān)				接通	100.000.0MHZ

（2）加減中頻測量模式：

注：頻率顯示組件已經(jīng)進入編程模式把06H的內(nèi)容改為非00H，并假定F1設(shè)為9001.5KHz，F(xiàn)2設(shè)為8998.5KHz，然后保存退出
	條件	各鍵狀態(tài)					LCD顯示
	條件	加減中頻開關(guān)	SET	＋	－	SAVE	LCD顯示
加中頻模式	開機，不接任何信號源	接為＋	無關(guān)	0	0	0	9.001.50MHz	+F1
	接上10MHZ標(biāo)準(zhǔn)信號源			0	0	0	19.001.50MHz	+F1
	接上10MHZ標(biāo)準(zhǔn)信號源			1	0	0	18.998.50MHz	+F2
	接上10MHZ標(biāo)準(zhǔn)信號源			0	1	0	10.000.00MHz	+0
	接上10MHZ標(biāo)準(zhǔn)信號源			0	0	1	190.015.0MHz	后移
減中頻模式	開機，不接任何信號源	接為－	無關(guān)	0	0	0	9.001.50MHz	－F1
	接上10MHZ標(biāo)準(zhǔn)信號源			0	0	0	0.998.50MHz	－F1
	接上10MHZ標(biāo)準(zhǔn)信號源			1	0	0	1.001.50MHz	－F2
	接上10MHZ標(biāo)準(zhǔn)信號源			0	1	0	10.000.00MHz	－0
	接上10MHZ標(biāo)準(zhǔn)信號源			0	0	1	09.985.0MHz	后移
0：表示不接通（維持低電平） 1：表示接通（接高電平）

（3）、各種測量模式的選擇，請根據(jù)需要選定，其中各開關(guān)和按鍵的接通，可以通過手動按下按鍵和開關(guān)來完成，也可以通過外加三極管電子開關(guān)來完成。

五、使用方法：

把在頻率顯示組件信號輸入端焊好細(xì)同軸電纜；
把電源連接插頭插座連接好，接上大于7V的直流電源，如果電壓大于15V建議串入合適的電阻進行限壓，避免頻率顯示組件上的78L05損耗過大而過熱損壞。
接上電源后LCD背光燈應(yīng)點亮，如果不亮，應(yīng)檢查電源的極性是否正確，電路中有極性反接保護。
這時LCD應(yīng)顯示“0.000.00MHz”（表示此時為直接測量模式）或某一個固定的值（表示此時為加減中頻測量模式）。所顯示的數(shù)字可能會有一些亂跳，屬正常現(xiàn)象，這是因為頻率顯示組件的靈敏度較高，懸空的輸入端感應(yīng)到了雜散信號。
把信號輸入端接到要測量的電氣點即可進行相關(guān)的測量和顯示。
如果顯示模式不對，在使用前應(yīng)進入編程模式進行相關(guān)的設(shè)置。
在加減中頻測量模式中，應(yīng)根據(jù)需要設(shè)置好各個開關(guān)的狀態(tài)。

六、使用實例：

測量電路上某點的實際頻率：
- 接通頻率顯示組件電源，LCD顯示0.000.00MHZ，表示此時為直接測量模式；
- 把信號輸入端連接到測量點，頻率顯示組件馬上顯示此點的實際頻率值。
- 如果接通電源后，頻率顯示組件顯示的不是0.000.00MHZ，請按以下方式進入編程模式把測量模式改為直接測量模式：
  - 關(guān)閉電源，按住“SET”鍵，然后接通電源， LCD顯示“EEPROM MODE1.2”；放開“SET”鍵，LCD接著顯示“ADDR:00 DATA:0D”。
  - 連續(xù)按六下“SET”鍵，直到LCD顯示“ADDR:06 DATA:01”，按動“＋”或“－”鍵，直到LCD顯示“ADDR:06 DATA:00”，然后按一下“SAVE”鍵，LCD顯示“SAVED”后跳回顯示“ADDR:06 DATA:00”，表示設(shè)置成功。
  - 關(guān)閉電源。

測量發(fā)射機的實際發(fā)射頻率：
- 在頻率顯示組件的輸入端接上一小段絕緣導(dǎo)線，然后按照以上的方法，把這一小段絕緣導(dǎo)線靠近發(fā)射輸出端，頻率顯示組件有足夠的靈敏度馬上顯示此時的實際發(fā)射頻率。
- 請不要把頻率顯示組件直接接到發(fā)射輸出端進行測量，強大的發(fā)射信號會損壞頻率顯示組件！

作239收信機的頻率顯示：

239收信機的中頻值為1.335MHz，本振比收信頻率高1.335MHz，可以通過測量本振值來精確顯示實際收信頻率。因此應(yīng)先進入編程模式，先設(shè)好中頻值，然后設(shè)為加減中頻模式，保存關(guān)閉電源退出后，還應(yīng)把加減中頻設(shè)置開關(guān)設(shè)為“減中頻模式”，才能正確顯示實際收信頻率。具體方法如下：

先換算中頻值為16進制： 1.335MHz ――> 133500（后面補0到十Hz位） ――> 2097C（16進制） ――> 02 09 7C（從后面兩兩分開，不夠兩位前面補0）；
關(guān)閉電源，按住“SET”鍵，然后接通電源， LCD顯示“EEPROM MODE1.2”；放開“SET”鍵，LCD接著顯示“ADDR:00 DATA:0D”。
按動“＋”或“－”鍵，直到LCD顯示的信息由“ADDR:00 DATA:0D”為“ADDR:00 DATA:02”，然后按一下“SAVE”鍵，LCD顯示“SAVED”后跳回顯示“ADDR:00 DATA:02”，完成這一位的設(shè)置；
如上法設(shè)置：

ADDR:01 DATA:BC ―――> ADDR:01 DATA:09

ADDR:02 DATA:36 ―――> ADDR:02 DATA:7C

最后，設(shè)置加減中頻模式：ADDR:06 DATA:00―――> ADDR:06 DATA:01；
關(guān)閉電源。
把信號輸入端連接到239的本振管的發(fā)射極，開機后即可顯示實際收信頻率。

作自制短波單邊帶收發(fā)信機的頻率顯示：

（正在整理中，不過，看看前面的加減中頻測量模式表，應(yīng)該可以理解怎么用吧？）

七、使用注意事項：

切不可對強信號直接進行測量，應(yīng)改用非接觸式感應(yīng)間接進行測量
用頻率計在單邊帶發(fā)射機的輸出端測量到的頻率不是真正的發(fā)射頻率，因為單邊帶信號的特點，測到的頻率會隨著語音信號頻率的改變而改變。正確的方法是在本振處進行測量。
任何使用單片機的頻率計都會對外部電路造成干擾，相互的區(qū)別只是多和少的問題。本頻率顯示組件的設(shè)計充分考慮的這個問題，對被測量的電路的干擾很小，但為了最大程度進一步減少空間輻射干擾，強烈建議對整機進行電磁屏蔽。使用一塊金屬皮或包裝鋁箔包覆后接地是一直簡單而有效的方法。
LCD為易碎品，應(yīng)防摔防撞。不宜在嚴(yán)寒和酷熱等惡劣環(huán)境下使用。

八、其他

頻率顯示組件的校準(zhǔn)

頻率顯示組件出廠時已經(jīng)校準(zhǔn)好，請在購買之后進入編程模式看一下07和08兩個地址中的內(nèi)容，以備后用。如果是自己組裝，在所有的焊接和連接完成準(zhǔn)備使用之前，必須進行校準(zhǔn)：

在直接測量模式下接入標(biāo)準(zhǔn)信號源，如果LCD顯示的值偏差不大（小于10KHZ），可以通過調(diào)整電路板上的微調(diào)電容進行校準(zhǔn)。
如果偏差比較大，可以先進入編程模式，把07或08地址中的數(shù)據(jù)加或減一個值，保存退出后再看看偏差的范圍，這樣調(diào)整一直到偏差較小后再按上法調(diào)電容校準(zhǔn)。

液晶顯示屏的更換

如果你對頻率顯示組件出廠所配的LCD的顯示效果不滿意，可以自行對它進行更換。更換時要注意的是：

應(yīng)選擇兼容HD44780的字符型LCD。
更換前最好確定引腳的排列，特別是電源引腳的排列。
更換后如果顯示格式不對或不完整，只要調(diào)整一下09地址中的數(shù)據(jù)即可。
LCD和頻率顯示組件控制測量電路板之間的連接線不宜過長，以免對外造成輻射干擾。

7位/6位的選擇

頻率顯示組件出廠時為7位顯示模式，即顯示到十Hz位，最后的一位可能會由于Hz位（未顯示出來）的四舍五入而不斷跳動。如果你覺得沒有必要顯示這位，可以選擇6位顯示模式，這樣LCD只顯示到百Hz位，這樣在信號源穩(wěn)定的情況下數(shù)字很少有跳動。這一功能通過調(diào)整0A地址中的數(shù)據(jù)來完成。

關(guān)于復(fù)位

頻率顯示組件提供了數(shù)據(jù)復(fù)位功能，在必要的時候你可以讓所有的數(shù)據(jù)恢復(fù)到初始狀態(tài)：在地址0F中填入01，保存后斷電，再接通電源，經(jīng)過約2秒鐘后，初始化完成。

注意：初始化后，校準(zhǔn)參數(shù)必須根據(jù)實際情況重新校準(zhǔn)后輸入，因此對于成品的頻率顯示組件，無條件者不推薦進行初始化，或者在初始化前先記下07和08地址中的數(shù)據(jù)！

功能的擴展

出廠時，頻率顯示組件測量上限實際約在40左右，只能應(yīng)用在短波范圍，限制了它的使用范圍。不過，頻率顯示組件已經(jīng)預(yù)留了小數(shù)點后移一位功能（在測量狀態(tài)下接通“SAVE”鍵），你可以自行在前級和單片機間加入10分頻電路，從而直接把頻率顯示組件的測量上限擴展到400MH。

九、結(jié)束語

我是一個狂熱的無線電DIY愛好者。推出這款嵌入式智能頻率顯示組件，是我很久以來的一個心愿。因為是第一次做這樣的套件，并且是單槍匹馬的，所以很多方面沒有能充分考慮到，比如PCB的的做工、焊接工藝等都不是很好，但性能上應(yīng)該是可以保證的。另外，由于缺乏經(jīng)驗，配套的資料的整理也不是很好。因此希望大家在使用過程中，有問題可以直接和我聯(lián)系，我盡可能的進行解答。這份使用說明書可能也會因此不斷充實和改進。無論如何，一切都是為了DIY、一切都是為了HAM！