🔢 Проект: частотомер для генератора на NE555 с выводом на TM1637

Модуль NE555 — это самостоятельный генератор прямоугольных импульсов, частота которых регулируется подстроечным резистором прямо на плате, без участия Arduino. В этом проекте Arduino ничего не генерирует — он измеряет реальную частоту, которую сейчас выдаёт 555, и показывает результат на дисплее TM1637.

Как это работает

Модуль на NE555 выдаёт на своём выходном пине прямоугольный сигнал: поочерёдно HIGH и LOW, причём длительность каждого полупериода зависит от настройки подстроечного резистора на плате — крутить его можно прямо во время работы схемы, и частота будет меняться "на лету". Частота — это количество полных периодов сигнала за секунду, а период — это время одного полного цикла HIGH+LOW.

Функция `pulseIn()` в Arduino умеет измерять длительность одного конкретного импульса (например, сколько микросекунд пин оставался HIGH) на цифровом пине. Замерив длительность полупериода HIGH и полупериода LOW отдельно и сложив их, получаем полный период в микросекундах, а частоту в герцах считаем как 1 000 000, делённое на период в микросекундах (перевод секунд в микросекунды).

Пошаговая сборка

Так как реализации данного модуля бывают разные, если у вас на плате нет тех контактов, которые указаны ниже — сориентируйтесь по названиям контактов на своей плате.

Модуль NE555: выходной пин (OUT) → D7 Arduino, VCC → 5V, GND → GND.
TM1637: CLK → D9, DIO → D10, VCC → 5V, GND → GND.
Поверните подстроечный резистор на плате NE555 в среднее положение перед первым включением — на некоторых платах крайние положения дают очень высокую или очень низкую частоту, неудобную для первой проверки.

Скетч

// ВНИМАНИЕ: рекомендую отладить код через монитор порта, так как я языковая
// модель, а не специализированный кодер, и могу что-то упустить. Основу
// и идею я накидал, но проверьте под свою схему.

#include <TM1637Display.h> // стандартная библиотека для 7-сегментного дисплея TM1637

TM1637Display display(9, 10); // CLK, DIO

const int SIGNAL_PIN = 7;

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  pinMode(SIGNAL_PIN, INPUT);
  display.setBrightness(5);
}

void loop() {
  unsigned long highTime = pulseIn(SIGNAL_PIN, HIGH, 100000); // ждём HIGH-импульс, таймаут 100 мс
  unsigned long lowTime = pulseIn(SIGNAL_PIN, LOW, 100000);   // и LOW-импульс

  if (highTime == 0 || lowTime == 0) {
    Serial.println("Сигнал не обнаружен (таймаут)");
    display.showNumberDec(0);
    return;
  }

  unsigned long periodMicros = highTime + lowTime;
  float frequency = 1000000.0 / periodMicros;

  Serial.print("Частота: ");
  Serial.print(frequency);
  Serial.println(" Гц");

  display.showNumberDec((int)frequency); // целое значение частоты в герцах на экран
}

Библиотека TM1637Display ставится через Менеджер библиотек Arduino IDE. Для измерения собственной частоты не нужна никакая дополнительная библиотека — только встроенная в Arduino функция `pulseIn()`.

Частые проблемы

На экране всегда 0, "сигнал не обнаружен" — проверьте, что выходной пин модуля NE555 действительно подключён к D7, а не к VCC/GND по ошибке.
Показания скачут на пару герц в обе стороны — нормальное поведение из-за дрожания времени выполнения `pulseIn()`, для более стабильного числа усредните несколько последних измерений в коде.
На очень высокой частоте показания становятся нулевыми или странными — `pulseIn()` плохо измеряет очень короткие импульсы (единицы микросекунд), для таких частот нужен аппаратный счётчик импульсов, а не программный `pulseIn()`.
Не собирается скетч, ошибка про библиотеку TM1637Display — убедитесь, что библиотека установлена именно через официальный Менеджер библиотек.

Как улучшить проект

Добавить вывод не только целой частоты, но и периода в микросекундах — переключать отображение по кнопке.
Запомнить минимальную/максимальную измеренную частоту за время работы (например, при ручном вращении подстроечного резистора).
Заменить NE555 на любой другой источник прямоугольного сигнала (например, выход другого модуля) — частотомер не знает и не зависит от того, что именно генерирует измеряемый сигнал.