[实用新型]嵌入式精密时间间隔计数器

说明书

技术领域

本实用新型属于大规模集成电路技术在高精度时间频率测量控制领域，具体涉及到嵌入式精密时间间隔计数器。

技术背景

精密时间是科学研究、科学实验和工程技术诸方面的基本物理参量。随着科学技术的日益进步，各领域对高精度的时间频率信号提出了更高的要求。在航空航天领域，飞行器的发射、测控、制导需要高精度的时间，在速度越来越快的现代数字化通信网中，高精度的时间同步是实现数据稳定传输的保障，在趋于大区联网的电力系统中，时间同步系统对于电网的运行调度、顺序事件记录、故障录波、线路故障行波测距等监控系统来说都是必不可少的。而对于时间间隔也就是时差的精确测量，是实现被测信号与标准信号之间时间同步的关键。

目前，市场上用于时间间隔测量的计数器主要为Agilient公司生产的系列通用计数器，虽然精度和分辨率很高，但是其成本太高，体积大，功耗大，适合应用于实验室中进行测量而很难作为一个模块集成到时间同步装置中去。因此，迫切需要设计一种模块化的时间间隔计数器。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题在于克服上述时间间隔测量计数器的缺点，提供一种体积小、重量轻、定时精度高、分辨率高、测量范围广的嵌入式精密时间间隔计数器。

解决上述技术问题所采用的技术方案是它包括：对整机进行控制的单片机系统；计数器，该电路与单片机系统相连接；接口电路，该电路与单片机相连接；转换电路1，该电路与单片机相连接；转换电路2，该电路与单片机相连接。

本实用新型的转换电路1为：集成电路U4的1脚接集成电路U1的2脚和集成电路U5的1脚、3脚接集成电路U2的49脚和集成电路U5的3脚、13～26脚通过总线接集成电路U5的13～26脚、29～31脚通过总线接集成电路U5的29～31脚、32脚接集成电路U1的30脚、34脚接集成电路U6A的输入端1脚、18脚和19脚接集成电路U1的31脚和32脚，集成电路U4的5、17、28、35、39、44接电源，集成电路U4的6、12、18、27、40、43接地，集成电路U6A的输出端2脚接集成电路U1的14脚。

本实用新型的转换电路1与转换电路2相同。

本实用新型采用了单片机系统、计数器、接口电路、两个转换电路，分辨率为125ps，精度为1ns，测量范围为0～256s。本实用新型与现有的计数器相比具有体积小、重量轻、功耗低、运行稳定、电磁兼容性好、定时精度高、分辨率高、测量范围广等优点，可作为计时装置单独使用或在其它设备上使用。

附图说明

图1是本实用新型的电气原理方框图。

图2是本实用新型的单片机和计数器的电子线路原理图。

图3实用新型的转换电路1和转换电路2的电子线路原理图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步详细说明，但本实用新型不限于这些实施例。

图1是本实用新型的电气原理方框图，参见图1。在图1中，本实用新型是由单片机系统、计数器、接口电路、转换电路1、转换电路2连接构成。单片机系统与计数器、接口电路、转换电路1、转换电路2相连接。转换电路1和转换电路2用于精细测量，测量0～2us范围的时间差，并输出给单片机系统，计数器用于计量某固定周期信号的整周期个数，对于待测的两个信号，由转换电路1、转换电路2分别测量出其相对于某固定周期信号的时差，并用计数器对整周期计数，单片机系统根据这些测量结果计算得到两个待测信号之间的时间差，最终结果由单片机系统通过接口电路输出。

在图2中，本实施例的单片计算机系统由集成电路U1、C6～C8、晶振Y1、插座J1、插座J6连接构成，集成电路U1是单片计算机型号为AT89S51-LCC44。集成电路U1的7脚接插座J1的9脚、8脚接插座J1的3脚、9脚接插座J1的1脚、10脚接插座J1的5脚和C8的一端、20脚和21脚接由晶振Y1和C6以及C7连接的振荡电路、11脚和13脚接接口电路、36～43脚通过总线接计数器以及插座J6的14～7脚、24～26脚接计数器、27～29脚分别接插座J6的4～6脚、14脚接转换电路1、15脚接转换电路2、16脚接计数器、2脚接转换电路1和转换电路2、30脚接转换电路1、31脚接转换电路2、18脚和19脚接转换电路1和转换电路2、35脚接电源，C8的另一端接电源，插座J1用于调试时接外接计算机。