脉冲信号参数测试仪
一、任务
设计制作一个脉冲信号测试仪，可以测量脉冲信号的幅值、频率、周期、占空比、上升和下降时间等参数。
二、要求
1.基本功能
（1）脉冲信号幅值范围为：0.2VP～5VP，测量精度≤±2%；
（2）脉冲信号频率范围为：1Hz～100KHz；频率测量精度≤±0.1%，周期测量精度≤±0.1%
（3）占空比测量范围为：10％～90％，测量误差≤10％；
（4）比较电平设置范围：0.2V～5V，步进小于0.2V；
（5）上升时间和下降时间测量范围为1us～1ms，测量误差≤1us；
2.发挥部分
（1）脉冲信号频率范围为：1Hz～500KHz；频率测量精度≤±0.01%，周期测量精度≤±0.01%；
（2）占空比测量范围为：5％～95％，测量误差≤5％；
（3）上升时间和下降时间测量范围为20ns～1ms，测量误差≤20ns；
（4）其它。
三、说明
1.脉冲信号为单极性信号，在测试过程中可以用三角波为被测脉冲信号；
2.未处理器建议选用TI公司芯片。
四、评分标准
第二篇：单片机的便携式脉冲信号参数测试仪
ｌ
２ＤＯｇ年Ｉ己月
第ＰＢ卷第１己期
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基于单片机的便携式脉冲信号参数测试仪
吴云靖董恩生庞宇徐勇超
（空军航空大学控制工程系
长春１３００２２）
摘要：本文介绍了基于Ｃ８０５１Ｆ３４０单片机的脉冲信号参数测试仪的设计与实现。该测试仪能对脉冲信号的幅值、频率、周期、占空比等参数进行测量。通过采用１０次定数计时法，提高测量精度，缩短测量时间。实验测试表明，该测试仪的误差率
较低，精度高，能够满足闪光盒性能测试与校验的要求，可用于电信号参数测量、仪器检测等领域。该测试仪已应用于某型军用飞机闪光盒信号检测中，其稳定性、精确性均能满足要求。
关键词：单片机；脉冲信号；测试仪；定数计时
中图分类号：ＴＰ２１６
文献标识码：Ａ
Ｐｏｒｔａｂｌｅｐｕｌｓｅｓｉｇｎａｌａｐｐａｒａｔｕｓｂａｓｅｄ
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定性、精确性均能满足要求。
目前在测量领域里，脉冲信号既可作为已知的激励信号，又可作为未知的被测信号。当作为未知的被测信号，对其参数（幅值、周期、频率、占空比）测试越显重要［１。３］。以单片机为核心的脉冲信号参数测试仪和控制装置，小巧方便，便于携带，且易于扩展和技术更新．鉴于此，作者设计开发了基于单片机的信号参数测试仪。测试仪的主控器件采用ＳｉｌｉｃｏｎＬａｂｓ公司的一款Ｃ８０５１Ｆ３４０单片机，它具有强大的数据采集、存储、运算和控制功能。可通过按键操作测量信号的幅值、周期、频率和占空比等参数，并在ＹＭｌ２８６４ＬＣＤ液晶显示器上实时显示。本仪器具有操作简单、体积更小、便于携带和人机界面友好等特点。该仪器已用于某型军用飞机闪光盒信号检测，反馈良好，其稳
１硬件设计
１．１测试仪组成框图
测试仪由单片机模块、显示模块、按键模块、电源模块和信号调理电路模块组成。单片机内部集成１０位的Ａ／Ｄ转换模块简化了硬件电路设计［４］。脉冲信号通过信号调理模块，经单片机系统的Ａ／Ｄ转换模块采集信号，单片机对采集到的数据进行处理，通过Ｉ／Ｏ口控制液晶模块显示测量结果。系统组成框图如图１所示。１．２单片机的选用
本测试仪的主控器件选用Ｃ８０５１Ｆ３４０单片机，该单片机功能强大的集成模块简化了硬件电路设计。测试仪Ａ／Ｄ转换器选用单片机内部电压基准，采集由内置的１０
作者简介：吴云靖，硕士研究生，主要研究方向为异常检测技术。
万方数据
中国科技核心期刊
————４７－－－－——
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己口口ｇ年Ｉ己月
序由主程序、信号采集子程序、按键子程序、信号处理子程序、液晶显示程序和中断子程序等部分组成（程序流程图如图２所示）。Ｃ８０５１Ｆ３４０具有丰富的中断资源，外部中断和定时器溢出中断子程序可完成电压值、周期、频率和占空比的测量。
信
号
图１系统的组成框图
位转换速率可达２００ｋｓｐｓ的Ａ／Ｄ转换器实现。ＭＣＵ中有一个片内可编程计数器／定时器阵列（ＰＣＡ）。ＰＣＡ包括一个专用的１６位计数器／定时器时间基准和５个可编程的捕捉／比较模块。频率、周期和占空比的测量可采用ＰＣＡ精确捕捉脉冲上升沿和下降沿来触发定时器来
实现‘“。
１．３键盘模块
１）键盘接口工作原理
常用的键盘接口分为独立式键盘接口和矩阵式键盘接口［６］。独立式键盘接口就是各键相互独立，每个按键各接一根输入线，一根输入线上的按键工作状态不影响其他输入线的工作状态。通过检测输入电平状态可以很容易判断哪个按键被按下了。独立式按键电路配置灵活，软件实现简单。但每个按键需占用一根输人口线，在按键数量较多时，需要较多的输入口线而且电路结构繁杂，故此种键盘适用于按键较少或操作速度较高的场合。而矩阵式键盘有行线和列线组成，按键位于行，列的交叉点上，适用于按键较多的场合。
鉴于本系统只用到开始、周期测量、占空比测量、频率测量和幅值测量五个按键，有足够的Ｉ／Ｏ口，所以选用独立式键盘接口。１．４显示模块
该测试仪采用ＹＭｌ２８６４Ｒ汉字图形点阵ＬＣＤ液晶显示模块［７ｊ。该模块是一种具有４位／８位并行、２线或３线串行多种接口方式，内部含有国标一级、二级简体中文字库的点阵图形液晶显示模块；其显示分辨率为１２８×６４，内置８１９２个１６×１６点汉字，和１２８个１６×８点ＡＳＣＩＩ字符集。利用该模块灵活的接口方式和简单、方便的操作指令，可构成全中文人机交互图形界面。可以显示８Ｘ４行１６×１６点阵的汉字。也可完成图形显示，低电压低功耗是其又一显著特点。由该模块构成的液晶显示方案与同类型的图形点阵液晶显示模块相比，不论硬件电路结构或显示程序都要简洁得多，且该模块的价格便宜，显示美观。
２．Ｉ频率的测量方法选择
频率或周期的采样是程序设计的核心，其精度会直接影响到本测试仪的精度。频率的测量可以利用单片机的计时和计数功能来实现。下面对频率的测量方法和测量误差做简要分析。
脉冲周期的测量误差主要受采样周期和采样次数的影响，由于单片机程序可以很方便地实现采样周期和采样次数的精确控制，因而可提高测试精度。脉冲周期的测量方法有定时计数和定数计时两种方法＿９］，本仪器采用定数计时方法，利用单片机的定时计数器中断即可实现。
１）定数计时法
定数计数法的设计思路是将Ｔ０设为定时器，Ｔ１设为计数器，设定Ｔ１的计数中断次数咒并允许中断，Ｌ将清零，同时启动Ｔ０和Ｔ。，等待Ｔ，中断。在Ｔ，的中断服务子程序中读出Ｔｏ的计时值ｔ，即可求出脉冲周期Ｔ。
采用定数计时法时，单片机计数误差ｄ。一０，最大计时误差为一个机器周期，本系统采用了１２ＭＨｚ晶振，则单片机机器周期为ｌ肛ｓ，故出一一ｌ弘ｓ，可以得到Ｔ的相对误差为：
图２主程序流程图
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２软件设计
若要保证其相对误差不超过０．１％，即Ｉ苄ｌ≤０．１％
本测试仪的软件设计采用Ｃ５１语言编程嘲。系统程
一４８一万方数据
中国科技核心期刊
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研究与开发ｊ。—翻戮
则有／／启动测量子程序
ｃａｓｅ２：｛ｆｕｎ２（）；ｂｒｅａｋ；）
上￡４０．１％或￡≥１０００弘ｓ一１ｍｓ＠）
则）
丁一，ｔ，≥－－，ｌ，（ｍｓ）或ｆ一百１≤行（ｋＨｚ）＠＼，
，２７２１３实验测试
上面式子表明，定时计数法适用于被测频率较低的
场合。为使该仪器在某型军用飞机闪光盒信号检测中应用，
２）定时计数法我们模拟产生该闪光盒输出标准信号，其参数为：频率为定时计数法的设计思路为将Ｔｏ设为定时器，丁１设为１Ｈｚ，电压值为２７Ｖ，占空比为５０％。测试数据（如表１）显计数器，设定Ｔ０的定时中断时间ｔ并允许中断，将瓦清示，本仪器对闪光盒标准信号测量的频率误差率＜１％，电零，同时启动Ｌ和Ｌ，等待瓦中断。在Ｔｏ的中断服务压误差率＜ｏ．５％，占空比误差率＜ｏ．５％。该测试仪判别子程序中读出的Ｌ的计数值咒，即可求出脉冲周期Ｔ。准确，显示直观，能够实现快速测量，其稳定性强、精确性
采用定时计数法时，单片机计时误差ｔ可忽略，故可高。该仪器的测频范围可达０～１０ｋＨｚ，幅值范围在０～
５０Ｖ。通过改变模拟信号参数值进行测试，该测试仪精度
认为ｄ。一ｏ，最大计数误差为一个脉冲，即出一一１，可
以得到Ｔ的相对误差为：均能满足要求。
Ｉ挈Ｉ一虹—一１表１测试数据Ｔ（４）”７
ｌ一行ｎ
若要保证其相对误差不超过ｏ．１％，即Ｉ丁ｄＴＩ≤ｏ．１％
则有：
三≤０．１％或咒≥１０００（５）
若Ｔｏ设为ｌＯＯｍｓ中断一次，则
丁一音≥哿紧或厂一下１≥１０ｋＨｚ（６）
式（６）表明，定时计数法适用于被测频率较高的
场合。
本系统将频率测量范围设定为ｏ～１０ｋＨｚ，通过采用
１０次定数计时法测量，即可保证测量精度，同时缩短测量
时间。
２．２主程序代码如下
ｖｏｉｄｍａｉｎ（）
｛
ＰＣＡＯＭＤ＆一～０ｘ４０；／／关闭看门狗４结束语
ＯＳＣＩＣＮＩ＝Ｏｘ０３；／／使用内部１２Ｍ晶振
ＰＯＲＴ＿Ｉｎｉｔ（）；／／端口初始化本测试仪采用以单片机为核心的模块化结构设计，ＡＤＣ０一Ｉｎｉｔ（）；ｆ飧ｍ视始化具有硬件电路结构简单、容易实现和成本低等特点。其性ＰＣＡ＿Ｉｎｋ（）；／／ＰＣＡ初始化能可靠、稳定性好，检测迅速准确，且体积小、重量轻、便于ＴｉｍｅｒＩｎｉｔ（）；／／定时计数器初始化携带，适于外场检测使用。在某型军用飞机的闪光盒信号
ＲＳＴ一１；检测中应用，反馈良好，其稳定性、精确性均能满足闪光盒ｃｈｕｓｈ（）；／／液晶初始化性能测试与校验要求。
ＥＡ一１：参考文献ｗｈｉｌｅ（１）Ｅｌｉ王玉珍，才滢，付永杰．高精度无间隙时频测技术的研
｛究ＥＪ］．电子测量与仪器学报，２００９，２３（１）：７０７５．ｓｃａｎ（）；／／扫描按键［２］高晓阳，刘成忠．基于单片机的数字信号测试分析仪ｓｗｉｔｃｈ（ｋｅｙｔｍｐ）［Ｊ］．甘肃农业大学学报，２００６，４１（２）：９５—９７．（［３］刘军，李智．基于单片机的高精度电容电感测量仪ｃａｓｅｌ：｛ｆｕｎｌ（）；ｂｒｅａｋ；｝［Ｊ］．国外电子测量技术，２００７，２６（６）：４８—５７．万方数据中国科技核心期刊一４９—
２ＤＯｇ年Ｉ己月
第己日卷第１己期黼■
［４］朱强．数字逻辑电路［Ｍ］．北京：机械工业出版社，
２００５：１２９—１３３．
［７］ｈｔｔｐ：／／㈣５１ｃ５１．ｃｏｉｎ．
［８］
童长飞．Ｇ８０５１Ｆ系列单片机开发与ｃ语言编程
［Ｍ］．北京：北京航空航天大学出版社，２００５．
［９］王贵恩，郭春香．采用单片机的便携式ＲＬＣ参数测试
仪［Ｊ］．国外电子测量技术，２００８，２７（１０）：６３—６６．
Ｅ５］倪志莲，张仪典．单片机应用技术ＥＭ］．北京：北京理
工大学出版社，２００７．
［６］梁海．智能脉冲测试仪一单片机软件设计［Ｊ］．信息通
信，２００７，２０（５）：１０２—１０６．
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（上接第４６页）
稳定，速度快，ＲＦ２４Ｌ０１无线模块通信正常、距离远、误码率低、稳定性高。本系统可应用于大部分需要ＰＣ进行无线控制或无线数据采集的场合，只需要扩展终端节点的应用电路，即可以满足不同的应用需求。系统具有可靠性好、性价比高、扩展性强和使用方便。
参考文献
口］
刘荣．圈圈教你玩ＵＳＢ［Ｍ］．北京：北京航空航天大学出版社，２００９：２５—２５７．心］
周立功．ＰＤＩＵＳＢＤ
１２
ＵＳＢ固件编程与驱动开发
［Ｍ］．北京：北京航空航天大学出版社，２００３：２５—４１．口］
图７应用于多波形发生器的控制软件
■］
ＮｏｒｄｉｃＶＬＳＩＡＳＡ．ｎＲＦ２４Ｌ０１Ｓｉｎｇｌｅｃｈｉｐ２．４ＧＨｚ
Ｔｒａｎｓｃｅｉｖｅｒ
ＰｒｏｄｕｃｔＳｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ［ＥＢ／ＯＬ］，２００７．
ｈｔｔｐｔ｛｜Ⅵ『、州．ｎｏｒｄｉｃｓｅｍｉ．ｃｏｒｎ／．
舒剑，叶英植．基于ＵＳＢ接ＩＺｌ的集成数字温度检测仪
设计［Ｊ］．国外电子测量技术，２００６，２５（１２）：３４—３６．口］
ＣｏｍｐａｑＨｅｗｌｅｔｔ－ＰａｃｋａｒｄＩｎｔｅｌＭｉｃｒｏｓｏｆｔ
ｅｔ
ａ１．Ｕｎｉ—
ｖｅｒｓａｌＳｅｒｉａｌＢｕｓＲｅｖｉｓｉｏｎ２．０ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ［ＥＢ／ＯＬ］，
２０００．
口］李英伟，王成儒，练秋生等．ＵＳＢ２．０原理与工程开
发．第二版．［Ｍ］．北京：国防工业出版社，２００７：９６—
１４３．ｈｔｔｐＩ｜｛Ⅵｎ洲．ｕｓｂ．ｏｒｇ／．
口］
ＲｒｉａｎＳａｗｅｒＬ
ＳＣＳＩ程序员指南［Ｍ］．袁潮，韩永彬
译．北京：中国电力出版社，２００１：２４－３６．豳
］
图８无线ＵＳＢ控制器和波形发生的终端节点
凹］
ＭｉｃｒｏｓｏｆｔＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ．ＭｉｃｒｏｓｏｆｔＥｘｔｅｎｓｉｂｌｅＦｉｒｍ
ｗａｒｅＩｎｉｔｉａｔｉｖｅ
ＦＡＴ３２ＦｉｌｅＳｙｓｔｅｍＳｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ［ＥＢ／
０Ｌｌ，２０００：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ．ｃｏｒｎ．
王磊，马婉丽，姚成虎．Ｕ盘功能在数据采集仪器中的应用和设计［Ｊ］，仪器仪表学报．２００４．２５（４）：
２２６—２２７．
４结束语
整个系统通过实际验证满足了设计要求，ＵＳＢ工作
５０～万方数据
中国科技核心期刊
基于单片机的便携式脉冲信号参数测试仪
作者：
作者单位：
刊名：
英文刊名：
年，卷(期)：
被引用次数：吴云靖， 董恩生， 庞宇， 徐勇超， Wu Yunjing， Dong Ensheng， Pang Yu， XuYongchao空军航空大学控制工程系,长春,130022国外电子测量技术FOREIGN ELECTRONIC MEASUREMENT TECHNOLOGY2009，28(12)0次
参考文献(9条)
1.王玉珍.才滢.付永杰 高精度无间隙时频测量技术的研究[期刊论文]-电子测量与仪器学报 2009(1)
2.高晓阳.刘成忠 基于单片机的数字信号测试分析仪[期刊论文]-甘肃农业大学学报 2006(2)
3.刘军.李智 基于单片机的高精度电容电感测量仪[期刊论文]-国外电子测量技术 2007(6)
4.朱强 数字逻辑电路 2005
5.倪志莲.张仪典 单片机应用技术 2007
6.梁海 智能脉冲测试仪-单片机软件设计 2007(5)
7.查看详情
8.童长飞 C8051F系列单片机开发与C语言编程 2005
9.王贵恩.郭春香 采用单片机的便携式RLC参数测试仪[期刊论文]-国外电子测量技术 2008(10)
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为配合脑波节目开发，本文提出了系统功能的创新设计：使用虚拟仪器软件Labwindows/CVI，依据单片机脑波音乐节目参数格式，开发了脑波节目制作、试听软件，缩短了脑波节目开发的周期，也给脑波治疗仪智能化发展提供了一个新方向。
论文最后对系统输出的脑波刺激信号进行采集、分析，测试数据表明：仪器的音频、光、电脉冲信号的各参数符合设计要求。
9.会议论文 郭志成.马洪霞.杨柏军 基于单片机的光电检测、控制技术 2007
目前光电检测技术已经越来越广泛地应用于高科技武器、精密制造等行业中。本文主要介绍一种基于单片机技术的激光检测方法。利用单片机进行激光脉冲信号的调制、控制发射,再结合单片机与光电检测的相关技术设计了检测电路,从而实现利用激光传载信号,进行多路控制。
10.学位论文 杨光 基于FPGA的宽带信号参数测量方法研究 2009
本课题来源于某实际科研项目，研究对象为系统前端毫米波高灵敏度接收机下变频后产生的中频信号，该中频信号的主要形式为宽带窄脉冲信号。本文主要对宽带窄脉冲信号脉冲频率和脉冲宽度的测量方法进行了研究，完成了测量电路的方案设计，并达到了要求的测量精度。
本文运用FPGA技术进行了参数测量方法的研究，首先从当前最成熟的频率测量方法入手，通过对各种频率测量方法的分析比较，结合课题实际情况，最终确定了使用基于FPGA的数字移相计数法来实现系统的设计。在FPGA中运用数字时钟管理模块实现倍频移相，可以达到很高的计数频率，从而使整个系统具有较高的测量精度。本文以数字移相计数法为理论基础，提出了一种可同时完成宽带窄脉冲信号频率和脉宽测量的设计方案。具体设计中，FPGA使用了Xilinx公司的Spartan-3-XC3S400，软件平台为ISE9.0，使用Verilog HDL语言进行编译并在ISE Simulator中进行了仿真。
本文首先给出了系统设计方案，然后对各功能模块进行了编译仿真，最终完成了总模块的仿真实现。本文还使用了AVR单片机作为辅助部分，主要完成了中断控制、数据处理和LCD显示等功能。
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下载时间：20xx年11月20日