某測試設備故障監測系統的設計

　　電壓信號的測量

　　雖然測試設備待測電壓路數較多，但其產(chǎn)生的電壓都是順序執行的信號，考慮到線(xiàn)形光隔AD215和A/D板DIAMOND-MM-AT的費用較高，為降低開(kāi)發(fā)成本、簡(jiǎn)化電路設計和縮小電路板體積，本監測診斷系統采用了多路復用技術(shù)，這樣A/D板使用單個(gè)A/D測量通道就可測量多個(gè)信號。A/D轉換器采集完一個(gè)通道后，PCM3350發(fā)出指令控制模擬開(kāi)關(guān)動(dòng)作，轉換到另一個(gè)通道并進(jìn)行采集，然后再轉換到下一個(gè)通道，如此往復。采集原理如圖4所示。

　　時(shí)間測量模塊的設計

　　根據測試設備的工作情況，本監測診斷系統要求的最大計時(shí)量應為3s，而一個(gè)帶4MHz時(shí)鐘的16位計時(shí)器最長(cháng)計時(shí)時(shí)間僅為16.384ms，所以測量時(shí)間時(shí)需將二個(gè)16位計數器級聯(lián)成32位來(lái)工作，這樣計時(shí)器最長(cháng)計時(shí)時(shí)間可達1073.742s。在硬件設計上，系統通過(guò)將計數器1和計數器2級聯(lián)，即將計數器1的OUT1接至計數器2的CLK2，門(mén)控信號GATE1和GATE2均由ONYX-MM-XT板上82C55#2的B5口來(lái)控制，CLK1端接頻率為4MHz的標準頻率源。通過(guò)設定計數器2的初始計數值并在計數結束后讀取其計數值，利用一定的換算關(guān)系即可計算出測得的時(shí)間，測量原理如圖5所示。

　　頻率測量模塊的設計

　　定時(shí)的實(shí)現

　　由于ONYX-MM-XT板上自帶的標準輸入時(shí)鐘頻率為4MHz，而系統需要測量的信號頻率為3KHz，因此，該頻率的測量即是一個(gè)對8254定時(shí)0.01s并對信號進(jìn)行計數30的測量，由此可得定時(shí)器的計數值為：

　　設計上仍是按圖8將計數器1、2級聯(lián)作為定時(shí)器，每到0.01s就觸發(fā)中斷INT7，其工作方式設置如下：計數器1工作于方式2，計數器2工作于方式0。設計數器1的計數初值為N1，計數器2的計數初值為N2，只要保證N1×N2=40000，然后將各自的計數初值送入相應的寄存器、打開(kāi)門(mén)控信號并啟動(dòng)計數器即可實(shí)現定時(shí)。

　　測頻的實(shí)現

　　根據系統的設計要求，結合被測頻率信號的特點(diǎn)，各計數器的工作方式分別設定為：計數器0工作于方式4、計數器1工作于方式2、計數器2工作于方式0。其中，計數器0的CLK0端接被測頻率fx作為事件計數器，計數器1的CLK1端接4MHz的標準輸入時(shí)鐘頻率f0，計數器1與計數器2形成串聯(lián)結構作為定時(shí)器，GATE0、GATE1和GATE2均受82C55#2的B5口控制。這樣，被測頻率fx的值可通過(guò)下面的公式來(lái)計算：

　　其中，N0為計數器0的當前計數值，0xFFFF為計數器0的計數初值。頻率信號測量的原理如圖5所示。