第7章智能电子计数器.ppt

7.2.3 单片通用计数器集成芯片 ICM 7226是一种高集成度单片式通用计数器芯片，它仅要求单一的5V电源供电、外接少量元件，就可以构成一台功能齐全的8位通用计数器。 ICM7226系列芯片的测频范围为0～10MHz，测周范围为0.5μs～10s，并有0.01s，0.1s，1s，10s4个闸门时间供选择。可直接驱动LED显示。 ICM 7226B由10MHz时基振荡器、5位十进制分频器、8位十进制的主计数器和锁存器、段译码驱动器及8位的位扫描器、控制逻辑电路等组成。 内部框图及引脚排列如图7-19与图7-20所示。 一、 ICM 7226介绍 二、 典型应用电路 ICM 7226B等大规模集成电路已经应用于通用计数器产品中，例如的E312A型通用计数器、YM 3371型数字频率计等。这些产品由于选用了大规模集成电路，具有电路简单、体积小、重量轻、耗电小等一系列优点。 有六种测试功能可供选择。只要将功能选择输入端(4脚)分别与位扫描器输出端D1，D2，D3，D4，D8连接，便可使仪器置于相应的频率测量、频率比测量、自检测量、累加计数、时间间隔测量、周期测量等功能测量。 有四种量程可供选择，量程选择实际就是改变主计数器的闸门时间，只要将量程选择输入端与位扫描器输出端D1，D2，D3，D4，D5连接时，便可产生0.01s，0.1s，1s，10s四种闸门时间和外接闸门时间输入。 …………… …………… …………… …………… …………… 一、 ICM 7226介绍 由ICM 7226B组成的10MHz 通用计数器简图 7.3.1 以ICM 7226 为基础的智能频率计 7.3 智能电子计数器的设计 采用微处理器对ICM 7226进行控制，可在很大程度上克服上述不足。 其设计思想是采用高、中、低频分段测量的方法。即当判断信号的频率fx≥10MHz，先将被测信号进行一次预分频，然后再进入ICM 7226测量；如果3 140Hz≤fx≤10MHz，则不经预分频，使ICM 7226 直接对被测信号测频；当被测信号低于3 140Hz时，则将ICM 7226的功能改为测周，先测出被测信号的周期，然后再用软件将其换算成频率再去显示，3 140Hz是ICM 7226的中界频率。 用ICM 7226设计的电子计数器具有体积小、成本低等优点， 但也有明显的不足： 一是上限频率太低， 只有10MHz； 二是由于ICM 7226 内部电路是按照传统频率测量原理进行设计的， 因而当被测信号的频率很低时， 便会产生很大的量化误差。 7.3.1 以ICM 7226 为基础的智能频率计 7.3.1 以ICM 7226 为基础的智能频率计 7.3 智能电子计数器的设计 7.3.2 等精度频率计的设计实例 目前，以微处理器为基础的电子计数器设计普遍采用多周期同步测量方法，本节以一个用8031单片机作为控制单元的等精度频率计为例，说明其设计原理。 7.3.1节介绍的智能频率计采用了微处理器对ICM 7226进行控制，如果被测信号fx ≥3 40Hz（中界频率），则使ICM 7226 直接对被测信号测频；当被测信号低于3 140Hz时，则将ICM 7226的功能改为测周，先测出被测信号的周期，然后再用软件将其换算成频率再去显示。 但是，采用7.3.1节介绍的方法在中界频率附近仍不能达到较高的测量精度（约为10-4量级）。若采用多周期同步测量方法，便可较容易地在全频段达到10-4量级，实现等精度的频率测量。 7.3.2 等精度频率计的设计实例 该等精度频率计主要由五部分组成：单片机控制部分、通道部分、同步电路部分、计数器部分、键盘与显示部分。 一、 等精度频率计的组成 任务： 通过P1口与P3口进行整机测量过程的控制、故障的自动检测以及测量结果的处理与显示等。 P1.0作预置闸门时间控制线；P1.1作同步门控制电路的复位信号线； 1．8031单片机及其接口部分 P1.2作查询实际闸门时间的状态线；P1.3作计数器复位信号线；P1.4～P1.7用做控制仪器键盘灯；P3.0，P3.1作为通道部分的控制线。 　　8031单片机内部的两个16位定时／计数器作两个主计数器的一部分，并通过T0，T1分别与外部的事件计数器和时间计数器的进位端相接。外部的事件计数器和时间计数器的测量结果分别通过扩展输入口与P０口相连。 　　8155作为8031的扩展I／0口，用来与键盘和显示电路