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2009年1st DIY 改何老师的H-F1频率计为LCD1602显示 [复制链接]

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离线BG4UVR
 
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只看楼主 倒序阅读 0楼 发表于: 2009-02-07
何老师推出h-f1时,我非常看好这个频率计,感觉这个频率计的硬件部分设计很强大,但觉得那个vfd太大了,于是就买了套不带vfd的套件,准备日后改成1602或者数码管显示。之后因为单位搬迁等事情一直没有时间,直到春节过后,终于有空了,于是昨天开始着手搞一下。

开始考虑的改造方案有以下几种:
1、外接一个mcu加1602,对原频率计串口输出的显示信号进行解码,并显示在1602上。
2、改写原89c52的程序,直接驱动1602。(原pcb上有一组接口可以直接接1602,只是原版上面把这组端口用在于其他功能上)
3、更换mcu为8515,直接驱动1602。

第1个方案,可以保留原来频率计的全部功能,但原显示器是2002,显示在1602上,会造成部分字符无法显示,所以需要对解码出来的数据重新规划显示格式,编程不算复杂,但显示格式的规划会比较复杂,并且硬件增加较多。
第2个方案,需要重写全部代码,因为需要加入1602的显示驱动,所以因为程序存储容量问题,可能要减少些功能才能放得下。再者,我也不太相信自己写的程序的性能会比原来的好。而且我已经放弃使用51好久了,现在电脑上根本也都没安装51的编程环境。
第3个方案,优点在于avr芯片相对于51来讲,有更高的运算速度,并且有功能更加强大的内部定时器,因此相对51芯片来讲,可以更容易获得更高的性能。

最后,准备应用第3个方案,使用引脚与51兼容的8515芯片来进行改造。接下来对系统进行分析时,却碰到了一个相当头疼的问题。就是8515芯片虽然和51是引脚兼容的,只需要改一下复位脚电平就可以工作了,但经仔细对比才发现,两种芯片引脚的第2功能差别很大,尤其是需要使用的t0、t1之类的计数器时钟输入,脚位竟然完全不同……

这下麻烦了,如果仍然按照这种方案改造,那么必须割断原pcb的连接,重新飞线。或者用另一种方法,直接再买一块2002的vfd……

考虑了再三,还是决定用割线飞线的方法。仔细规划了一下,最终确定了3处割线点,飞3条线就可以了。

马上动手操作,很快完成了包括割线、飞线、外接1602、更改复位脚电平的操作。通电测试,发现显示屏背光不亮,仔细查看,原来在割原ea脚的时候,没注意到将另一处的供电同时给断开了。再飞一条线通电,1602的背光亮了~

装上8515,连上我的isp编程器,改熔丝为“外部时钟”后,我的isp编程器就再也连接不上8515了   仔细检查刚才的熔丝设置,发现并没有操作错。经过查找,发现是原11.3的tcxo不工作,于是换了一只16mhz的普通有源晶体,isp果然又可以连接了。

接下来就是编程工作了,先移植了一个1602的驱动,很快成功了。又按规划,把定时器0做为测频硬件计数器溢出的计数,定时器1做为闸门时间发生器。下午快下班时,程序基本定型了,刷入芯片测试。

手台开145.000mhz发射,1602显示b通道为145.006xxx(注意我的几档闸门只是刚写出来,并未校准),说明程序的测频原理基本正确,并且感觉通道b的灵敏度非常高,手台开0.5w,频率计测量接口上不接任何东西,在近距离就已经可以测量到信号了。

晚上回家后,对程序进行了一下优化。今天早上过来,校准了一下几档闸门时间(校准闸门的思路是这样的,因为系统是以外部晶体为基准的,所以在测量本身外部晶体时,不管外部晶体的实际频率如何,也应该要显示成晶体的标称值才对。至于晶体本身的实际频率,就需要用其他标准频率计来测量出来,并且代入程序中的计算式),再次进行测试。

在1s的闸门下,测量vhf、uhf频率,尾数的最大变化只有一个最小单位(由于b通道是64分频的,所以这个最小单位是64hz),并且不是一直变动,而是偶尔闪动一下。这充分说明了原硬件部分的设计优良。

由于现在使用的是普通有源晶体,所以我并未进行基准的校准工作,准备以后用4uvy将要送我的5mhz ocxo做基准(avr的高速再次得以表现,如果是51使用5mhz的基准,可能会计算能力不足~ )。

上张图片,显示的误差应该是频率计基准的误差+手台的频率误差。频率显示稳定,很少跳动,我的软件上并未做软件平滑滤波工作,说明硬件设计非常到位
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离线uniham
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只看该作者 1楼 发表于: 2009-02-07
叙述清晰,学习了!!
离线BG7TBL
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只看该作者 2楼 发表于: 2009-02-07
我也觉得vfd体积好大,不过确实很美观!
离线BD5UYW
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只看该作者 3楼 发表于: 2009-02-07
uvr ,但照片拍的不清晰。
我原来板上就留有1602的安装空间,不用改硬件,直接可以使用con1插座控制
lcm1602,但考虑到用lcd没什么特色就没编相关的程序。
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离线BG4UVR
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11290
只看该作者 4楼 发表于: 2009-02-07
照片是手机拍的,我手机太烂了……

刚才又试了一下,测量口仍然没接任何探头,手台开140mhz,1w功率,靠近电路板,两个通道同时都能测到正确频率,说明a通道的确可以直接工作在相当高的频率上。
离线BD5UYW
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只看该作者 5楼 发表于: 2009-02-07
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照片是手机拍的,我手机太烂了……
刚才又试了一下,测量口仍然没接任何探头,手台开140mhz,1w功率,靠近电路板,两个通道同时都能测到正确频率,说明a通道的确可以直接工作在相当高的频率上。
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是呀,a通道可以测到180mhz,是我做这个项目最大的亮点,之前网上的电
路我都试过,最多到130~140mhz,盖不了整个135~174vhf通信频段。
离线sdham
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只看该作者 6楼 发表于: 2009-02-07
高手,顶一下
离线邹波
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只看该作者 7楼 发表于: 2009-02-08
支持液晶,省电,方便携带。
离线BD5UYW
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只看该作者 8楼 发表于: 2009-02-08
[quote=邹波]支持液晶,省电,方便携带。[/quote]

lcd省电方便携带是个优点
离线BG4UVR
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11290
只看该作者 9楼 发表于: 2009-02-08
推荐何老师有机会也使用avr芯片来做些diy,功能要比51强不少,虽然要贵一些,但我觉得还是很值得的。avr内部集成有非常多的硬件资源,真是不用不知道,一用不想换啊
离线BG4UVR
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11290
只看该作者 10楼 发表于: 2009-02-09
今天用我的20mhz ocxo校准了一下频率基准,精度果然变得准确了。

用我的6r在145.000发射,测量结果约为145.000200-145.000300。435.000发射,测量结果约为435.000500-435.000800。在140m以下发射时,a、b通道同时测量的结果最大不大于64hz(1s的闸门),一般为几十hz(说明频率计的硬件计数器性能稳定而准确)。

要说明的是,以上的频率结果变化并不是快速的,而是非常缓慢的,可能是由于手台因发射引起的温度变化造成的。

现在对这个频率计的性能相当满意,准备换为tcxo基准再加上外壳作为实用工具了。

新录了一段视频,手机太烂,仍然不是很清楚,不过频率的数字基本上还是可以看得清。

http://v.youku.com/v_show/id_xnza5mdewnja=.html

大家看这段视频时,可以明显看到手台因连续发射变热后,输出频率逐渐变低的过程。
后半段有一段140mhz时两通道的频率对比的情况。
离线BD5UYW
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4657
只看该作者 11楼 发表于: 2009-02-09
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推荐何老师有机会也使用avr芯片来做些diy,功能要比51强不少,虽然要贵一些,但我觉得还是很值得的。avr内部集成有非常多的硬件资源,真是不用不知道,一用不想换啊 [表情]
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我也想转avr,不过现在会太多芯片应用也是坏事,开始规划产品前有点晕,
不知用哪家。
离线BD5UYW
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4657
只看该作者 12楼 发表于: 2009-02-09
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今天用我的20mhz ocxo校准了一下频率基准,精度果然变得准确了。
用我的6r在145.000发射,测量结果约为145.000200-145.000300。435.000发射,测量结果约为435.000500-435.000800。在140m以下发射时,a、b通道同时测量的结果最大不大于64hz(1s的闸门),一般为几十hz(说明频率计的硬件计数器性能稳定而准确)。
要说明的是,以上的频率结果变化并不是快速的,而是非常缓慢的,可能是由于手台因发射引起的温度变化造成的。
现在对这个频率计的性能相当满意,准备换为tcxo基准再加上外壳作为实用工具了。
新录了一段视频,手机太烂,仍然不是很清楚,不过频率的数字基本上还是可以看得清。
http://v.youku.com/v_show/id_xnza5mdewnja=.html
大家看这段视频时,可以明显看到手台因连续发射变热后,输出频率逐渐变低的过程。
后半段有一段140mhz时两通道的频率对比的情况。
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原来板上就是11.3mhz tcxo呀(±2.5×10-6 @ -20~+70 c),除非你换ocxo,否则精度不会提高太多!
我对h-f1校准后的测量精度有信心,现在我都用它来测量,进口频率计都放一边去了。
离线BG4UVR
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11290
只看该作者 13楼 发表于: 2009-02-09
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原来板上就是11.3mhz tcxo呀(±2.5×10-6 @ -20~+70 c),除非你换ocxo,否则精度不会提高太多!
我对h-f1校准后的测量精度有信心,现在我都用它来测量,进口频率计都放一边去了。
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已经用20mhz的ocxo作为基准,爽得一塌糊涂 :d
离线cctvcctv
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412
只看该作者 14楼 发表于: 2009-02-09
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我也想转avr,不过现在会太多芯片应用也是坏事,开始规划产品前有点晕,
不知用哪家。 [表情]
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有同感
离线ding
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3488
只看该作者 15楼 发表于: 2009-02-09
要不给我搞个。哈
离线BD5UYW
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4657
只看该作者 16楼 发表于: 2009-02-09
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已经用20mhz的ocxo作为基准,爽得一塌糊涂 [表情] :d
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强20mhz的ocxo,这样一来,精度提高几十倍!
离线BD5UYW
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4657
只看该作者 17楼 发表于: 2009-02-09
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有同感
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我现在用过7、8家的mcu,各家有各家优势,仿真和烧录器一大橱子。
离线QSL599
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294
只看该作者 18楼 发表于: 2009-02-10
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已经用20mhz的ocxo作为基准,爽得一塌糊涂 [表情] :d
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请帮忙让大家都爽一爽。
离线BG6QBY
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12184
只看该作者 19楼 发表于: 2009-02-10
干脆何工发布一个升级程序,大家可以选择用vfd还是液晶屏得了。我现在也是一时找不到合适的盒子装哦。