Дипломная работа: Разработка PIC-контроллера устройства измерения временных величин сигналов

ключа К₁ управляемого старт- и стоп-импульсами, схемы совпадения СС и ключа K₂ , который открывается стоп-импульсом и закрывается импульсом на выходе СС, и генератора нониусных импульсов ГНИ с периодом:

T_Н = T₀ (1.1)

где

n — номинальный отсчет счетчика СИ₂ (обычно равен 10).

Генератор ГНИ запускается стоп-импульсом, и импульсы с периодом Т_н поступают на схему совпадения СС и через открытый стоп-импульсом ключ К₂ на СИ₂ . На второй вход схемы совпадения непрерывно поступают импульсы Т₀ . В момент совпадения импульсов Т₀ и Т_н срабатывает СС и закрывает рлюч К₂ ,поступление импульсов Т_н на СИ₂ прекращается.

Уравнение связи между d_{2 t} и числом импульсов N₂ , поступивших на счетчик СИ₂ , находим из равенства:

N₂ T_н = (T₀ - d_{2 t} ) + T₀ (N₂ - 1) (1.2)

После подстановки находим:

d_{2 t} = N₂ T₀ /n (1.3)

Тогда измеряемый интервал Т_х определяется по сумме отсчетов обоих счетчиков импульсов:

T_x = N₁ T₀ + d_2t = N₁ T₀ + N₂ T₀ /n (1.4)

Следовательно, если d_{1 t} = 0, то погрешность от дискретности уменьшается в n раз.

Известны хронометры с нониусным генератором импульсов с погрешностью измерения, равной 10^-9 сек.

1.1.2.2 Цифровой хронометр с линией задержки импульсов

Схема этого прибора (рисунок 1.2 в) состоит из генератора квантующих импульсов ГКИ, счетчика импульсов СИ, цифрового отсчетнрго устройства ЦОУ, преобразователя кода ПКК, линии задержки Л3 с N_2н выходами и N_2н схем совпадения СС. Каждый квантующий импульс Т₀ поступает на ЛЗ, и через интервалы Т₀ / N_2н на соответствующих выходах ЛЗ появляются выходные импульсы. К каждому из N_2н выходов ЛЗ подключена схема совпадения. На вторые входы всех СС поступает стоп-импульс. До прихода стоп-импульса все СС закрыты, в момент прихода стоп-импульса открывается та схема СС, на которой совпадают во времени импульс с периодом повторения Т₀ / N_2н и стоп-импульс, тогда:

d_{2 t} = N₂ T₀ / N_2н (1.5)

где

N_2н — номер выходного канала линии задержки, к которому подключена сработавшая схема совпадения.

В преобразователе кода входной импульс от этой схемы совпадения по каналу N₂ преобразуется в код управления младшей декадой цифрового отсчетного устройства.

Измеряемый интервал Т_х равен:

Т_х = N₁ T₀ + d_{2 t} = N₁ T₀ + N₂ T₀ / N_2н (1.6)

где

N_2н — число секций линий задержки (обычно равно 10);

N₂ — отсчет младшей декады ЦОУ;

N₁ — отсчет остальных декад ЦОУ.

Известны схемы цифровых хронометров, в которых для измерения d_{1 t} и d_{2 t} последние преобразуются в амплитуды импульсов напряжения, числовое значение которых определяется амплитудным анализатором.

1.2 Разработка структурной схемы устройства

Ссылаясь на рассмотренные методы и структуры аналогичных устройств, можно сказать, что основой прибора должен быть микроконтроллер, как ядро, где происходит обработка входной информации, а также индикация, на которой отображается информация в удобном для оператора виде.

Так как устройство стационарное, работающее в лабораторных условиях, то есть необходимость разработать источник питания.