基于MCU的鎖相環(huán)鎖定時(shí)間測量系統設計

下位機也是基于一個(gè)前后臺系統，在一個(gè)死循環(huán)內等待各中斷響應。在單片機向鎖相環(huán)發(fā)送完控制數據后開(kāi)啟外部中斷，若有外部中斷響應則在中斷服務(wù)程序中讀取定時(shí)器的值，即為鎖定時(shí)間，中斷結束后將定時(shí)器清零，以便再次測量；若當定時(shí)器溢出時(shí)仍未收到外部中斷，表明鎖相環(huán)未能鎖定，則發(fā)送未鎖定信息給上位機。這里設置了3個(gè)中斷向量分別為外部中斷、定時(shí)器T0中斷、串口中斷。在默認情況下它們的中斷優(yōu)先級依次從高到低，為防止不必要的中斷嵌套，在響應其中一個(gè)中斷服務(wù)時(shí)應將另兩個(gè)中斷關(guān)掉，中斷服務(wù)結束后再開(kāi)啟。
AT89C51有兩路定時(shí)／計數器T0，T1。本系統中T1用來(lái)設置串口的波特率，串口有4種工作方式，本文使用方式1，即8位異步通信接口，一幀數據有10位，1位起始位，一位停止位。T0用來(lái)測量鎖定時(shí)間，T0定時(shí)器使用系統時(shí)鐘的12分頻作為時(shí)鐘源，將T0配置為16位定時(shí)器模式，所以環(huán)路鎖定時(shí)間可由下式確定，單位為μs。
T=(TH0×256+TL0)×Tosc×12 (1)
式中：TH0，TL0分別是在外部中斷服務(wù)程序中讀到的定時(shí)器T0的數據寄存器高8和低8位；Tosc是單片機外接晶振的振蕩周期，本文外接晶振為12 MHz，即為1／12μs，因此本系統可實(shí)現精度為1μs的時(shí)間測量。根據圖2所示的時(shí)序圖，單片機向鎖相環(huán)發(fā)送控制數據的子程序如下：



4 結語(yǔ)
本文采用MFC、串口、AT89C51所設計的測量系統能準確測量鎖相環(huán)的鎖定時(shí)間，精度達到1μs；并且有很強的通用性，能兼容常見(jiàn)的各類(lèi)鎖相環(huán)芯片。系統上位機的人機操作界友好，硬件電路結構簡(jiǎn)單。