单片微型机脉冲信号测试系统
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摘要 描述了单片机控制的脉冲采集系统，介绍它的硬件组成及工作原理，并对其中关键技术进行了说明，该系统已交付用户使用，待使用中进一步完善。
关键词单片机 瞬时脉冲 数据采集
Transient－time Pulse Acquisition SystemControlled by
The Single－Chip Microcomputer
Zhang Weidong Lui Baotao
（Xidian Univercity Xi＇an 710071）
Abstract Written the real－time pulse acquisition system，hardware and principle would beexplained，atthesametime，we carejullyintpreted some keytechniques．
Key words single－chip microcomputer；transient－time pulse；data acquisition
1 问题的提出
研制单片机控制的瞬时脉冲采集系统是由某电子仪器公司提出。其基本要求是：系统能够捕获瞬时出现的单个脉冲，也可以捕获连续脉冲。捕获时间长度为6 ms。捕获脉冲宽度最窄为0．2μs，而且正负脉冲均能捕获。
脉冲采集系统与便携式笔记本计算机相连接，捕获脉冲后可由笔记本计算机进行显示和处理。采用笔记本计算机是为了使整个系统携带方便。
2 实现方案
依据用户的需求我们确定了图1所示的总体方案。
图1方案中，笔记本计算机可以购买市场上通用的，价格便宜的即可。而单片机控制的采集系统是研制的主要部件。两者用串口进行通信。工作过程是以笔记本计算机通过键盘发送命令到采集系统，使它完成采集功能。
当采集系统工作时，处于搜索状态，一旦脉冲到来，不管是正还是负均能启动采集系统开始工作，对脉冲进行采集。采集持续时间最长可达6 ms。采集到的数据由单片机传送到笔记本计算机，由其进行显示、计算、打印等，进行用户所要求的处理。
3 采集核心部分的工作原理
瞬时脉冲采集系统的核心部分如图2所示。
整个系统在AT89C51单片机控制下工作。在进行数据采集时，89C51送出P1．6为高电平使存贮器的OE无效。P1．4的输出将计数器清零，使其输出的15条地址线均为零，即地址从0000H开始。A15＝0使存贮器的CE有效。P1．5输出为低，使或非门打开。一旦有外部脉冲到来，不管正负均可产生8 ms的正波门脉冲。此时与门导通，可利用P1．2，P1．3控制的可编程时钟经或非门加到A／D变换器上，激励A／D变换器工作。同时，时钟也加到计数器上，使其输出的地址不断加1。每一个地址，A／D变换器的输出数据被写入地址所对应的存贮器的一个单元。直到地址为8000H时，A15＝1，封锁或非门，使时钟不能输出；同时，使存贮器的CE无效。由89C51的P1．7可以查询本次采集是否结束。
采集结束后，89C51就可以读出数据，从串口输出到笔记本计算机。具体过程为：利用P1．4清计数器，使地址为0000H：此时A15＝0，使存储器的CE＝0；P1．6送出低电平，使与门输出总为低，则存储器的WE＝1，OE＝0。此时，由P1．5送出脉冲，使计数器输出地址每一个脉冲加1，即使地址逐次加1。每一个地址，由P0口读出存储器一个单元的数据并由串口送出。
4 主要技术问题
在实现对瞬时脉冲的采集中，遇到几个问题，必须认真加以解决。
（1）由于采集的脉冲最窄为0.2μs。这就要求计数器、存储器、A/D变换器及相关器件必须有较高的速度。我们采用的A/D变换器TLC5540的速度为25ns。存储器为IDT71256（32*8kbit），其存取速度为20ns。我们选用的最高采集速率为30MHz。
（2）设计波门电路，保证无论正负脉冲，一定使其前沿产生波门脉冲。在其控制下对正负脉冲均可采集。
（3）A/D变换器由WE上的时钟激励，每一个时钟周期进行一次A/D变 换，并将前面的结果输出。必须仔细注意计数器、存储器以及A／D变换器的时序。因为计数器和A／D变换器使用同样的时钟，因此首先用时钟脉冲上升沿（正脉冲）使计数器输出的地址加1，在负脉冲期间将A／D变换器的输出数据写入地址所规定的存储单元中。这就要求在硬件逻辑电路上必须保证做到这一点。
5结语
本系统现已调试完毕，交付用户。现将系统中的有关问题加以说明，不当之处还将进一步完善。
参考文献
1 李秉操等．单片机接口技术及在工业 控制中的应用．陕西电子出版社，1992
2 詹树仁．GMS90单片机工作原理及其应 用．武汉力源电子股份有限公司，1998 3 Product Selector Guide．Integrated Device Technology，Inc．，1995
出处：现代电子技术
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