Software-defined universal counter with Raspberry Pi Pico for laboratory experiments
Softwarově definovaný univerzální čítač s Raspberry Pi Pico pro laboratorní experimenty
Authors
Supervisors
Reviewers
Editors
Other contributors
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
České vysoké učení technické v Praze
Czech Technical University in Prague
Czech Technical University in Prague
Date
Abstract
Tato práce se zabývá návrhem a realizací softwarově definovaného univerzálního čítače na platformě Raspberry Pi Pico, který je určen pro školní laboratorní experimenty. Navržený měřicí přístroj umožňuje přímé a reciproční měření frekvence, měření střídy a délky kladného pulsu, měření poměru frekvencí na dvou vstupních kanálech, měření časového zpoždění mezi impulsy v jednokanálovém nebo dvoukanálovém režimu. Přístroj dále obsahuje modul tříkanálového osciloskopu, který pracuje v režimu vzorkování v reálném čase a PWM generátor schopný generovat PWM modulované průběhy signálů. Ovládacím prvkem přístroje je seriový monitor nebo aplikace Data Plotter spuštěná na PC a komunikující s mikrořadičem přes rozhraní USB nebo UART. Součástí práce je odvození chyby měření přístroje a experimentální ověření jejího průběhu, popis programování mikrořadiče RP2040 na platformě Raspberry Pi Pico v jazyce C/C++, popis mikrořadiče RP2040, uživatelský popis navrženého přístroje a laboratorní experimenty s navrženým přístrojem.
This thesis focuses on the design and implementation of a software-defined universal counter on the Raspberry Pi Pico platform, which is intended for school laboratory experiments. The designed measuring instrument enables direct and reciprocal frequency measurement, duty cycle and positive pulse width measurement, frequency ratio measurement on two input channels, and time delay measurement between pulses in single-channel or dual-channel mode. The instrument also includes a three-channel oscilloscope module that operates in real-time sampling mode and a PWM generator capable of generating PWM-modulated signal waveforms. The control interface of the instrument is a serial monitor or the Data Plotter application running on a PC, which communicates with the microcontroller via a USB or UART interface. The thesis includes the derivation of the instruments measurement error and its experimental verification, a description of programming the RP2040 microcontroller on the Raspberry Pi Pico platform in the C/C++ language, a description of RP2040 microcontroller, a user description of the designed instrument, and laboratory experiments conducted with the instrument.
This thesis focuses on the design and implementation of a software-defined universal counter on the Raspberry Pi Pico platform, which is intended for school laboratory experiments. The designed measuring instrument enables direct and reciprocal frequency measurement, duty cycle and positive pulse width measurement, frequency ratio measurement on two input channels, and time delay measurement between pulses in single-channel or dual-channel mode. The instrument also includes a three-channel oscilloscope module that operates in real-time sampling mode and a PWM generator capable of generating PWM-modulated signal waveforms. The control interface of the instrument is a serial monitor or the Data Plotter application running on a PC, which communicates with the microcontroller via a USB or UART interface. The thesis includes the derivation of the instruments measurement error and its experimental verification, a description of programming the RP2040 microcontroller on the Raspberry Pi Pico platform in the C/C++ language, a description of RP2040 microcontroller, a user description of the designed instrument, and laboratory experiments conducted with the instrument.