【導(dǎo)讀】討論了提高系統(tǒng)測(cè)量準(zhǔn)確度的方法。具有價(jià)格低、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、測(cè)量誤差小，可作為測(cè)

　　

【正文】 且在不同的介質(zhì)中有不同的延時(shí)。通過將信號(hào)所產(chǎn)生的延時(shí)進(jìn)行量化，實(shí)現(xiàn)了對(duì)短時(shí)間間隔的測(cè)量。其基本原理是“串行延遲并行計(jì)數(shù)”，而不同干傳統(tǒng)計(jì)數(shù)器的串行計(jì)數(shù)方法，即讓信號(hào)通過一系列的延時(shí)單元，依靠延時(shí)單元的延時(shí)穩(wěn)定性，在計(jì)算機(jī)的控制下對(duì)延時(shí)狀態(tài)進(jìn)行高速采集與數(shù)據(jù)處理，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)短時(shí)間間隔的精確測(cè)量。其原理如圖 所示。圖 量化時(shí)延原理量化時(shí)延思想的實(shí)現(xiàn)依賴于延時(shí)單元的延時(shí)穩(wěn)定性，其分辨率取決于單位延時(shí)單元的延遲時(shí)間。作為延時(shí)單元的器件可以是無源導(dǎo)線，有源門器件或其它電路。其中，導(dǎo)線的延遲時(shí)間較短(接近光速傳播的延遲)，門電路的延遲時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)?？紤]到延遲可預(yù)測(cè)能力，最終選擇了 CPLD 器件，實(shí)現(xiàn)對(duì)短時(shí)間間隔的測(cè)量。將短時(shí)間間隔的開始信號(hào)送入延時(shí)鏈中傳播，當(dāng)結(jié)束信號(hào)到來時(shí)，將此信號(hào)在延時(shí)鏈中的延時(shí)狀態(tài)進(jìn)行鎖存，通過 CPU 讀取，判斷信號(hào)經(jīng)過的延時(shí)單元個(gè)數(shù)就可以得到短時(shí)時(shí)間間隔的大小，分辨率決定干單位延時(shí)單元的延時(shí)時(shí)間。一般來講，為了測(cè)量?jī)蓚€(gè)短時(shí)間間隔，使用兩組延時(shí)和鎖存模塊，但實(shí)際上，給定的軟件閘門時(shí)間足夠大，允許 CPU 完成取數(shù)的操作，即能夠在待測(cè)時(shí)間間隔結(jié)束之前取走短時(shí)間隔△t 1對(duì)應(yīng)的延時(shí)單元的個(gè)數(shù)，通過一定的控制信號(hào)，可以只用一組延時(shí)和鎖存單元，這樣可以節(jié)省 CPLD 內(nèi)部的資源。利用多周期同步與量化時(shí)廷相結(jié)合的方法，計(jì)算公式為：T=n 0t0+nlt1n2t1 (7)式(7)中，n 0為對(duì)填充脈沖的計(jì)數(shù)值；t 0為填充脈沖的周期，即100ns；n l為短時(shí)間隔△t 1對(duì)應(yīng)的延時(shí)單元的個(gè)數(shù)；n 2為短時(shí)間隔△t 2對(duì)應(yīng)的延時(shí)單元的個(gè)數(shù)；t 1為量化延遲器件延時(shí)單元的延遲量()。這樣，利用多周期同步法，實(shí)現(xiàn)了閘門和被測(cè)信號(hào)同步；利用量化時(shí)延法，測(cè)量了原來測(cè)不出來的兩個(gè)短時(shí)間間隔，從而準(zhǔn)確地測(cè)量了實(shí)際閘門的大小，也就提高了測(cè)頻的精度 [9]。第 7章 結(jié)束語(yǔ)本文給出的硬件和軟件均經(jīng)過實(shí)踐檢驗(yàn)，使用該測(cè)量?jī)x所測(cè)結(jié)果，易作它用，且精度較高。該測(cè)量?jī)x價(jià)格低，硬件部分結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且穩(wěn)定，產(chǎn)品設(shè)計(jì)具有一定的創(chuàng)新與適用性，不失為一種經(jīng)濟(jì)型的頻率/電壓測(cè)試儀，具有較大的實(shí)用價(jià)值。在本文方案的基礎(chǔ)上略加改進(jìn)，即可增加脈寬，占空比，相位，轉(zhuǎn)數(shù)等的測(cè)量功能，還可添加上智能語(yǔ)音報(bào)數(shù)功能模塊，使之更加直觀和人性化，限于篇幅，這里不再贅述。致 謝經(jīng)過幾個(gè)月的努力,在老師的指導(dǎo)和幫助下,這次畢業(yè)設(shè)計(jì)順利完成了。在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中,衷心的感謝我的指導(dǎo)老師王永才,還有施頌生、魯光德老師,總是熱情負(fù)責(zé)。不僅在教學(xué)方法上得當(dāng),每次都是啟發(fā)我,逐漸讓我獨(dú)立思考,而且當(dāng)我遇到困難時(shí)給我信心和鼓勵(lì)?；仡欉@次畢業(yè)設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)過程,經(jīng)過了資料收集選取、方案確定、實(shí)物制作、數(shù)據(jù)測(cè)試以及論文定稿等程序,最終得以完成設(shè)計(jì)任務(wù),并且很好的達(dá)到了設(shè)計(jì)的目的和要求。通過這次設(shè)計(jì),我對(duì)理論知識(shí)的認(rèn)識(shí)有了進(jìn)一步的提高。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)和以往的課程設(shè)計(jì)有所不同,因?yàn)楫厴I(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)四年所學(xué)知識(shí)的一次總結(jié),是所學(xué)知識(shí)的一次靈活運(yùn)用,是一次綜合的設(shè)計(jì),解決問題時(shí)應(yīng)該靈活,學(xué)會(huì)應(yīng)用多門學(xué)科知識(shí),在實(shí)際過程中,我發(fā)現(xiàn)了自己很多方面的不足,比如在調(diào)試方法方面還有欠缺。這是我在以后的學(xué)習(xí)和工作中要努力改進(jìn)的。最后,感謝在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中,給予我們支持和幫助的所有老師和同學(xué)。本設(shè)計(jì)如有錯(cuò)誤,請(qǐng)不吝批評(píng)和指正。參考文獻(xiàn)[1] 周航慈．單片機(jī)應(yīng)用程序設(shè)計(jì)技術(shù)．北京：北京航空航天大學(xué)出版社，1991.[2] 李華等．MCS51 系列單片機(jī)實(shí)用接口技術(shù)．北京：北京航空航天大學(xué)出版社，1993.[3] 余永權(quán)．ATMEL89 系列單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)．北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2020.[4] 張友德等．單片微型機(jī)原理應(yīng)用與實(shí)驗(yàn)．上海：復(fù)旦大學(xué)出版社，1996.[5] 何立民．MCS51 系列單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)．北京：北京航空航天大學(xué)出版社，1999.[6]胡漢才．單片機(jī)原理及其接口技術(shù) 清華大學(xué)出版社，1997.[7] 蔣煥文，孫續(xù)．電子測(cè)量(第 2 版)．北京：中國(guó)計(jì)量出版社，1994.[8] 張學(xué)莊，廖翊希．電子測(cè)量與儀器．長(zhǎng)沙：湖南科學(xué)技術(shù)出版社，1993.[9] 陸坤等．電子設(shè)計(jì)技術(shù)．成都：電子科技大學(xué)出版社，1997.[10] 閻 石．?dāng)?shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)．第 4 版．北京：高等教育出版社，2020.附錄一 程序清單 ORG 0000H LJMP MAIN ORG 000BH LJMP BRT0 ORG 0100HMAIN: MOV TMOD, 051H SETB EA SETB ET0 MOV TL0, 0B8H MOV TH0, 03CH MOV TL1, 00H MOV TH1, 00H MOV A, 014H SETB TR0 SETB TR1 SJMP $BRT0: MOV TL0, 0B8H MOV TH0, 03CH DEC A JZ LP1 RETILP1: CLR TR0 CLR TR1 MOV R7, TL1 MOV R6, TH1CG16_10: CLR A MOV R3, A MOV R4, A MOV R5, A MOV R2, 10HCG_1: MOV A, R7 RLC A MOV R7, A MOV A, R6 RLC A MOV R6, A MOV A, R5 ADDC A, R5 DA A MOV R5, A MOV A, R4 ADDC A, R4 DA A MOV R4, A MOV A, R3 ADDC A, R3 MOV R3, A DJNZ R2, CG_1SE: MOV A, R5 ANL A, 0FH MOV DPTR, TAB MOVC A, @A+DPTR MOV SBUF, ADL1: JNB TI, DL1 CLR TI MOV A, R5 ANL A, 0F0H SWAP A MOV DPTR, TAB MOVC A, @A+DPTR MOV SBUF, ADL2: JNB TI, DL2 CLR TI MOV A, R4 ANL A, 0FH MOV DPTR, TAB MOVC A, @A+DPTR MOV SBUF, ADL3: JNB TI, DL3 CLR TI MOV A, R4 ANL A, 0F0H SWAP A MOV DPTR, TAB MOVC A, @A+DPTR MOV SBUF, ADL4: JNB TI, DL4 CLR TI MOV A, R3 ANL A, 0FH MOV DPTR, TAB MOVC A, @A+DPTR MOV SBUF, ADL5: JNB TI, DL5 CLR TI MOV A, R3 ANL A, 0F0H SWAP A MOV DPTR, TAB MOVC A, @A+DPTR MOV SBUF, A RETTAB: DB 0FCH,060H,0DAH,0F2H,066H,0B6H,0BEH,0E0H,0FEH,0F6H END附錄二 系統(tǒng)電路總圖