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Erfahrungen
Nun ging es daran die Schaltung auf einem Steckbrett aufzubauen und zu testen.
• Kontaktaufnahme zum Kontroller
Zuerst bemühten wir uns darum den Mikrocontroller programmieren zu können.
Hierfür musste lediglich die Reset-Schaltung aufgebaut werden und der
Mirkocontroller geeignet mit einem Programmieradapter verbunden werden. Als
Taktquelle verwendeten wir zunächst einen Funktionsgenerator.
Allerdings stellte es sich als ziemlich schwierig heraus die richtige Pinbelegung für
den Programmieradapter unseres Betreuers, in Erfahrung zu bringen. Zwar gab es
dazu im Internet eine ausführliche Dokumentation jedoch wurden dort mehrere
Programmieradapter beschrieben, so dass es nicht einfach war die zu unserem
Adapter passende Pinbelegung zu finden.
• Messung der Genauigkeit
Nachdem dieses Problem gelöst, der Vorteiler aufgebaut und eine erste Version
unseres Quarzoszillators verfügbar war, konnten wir nun zum ersten Mal unsere
Schaltung testen. Dazu schlossen wir ein 50 Hz Rechtecksignals eines
Frequenzgenerators an den Pin 11 des Mikrocontrollers an. Zur Kontrolle haben wir
das Signal noch parallel mit einem hochgenauen Frequenzzähler nachgemessen.
Leider stellte sich heraus, dass die von unserer Schaltung gemessene Frequenz um
etwa ±1 Hz schwankte obwohl das angelegte Signal stets konstant bei 50 Hz lag.
• Änderung der Vorteilerstufe
Eine erste Untersuchung der Schaltung ergab, dass der LOW-Puls, der nach jeweils
50 Perioden der 50 Hz Signals durch den Vorteiler ausgelöst wurde, so kurz war,
dass er sich kaum mit einem Oszilloskop nachweist ließ. Da es somit nicht möglich
war zu überprüfen ob der Vorteiler überhaupt korrekt arbeitete, entschlossen wird
uns ihn durch einen Frequenzteiler, der die Frequenz, um den Faktor 50
herunterteilen sollte zu ersetzen.
Dieser lieferte zwar nun ein gutes, konstantes Signal von einem 1 Hz die
Schwankungen in der gemessenen Frequenz aber blieben.
• Auswirkungen der Taktfrequenz
Die Untersuchung des von unserem Quarzoszillators erzeugen Signals ergab, dass
dieser ein Signal von sehr genau 10 MHz lieferte. Jedoch war die Zeit die sich das
Signal auf LOW befand mit ungefähr 20 ns niedriger als der im Datenblatt des
Mikrocontrollers angebende Minimalwert von 25 ns.
Um diesen Fehler auszuschließen ersetzten wir unseren selbstgebauten durch einen
handelsüblichen in einem Gehäuse. Dieser lieferte nun ein einwandfreies Signal, an
den Schwankungen in der von uns gemessenen Frequenz änderte sich aber nichts.
Weitere Versuchen mit unterschiedlichen Quarzen auf dem stk500 (einem
Entwicklungskit für die AVR-Familie) eines der Mitglieder unserer Gruppe ergaben,
dass die Schwankungen bei Verwendung eines 14,7456 MHz Quarzes nicht
auftraten. Allerdings stellte sich heraus, dass die Schwankungen wieder da waren
sobald man die Schaltung auf einem Steckbrett betrieb.
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