PSoC在光纖陀螺脈沖輸出采集中的應用

定時(shí)器的核心是一個(gè)遞減計數的計數器，計數器功能模塊和定時(shí)器功能模塊具有相同的結構，都包含1個(gè)周期寄存器、1個(gè)同步遞減計數器和1個(gè)捕獲比較寄存器。兩者的功能模塊主要有如下的區別：
1)計數器的數據輸入是一個(gè)計數器的使能位而不是一個(gè)捕獲輸入，計數器不能用作異步捕獲，當計數器被使能工作時(shí)，數據寄存器不能執行讀操作；
2)比較器輸出作為計數器的主輸出，而計數器終止輸出是作為輔助輸出；
3)計數終止輸出只能是全周期輸出。
本系統中運用計數器的計數功能，其原理是：將光纖陀螺儀脈沖輸出信號作為Clock輸入，預先設定一個(gè)Period數值，通過(guò)讀取減數計數器DR0數值的變化獲得輸入信號的計數值，計數值C=Period-DR0。
3. 3 顯示器件的選擇
PSoC集成開(kāi)發(fā)環(huán)境(IDE)PSoC Designer5．O中有LCD、LED、LED7SEG等顯示器件。由于LCD功耗低、壽命長(cháng)、價(jià)格低、接口控制方便、使用靈活等諸多優(yōu)點(diǎn)，本系統選用LCD顯示器件。通常液晶顯示器LCD可分為兩大類(lèi)，一類(lèi)是點(diǎn)陣型，另一類(lèi)是字符型。點(diǎn)陣型液晶通常面積較大，可以顯示圖形；而字符型液晶顯示模塊專(zhuān)用于顯示字母、數字和一些簡(jiǎn)單圖形，面積相對較小，簡(jiǎn)單易控制且成本較低。本系統只需顯示一定時(shí)間里的脈沖數，故選用了字符型液晶顯示器1602，它可實(shí)現兩行16個(gè)字符的顯示。
3．4 PSoC內部硬件搭建
在集成開(kāi)發(fā)環(huán)境(IDE)PSoC Designer5．0的器件編輯器中，可實(shí)現硬件模塊的搭建。本系統只用到了PSoC芯片內部的1個(gè)8位定時(shí)器、1個(gè)16位計數器和1塊LCD用戶(hù)模塊。
8位定時(shí)器產(chǎn)生1 ms的方波信號，接在16位定時(shí)器的使能端，用于控制定時(shí)器對光纖陀螺脈沖信號計數，最終的采集結果在液晶顯示器LCD上顯示。PSoC內部硬件搭建如圖4所示。

4 軟件設計
系統首先用8位定時(shí)器Timer8通過(guò)中斷方式產(chǎn)生準確時(shí)間，而后調用計數子程序對光纖陀螺脈沖輸出進(jìn)行計數，最后調用顯示子程序將采樣結果在LCD上顯示出來(lái)。其軟件流程如下圖5所示。

需要注意的是，在定時(shí)器最終計數結束后的下一個(gè)系統時(shí)鐘周期，定時(shí)器會(huì )自動(dòng)重新加載計數初值。所以要在此之前讀取計數器的計數值。此操作可以通過(guò)定時(shí)器的中斷程序來(lái)實(shí)現。

5 測試結果
將應用層代碼下載到PSoC程序下載軟件環(huán)境PSoCProgrammer3．06中。進(jìn)行仿真。本系統選用南京盛普儀器科技有限公司生產(chǎn)的SP1641D型函數信號發(fā)生器來(lái)模擬光纖陀螺的脈沖輸出信號，測試周期為1 s，測試數據如表1所示。

由表1可看出，本測試系統能夠精確測量頻率范圍在0．1Hz～1MHz之間的光纖陀螺脈沖輸出，并且誤差小于萬(wàn)分之一，滿(mǎn)足了實(shí)際的測試需求。

6 結束語(yǔ)
本設計以PSoC芯片CY29666-24PVXI為核心，完成了光纖陀螺脈沖輸出的高精度采集。測試范圍能夠達到0．1Hz～1 MHz，誤差小于萬(wàn)分之一。該設計電路簡(jiǎn)單、集成度高、性能穩定、抗干擾能力強、價(jià)格低廉、且可靠性高，充分體現了PSoC芯片的優(yōu)點(diǎn)，在對光纖陀螺進(jìn)行測試，提高光纖陀螺精度方面，有較大的價(jià)值。