基于單片機的高精度時(shí)間間隔測量模塊設計

1 引言

　　精密時(shí)間間隔測量是工業(yè)、國防及電力應用等方面的關(guān)鍵技術(shù)，脈沖計數法是時(shí)間間隔 測量技術(shù)中最基本的方法[1]，因此研究基于脈沖計數法的時(shí)間間隔測量技術(shù)具有重要的現實(shí) 意義。本文設計了一種高精度時(shí)間間隔測量模塊，介紹了該模塊的軟硬件實(shí)現方法。大量實(shí) 驗證明本模塊可以實(shí)現對微小時(shí)間間隔的精確測量，具有很高的應用價(jià)值。

　　2 原理概述

　　脈沖計數法是用標準信號形成被計數的參考時(shí)鐘信號，周期為 Tref ，頻率為 fref ，通過(guò) 測量時(shí)間間隔Δt內參考時(shí)鐘信號的個(gè)數n，直接顯示Δt的值。

　　3 系統設計

　　如圖 1 所示，該系統主要由高頻參考時(shí)鐘設計，分頻計數電路，控制面板和顯示電路等 部分組成。由單片機實(shí)現對各部分的功能初始化軟件設計，在測時(shí)結束后讀取分頻計數結果， 按公式（1）計算出時(shí)間后送顯示電路顯示。

　　3.1 硬件設計

　　由公式(1)可以看出，高頻參考時(shí)鐘是脈沖計數法時(shí)間間隔測量的關(guān)鍵。為了產(chǎn)生低偏 差低晃動(dòng)的高頻穩定時(shí)鐘信號，本文采用高穩定度的溫補振蕩器TC18B 作為標準晶振輸入。