脉冲宽度的测量
脉冲宽度的测量
电子科技大学综合课程设计报告基于单片机门控位的脉冲宽度测量与显示think2011/5/4一、 可行性分析及其原理：该项目是要实现脉冲宽度的测量，再把测量值用数码管显示。
为了实现这一功能我们大致把整个系统分为以下几个模块：1. 振荡器模块：产生某一特定振荡频率的时钟，一般要求这一频率较高，本题要求精度为10us ，所以采用100kHZ 的振荡频率即可。
2. 计数器模块：对振荡脉冲进行计数，用待测脉冲信号作为使能输入（或开关），这样就可以记录下脉冲有效的时间，计数值乘以10us 即为待测脉冲宽度。
3. 译码显示模块：题目中要求用数码管显示6位测量值，分别完成译码和数码管的静态显示或是动态扫描输出即可。
框图如下：二、 本次设计构思了两个方案：方案一：运用CD4518（BCD 码全加器）的级联来实现计数，CD4511七段译码，555多谐振荡器提供100kHZ 频率，待测信号输入到计数器使能。
电路连接图如下：上述方案为数码管静态显示。
优点为方案简单无需编程，只需要组合逻辑与时序逻辑即可完成。
缺点为硬件电路的连线过于复杂上容易出错且很难排除故障，另一个问题在于使用的外接振荡源精度不是很高，势必带来不小的误差。
此方案理论上可行，由于实际操作带来的不方便，我们考虑了后面一种方案。
方案二：利用单片机门控位实现脉冲宽度测量。
基本思路为：利用单片机内部定时器的GATE信号，对于定时器T0来讲，如果GATE=1，则用软件把TR0置1，且INT0为高电平时可以启动定时器T0，所以我们就把被测脉冲信号从INT0端输入，使其上升沿触发启动T0计数，下降沿停止T0计数。
定时器数值乘以机器周期即为脉冲宽度。
电路连接图如下：可以看出，电路结构由以下部分构成：1.振荡模块：12MHZ晶体振荡器，由XTAL1和XTAL2接入单片机。
2.单片机控制模块：AT89S51单片机实现控制，主要任务是对其进行必要的编程设计。
3.输出显示模块：由数码管动态扫描显示，注意P0需要外接上拉电阻。
激光器脉冲宽度
激光器脉冲宽度1. 介绍激光器脉冲宽度是指激光脉冲的时间间隔。
在激光技术中，脉冲宽度的精确控制非常重要，因为它会直接影响到激光器的性能和应用。
本文将深入探讨激光器脉冲宽度的含义、影响因素、测量方法以及其在不同领域的应用。
2. 脉冲宽度的含义激光器脉冲宽度是指激光脉冲的时间时长，通常用时间单位来表示，如纳秒（ns）或皮秒（ps）。
它是一个重要的参数，直接影响到激光器的光学特性和产生的光脉冲形状。
脉冲宽度越短，脉冲能量越集中，对某些应用来说更有优势。
3. 影响脉冲宽度的因素3.1 激光器本身的特性激光器本身的设计和制造过程会对脉冲宽度产生影响。
例如，激光脉冲的宽度往往受限于激光器的工作方式、脉冲波形以及荧光寿命等。
3.2 光学系统参数光学系统中的元件，如谐振腔、增益介质、输出镜片等，也会对激光器脉冲宽度产生影响。
这些元件的反射率、透过率以及位置都会对脉冲宽度进行调控。
3.3 外界条件外界条件，如温度、湿度、环境磁场等，也会对激光器脉冲宽度产生一定的影响。
外界条件的变化可能导致激光器输出脉冲的时间间隔发生变化，进而改变脉冲宽度。
4. 脉冲宽度的测量方法测量激光器脉冲宽度的方法有很多种，下面介绍几种常用的方法： ### 4.1 电光采样法电光采样法是通过将激光脉冲和一个光学准直系统耦合，然后将光束分成两路，一路进行延时，另一路经过探测器接收并产生电信号，接着通过测量延时的方法来得到脉冲宽度。
4.2 自相关法自相关法是利用非线性光学效应来测量脉冲宽度，常用的方法是通过将激光脉冲分为两部分并进行光学干涉，然后将干涉结果与参考脉冲进行相乘，最后测量乘积的能量分布，从而得到脉冲宽度。
4.3 束腰法束腰法是一种基于峰值功率密度来测量脉冲宽度的方法。
通过调节光束的尺寸，测量在不同尺寸下脉冲能量随时间分布的变化，从而得到脉冲宽度。
5. 激光器脉宽在不同领域的应用激光器脉冲宽度在许多领域都有广泛的应用，下面列举几个常见的应用场景： ### 5.1 生命科学领域在生命科学领域，激光器的脉冲宽度对于激光显微镜、流式细胞术等技术的成像和测量效果有很大影响。
多种计算脉冲与占空比的方法
多种计算脉冲与占空比的方法计算脉冲与占空比是电子电路中常见的任务。
脉冲是一种短暂的电信号，通常被描述为一定时间段内的高电平或低电平信号。
占空比是指脉冲中高电平信号所占的时间比例。
在本文中，将介绍多种计算脉冲与占空比的方法。
1.计算脉冲宽度（脉冲持续时间）：最简单的方法是使用示波器测量脉冲的宽度。
将示波器探头连接到脉冲信号的输出端，观察示波器屏幕上的波形。
确定脉冲的起始点和终止点，然后测量它们之间的时间间隔。
这个时间间隔即为脉冲的宽度。
2.通过频率和周期计算脉冲宽度：如果已知脉冲信号的频率（脉冲个数）和周期（脉冲重复时间），则可以使用以下公式计算脉冲宽度：脉冲宽度=周期/脉冲个数。
3.使用计数器计算脉冲宽度：计数器是一种电路设备，用于计算信号的频率和周期。
将脉冲信号连接到计数器的输入端，启动计数器并记录计数值。
然后停止计数器，并使用以下公式计算脉冲宽度：脉冲宽度=计数值/计数器频率。
4.计算占空比：占空比是高电平信号在整个脉冲周期内所占的时间比例，可以通过以下公式计算：占空比=(高电平持续时间/脉冲周期)x100%。
高电平持续时间是指脉冲中高电平信号的持续时间，脉冲周期是指脉冲的重复时间。
5.使用示波器计算占空比：示波器是一种测量电信号波形的仪器。
将示波器探头连接到脉冲信号的输出端，观察示波器屏幕上的波形。
通过测量高电平信号的持续时间和脉冲的周期，可以直接计算出占空比。
6.使用频率计算占空比：如果已知脉冲信号的频率和高电平持续时间，可以使用以下公式计算占空比：占空比=(高电平持续时间/(1/频率))x100%。
这个方法适用于脉冲信号的频率较高的情况。
7.使用占空比计数器计算占空比：占空比计数器是一种专门用于计算占空比的电路。
将脉冲信号连接到占空比计数器的输入端，启动计数器并记录满计数时的计数值。
占空比计数器会自动计算高电平和低电平信号的持续时间，并通过以下公式计算占空比：占空比=(高电平持续时间/(高电平持续时间+低电平持续时间))x100%。
数字脉冲宽度测量仪-文亚平
数字脉冲宽度测量仪-文亚平数字脉冲宽度测量仪是一种用于测量数字脉冲的工具，它具有高准确度、高精密度、高速度等优点，被广泛应用于各个领域中的脉冲测量。
文亚平老师是该测量仪器的设计师，他是深圳大学控制科学与工程系的副教授。
数字脉冲宽度测量仪的概述数字脉冲宽度测量仪能够非常准确地测量脉冲的宽度，不仅适用于高速脉冲的测量，同时也可用于低速脉冲的测量。
该仪器具有清晰的界面，易于使用，能够轻松地获取精确的脉冲宽度测量数据。
数字脉冲宽度测量仪在高科技领域中广泛应用，它可以在医学、航空、车辆、通讯等领域得到应用。
数字脉冲宽度测量仪的主要功能包括：1.测量脉冲的宽度2.显示脉冲的时间基准和脉冲的周期3.显示脉冲的立即响应和延迟响应数字脉冲宽度测量仪的优点与传统的模拟脉冲宽度测量仪相比，数字脉冲宽度测量仪具有以下优点：1.高精度：数字脉冲宽度测量仪的精度达到毫微秒甚至亚毫微秒级别。
2.高速度：数字脉冲宽度测量仪可以测量高速的脉冲，速度非常快。
3.多功能：数字脉冲宽度测量仪不仅可以测量脉冲的宽度，还可以显示其它相关数据。
4.易于使用：数字脉冲宽度测量仪具有清晰的界面，易于操作，测量数据准确。
数字脉冲宽度测量仪的应用领域数字脉冲宽度测量仪适用于各个领域中的脉冲测量，如：1.医学领域：用于心脏脉冲的测量。
2.通讯领域：用于取样和测量宽带信号、脉冲信号、射频信号中的脉冲。
3.航空领域：控制飞机的脉冲信号、在飞机上使用。
4.车辆领域：适用于汽车控制单元脉冲信号的检测；汽车电控系统和机器控制系统的脉冲测量。
5.电子领域：适用于半导体测试、数字电路测试等领域。
文亚平老师的贡献文亚平是数字脉冲宽度测量仪的设计师，他拥有29项计算机软件著作权和专利。
他致力于数字测量仪器的研究，研发了多款高精度数字仪器，数字脉冲宽度测量仪就是其中之一。
文亚平老师的研究成果不仅延伸了数字测量仪器的应用领域，同时也提高了仪器测量的精度和准确性。
总结数字脉冲宽度测量仪是一款高精度、高速度、多功能的数字测量仪器，它被广泛应用于各个领域中的脉冲测量。
基于单片机的脉冲宽度测量
山东科技大学电工电子实验教学中心创新性实验研究报告课程名称：单片机原理及应用实验项目名称脉冲宽度测量姓名学号_________________专业_____________ 班级____________指导教师及职称________________________开课学期2011 至2012 学年第一学期提交时间2012 年 1 月 3 日五、实验结果与分析1、实验现象、数据记录按照流程图所示，按动脉冲按钮，可以看到，显示屏显示出所测脉冲的宽度。
再次按动，可以清楚地观察到所示的示数变化。
每次显示的示数，都根据所按按钮的时间长短，即高电平的脉宽长度。
第一张图为T0工作方式，第二张图为T2捕捉方式。
六、实验结论七、指导老师评语及得分：附件：源程序等。
T0门控方式：ORG 0000HLJMP MAINORG 000BHLJMP T0_INTORG 0030H MAIN: MOV TMOD,#09HMOV TL0,#0FCHMOV TH0,#17HMOV R4,#00HMOV R3,#00HJB ,$SETB ET0SETB EAIOC: SETB TR0JNB ,$MOV R3,#00HMOV R4,#00HJB ,$CLR TR0MOV 34H,R4MOV 35H,R3LCALL BCDLCALL UBCD DIS: LCALL DISPJB ,IOCSJMP DIST0_INT:INC R3CJNE R3,#00H,NEXTINC R4NEXT: MOV TH0,#0FCHMOV TL0,#17HRETIBCD: MOV R7,#16CLR AMOV 47h,AMOV 46h,AMOV 45h,ABCD1:CLR CMOV A,35HRLC AMOV 35H,AMOV A,34HRLC AMOV 34H,AMOV A,47HADDC A,47HDA AMOV 47H,AMOV A,46HADDC A,46HDA AMOV 46H,AMOV A,45HADDC A,45HDA AMOV 45H,ADJNZ R7,BCD1RETUBCD:MOV A,45HANL A,#0F0HSWAP AMOV 50H,AMOV A,45HANL A,#0FHMOV 51H,AMOV A,46HANL A,#0F0HSWAP AMOV 52H,AMOV A,46HANL A,#0FHMOV 53H,AMOV A,47HANL A,#0F0HSWAP AMOV 54H,AMOV A,47HANL A,#0FHMOV 55H,ARETDISP:MOV R0,#55HMOV R2,#20HMOV A,#0FFHMOV P0,AACALL DIPMOV R0,#54H MOV R2,#10H ACALL DIPMOV R0,#53H MOV R2,#08H ACALL DIPMOV R0,#52H MOV R2,#04H MOV A,R2MOV P2,AMOV A,@R0MOV DPTR,#TABLE MOVC A,@A+DPTR ANL A,#7FHMOV P0,AACALL DELAY MOV R0,#51H MOV R2,#02H ACALL DIPMOV R0,#50HMOV R2,#01HACALL DIPRETDIP:MOV A,R2MOV P2,AMOV A,@R0MOV DPTR,#TABLEMOVC A,@A+DPTRMOV P0,AACALL DELAYRETDELAY:MOV R5,#9FHDJNZ R5,$RETTABLE:DB0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H,92H,82H,0F8H ,80H,90H,88H,83H,0C6H,0A1H,86H,8EH ENDT2捕捉方式：T2CON EQU 0C8HTH2 EQU 0CDHTL2 EQU 0CCHRCAP2H EQU 0CBHRCAP2L EQU 0CAHTR2 BIT 0CAHORG 0000HLJMP MAINORG 000BHLJMP T0_INTORG 0030H MAIN: MOV TMOD, #01HMOV T2CON,#0FHJB ,$STR: MOV TL0, #17HMOV TH0, #0FCHMOV TH2, #00MOV TL2 ,#00MOV 50H,#00HMOV 51H,50HCLRSETB EASETB ET0JNB , $SETB TR0SETB TR2JB , $CLR TR0MOV 50H,RCAP2LMOV 51H,RCAP2HLCALL ZHUANHUAN LOOP1: LCALL DISPJB ,STRAJMP LOOP1T0_INT: MOV TL0, #17HMOV TH0, #0FCHSETBNOPNOPCLRRETI ZHUANHUAN: CLR A百度文库- 好好学习，天天向上-9 MOV 38H,51H MOV 37H,50H MOV 34H,#0 MOV 35H,#0 MOV 36H,#0 MOV R7,#16LOOP2: CLR CMOV A,37HRLC AMOV 37H ,AMOV A,38HRLC AMOV 38H ,AMOV A,36HADDC A,36HDA AMOV 36H,AMOV A,35HADDC A,35HDA AMOV 35H,AMOV A,34HADDC A,34HDA AMOV 34H,ADJNZ R7 ,LOOP2MOV R1,#35HMOV R0,#36HMOV A,#00XCHD A,@R0MOV 58H,AMOV A,@R0SWAP AMOV 57H,AMOV A,#00XCHD A,@R1MOV 56H,AMOV A,@R1SWAP AMOV 55H,AMOV A,#00MOV R0,#34HXCHD A,@R0MOV 54H,AMOV A,@R0SWAP AMOV 53H,ARETDISP: MOV R0,#53HMOV R2,#01HLOP11: MOV A,#0FFHMOV P0,AMOV A,R2MOV P2,AMOV A,@R0MOV DPTR,#TABMOVC A,@A+DPTRCJNE R0,#55H,LOP21ANL A,#7FHLOP21: MOV P0,AACALL DELAYINC R0MOV A,R2JB ,EXIT1RL AMOV R2,AAJMP LOP11EXIT1: RETDELAY: MOV R7,#0FEHLOOP: MOV R6,#70HDJNZ R7,LOOPRETTAB:DB0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H,92H,82H,0F8 H,80H,90H,88H,83H,0C6H,0A1H,86H,8EH END。
STM32利用捕获功能完成脉冲宽度测量解析
STM32利用捕获功能完成脉冲宽度测量解析脉冲宽度测量是一种常见的电子测量技术，它可以用来测量脉冲信号的时间间隔，常用于测量脉冲频率、PWM信号的占空比以及其他与时间相关的信号参数。
在STM32微控制器中，捕获功能可以使用定时器外设来实现。
定时器可以产生定时中断或者触发其他外设，同时，它还可以配置为捕获模式，以测量脉冲信号的时间间隔。
在使用STM32捕获功能进行脉冲宽度测量时，主要需要以下几个步骤：1.初始化定时器：选择合适的定时器外设，并根据具体需求配置计数模式、时钟源以及预分频系数。
需要注意的是，定时器的时钟源和预分频系数会影响测量的时间分辨率。
2.配置捕获模式：选择合适的输入通道，并配置捕获模式为边沿对齐模式或中心对齐模式。
边沿对齐模式适用于测量脉冲宽度，而中心对齐模式适用于测量脉冲间隔。
3.获取捕获值：在触发捕获事件时，通过读取捕获寄存器的值来获取脉冲宽度。
捕获值的单位由定时器的时钟源和预分频系数决定，通常为计数周期数。
4.计算脉冲宽度：根据捕获值和定时器的参数，可以计算出具体的脉冲宽度。
如果需要转化为实际的时间值，还需要考虑时钟源的频率和预分频系数。
在编写使用STM32捕获功能进行脉冲宽度测量的代码时，可以使用STM32Cube库或其他编写固件的开发工具。
以下是一个简单的示例代码：```c#include "stm32f4xx_hal.h"TIM_HandleTypeDef htim;void HAL_TIM_IC_CaptureCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)if (htim->Instance == TIM1) { // 根据实际情况修改定时器实例uint32_t captureValue = HAL_TIM_ReadCapturedValue(htim, TIM_CHANNEL_1);float pulseWidth = (float)captureValue / htim.Instance->ARR;//在这里进行脉冲宽度的处理}int main(void)HAL_Init(;SystemClock_Config(;__HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE(;__HAL_RCC_TIM1_CLK_ENABLE(;GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_8;GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLUP;GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;GPIO_InitStruct.Alternate = GPIO_AF1_TIM1;HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);htim.Instance = TIM1;htim.Init.Prescaler = 0;htim.Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP;htim.Init.ClockDivision = TIM_CLOCKDIVISION_DIV1;HAL_TIM_Base_Init(&htim);TIM_IC_InitTypeDef sConfigIC;sConfigIC.ICPolarity = TIM_ICPOLARITY_RISING;sConfigIC.ICSelection = TIM_ICSELECTION_DIRECTTI; sConfigIC.ICPrescaler = TIM_ICPSC_DIV1;sConfigIC.ICFilter = 0;HAL_TIM_IC_ConfigChannel(&htim, &sConfigIC, TIM_CHANNEL_1); HAL_TIM_IC_Start_IT(&htim, TIM_CHANNEL_1);while (1)//主循环}```上述代码在初始化后，通过HAL库函数配置了一个TIM1定时器通道1的输入捕获模式，并启动了中断。
射频系统中脉冲宽度 -回复
射频系统中脉冲宽度-回复射频系统中脉冲宽度是指脉冲信号中连续电压高电平存在的时间，通常用时间单位（如秒）来表示。
脉冲宽度是射频系统中的一个重要参数，对于系统的性能和功能具有重要影响。
本文将一步一步回答有关射频系统中脉冲宽度的问题，以便更好地理解。
第一步：什么是射频系统？射频系统是指在射频频段（射频波段）范围内进行信号传输、处理和控制的一种电子系统。
这个频段通常涵盖从30 kHz到300 GHz的电磁频谱范围。
射频系统被广泛应用于无线通信、雷达、卫星通信、无线电广播等领域。
第二步：什么是脉冲信号？脉冲信号是指一种瞬时变化的电信号，其特点是时间上的高低电平交替出现。
脉冲信号可以通过改变电平的方法来表示信息，比如数字信号中的“1”和“0”。
脉冲信号在射频系统中用于控制、定时、调制、调制解调等各种应用。
第三步：为什么需要脉冲宽度？脉冲宽度对于射频系统的性能和功能具有重要影响，下面列举了几个重要的原因：1. 信息传输：脉冲宽度可以用来表示不同信息的编码和解码。
不同宽度的脉冲可以对应不同的数字或字符，从而实现信息的传输。
2. 调制：脉冲宽度调制（PWM）是一种常见的调制方式，通过改变脉冲宽度来控制信号的幅度或频率。
PWM技术广泛应用于电机驱动、电源控制等领域。
3. 定时和时序控制：脉冲宽度可以用于生成周期性的时序信号，如时钟信号、同步信号等。
这对于实现同步操作、时序控制、时序测量等都非常重要。
4. 脉冲压缩：脉冲宽度压缩技术可以通过调整脉冲宽度来增加射频系统的分辨率和灵敏度。
这在雷达、通信、医学成像等领域具有重要应用。
第四步：如何测量脉冲宽度？脉冲宽度的测量可以使用不同的方法和设备，下面列举了几种常见的方法：1. 示波器：示波器是一种常用的仪器，可以直接测量脉冲宽度。
简单地连接脉冲信号到示波器的输入端口，并设置正确的时间和电压尺度，即可读取脉冲宽度。
2. 定时器：定时器是一种测量时间间隔和脉冲宽度的设备。
通过将脉冲信号输入到定时器中，并使用适当的设置，可以测量脉冲宽度。
输入捕获脉宽测量原理
输入捕获脉宽测量原理
脉宽是指脉冲信号中高电平或低电平的持续时间。
脉宽测量原理是通过输入捕获技术实现的。
输入捕获是一种用于测量和记录时序信号特征的方法。
当输入捕获触发器检测到一个特定的事件时，它会记录当前的计数器值，从而实现对时序信号的测量。
在脉宽测量中，通常使用一个计数器和一个输入捕获触发器。
计数器用来记录时间，输入捕获触发器用来检测脉冲信号的边沿。
工作原理如下：
1. 初始化计数器为零。
2. 当输入捕获触发器检测到一个特定的边沿（例如上升沿或下降沿）时，触发器会记录当前计数器的值。
3. 继续记录计数器的值，直到触发器再次检测到相同的边沿。
此时，触发器会再次记录计数器的值。
4. 脉宽测量就是通过计算两个触发器记录的计数器值的差来得到的。
根据计数器的时钟频率和计数器的值之间的关系，可以计算出脉冲宽度，即脉冲的持续时间。
通常，计数器的值是以时钟周期为单位的，因此需要将计数器的值乘以时钟周期的时间来得到脉冲宽度。
总结起来，脉宽测量原理是利用输入捕获技术，在特定脉冲信
号边沿触发时记录计数器值，并通过计算两个记录值之间的差来计算脉冲的持续时间。
单片机中的计数器与脉冲宽度测量
单片机中的计数器与脉冲宽度测量计数器和脉冲宽度测量是单片机中常用的功能模块之一。
计数器可以用于对信号的计数和计时，而脉冲宽度测量可以用于测量信号的高电平或低电平脉冲宽度。
本文将介绍计数器的原理和应用，以及脉冲宽度测量的方法和技巧。
一、计数器的原理与应用计数器是一种用于计数和计时的电子器件，广泛应用于单片机系统中。
单片机中常用的计数器有定时器/计数器模块，可以通过编程来控制计数器的功能和工作方式。
计数器的原理是基于时钟信号进行计数。
时钟信号可以是外部信号源，也可以是内部时钟源。
计数器在每次接收到时钟信号时，根据设定的计数方式进行计数。
计数可以是递增也可以是递减，根据具体应用的需求进行选择。
计数器的应用非常广泛，常见的应用场景包括：1. 频率测量：通过计数器来测量信号的频率。
2. 周期测量：通过计数器来测量信号的周期。
3. 脉冲宽度测量：通过计数器来测量信号的高电平或低电平脉冲宽度。
4. 脉冲个数测量：通过计数器来测量信号的脉冲个数。
5. 定时器：通过计数器来实现精确的定时功能。
二、脉冲宽度测量的方法和技巧脉冲宽度测量是单片机中常用的应用之一，可以用于测量信号的高电平或低电平脉冲宽度。
下面介绍两种常用的脉冲宽度测量方法和技巧。
1. 利用捕获/比较模式：现代的单片机通常会配备捕获/比较模块，可以用于测量信号的脉冲宽度。
通过设置定时器的计数方式和捕获/比较模式，可以实现对信号脉冲宽度的测量。
2. 利用外部中断：单片机通常具有外部中断功能，可以用于检测外部信号的边沿触发。
通过设置外部中断的触发方式和中断服务程序，可以实现对信号脉冲宽度的测量。
中断服务程序可以在触发边沿时开始计时，直到下一个触发边沿时停止计时，得到信号的脉冲宽度。
脉冲宽度测量的技巧包括：1. 选择适当的计数精度：计数器的精度越高，脉冲宽度测量的准确性越高。
根据具体应用需求，选择适当的计数精度。
2. 注意信号的稳定性：脉冲宽度测量需要信号稳定，避免信号发生抖动或干扰。
STM32利用捕获功能完成脉冲宽度测量
STM32利用捕获功能完成脉冲宽度测量脉冲宽度测量是通过测量一个脉冲信号的高电平持续时间或低电平持续时间来获取其脉冲宽度的方法。
在STM32中，捕获功能可以通过输入捕获单元，结合计数器，实现对脉冲宽度的测量。
首先，我们需要配置STM32引脚为输入模式，将待测脉冲信号连接到该引脚上。
接下来，我们需要配置捕获单元和计数器。
捕获单元有多种模式可选，根据具体的需求选择适合的模式。
常用的模式有：1.输入捕获模式：用于测量脉冲的上升沿或下降沿的时间。
2.PWM输入捕获模式：用于测量脉冲信号的周期和占空比。
在本文中，我们将介绍如何使用输入捕获模式来测量脉冲宽度。
首先，我们需要配置计数器。
计数器用于计算脉冲信号的周期，可以选择16位或32位计数器，具体选择取决于需要测量的脉冲信号的频率。
配置计数器的时钟源和分频系数，以便适配脉冲信号的频率。
然后，将计数器进行清零。
接下来，我们需要配置输入捕获单元。
配置输入捕获模式和计数模式，以便捕获脉冲信号的上升沿或下降沿。
在每次捕获到脉冲信号的边沿时，输入捕获单元会自动将当前计数器的值保存到一个寄存器中，并将计数器清零。
我们可以通过读取寄存器的值来获取脉冲宽度。
在代码中，可以通过配置计数器、输入捕获单元和GPIO来实现脉冲宽度测量。
以下是一个基本的代码示例：```c#include "stm32fxxx.h"#include "stm32fxxx_gpio.h"#include "stm32fxxx_rcc.h"#include "stm32fxxx_tim.h"int main(void)//初始化GPIO和时钟RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);//初始化定时器TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;TIM_ICInitTypeDef TIM_ICInitStructure;RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE);TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 0;TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 0xFFFF;TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseStructure);//配置输入捕获单元TIM_ICInitStructure.TIM_Channel = TIM_Channel_1;TIM_ICInitStructure.TIM_ICPolarity = TIM_ICPolarity_Rising;TIM_ICInitStructure.TIM_ICSelection =TIM_ICSelection_DirectTI;TIM_ICInitStructure.TIM_ICPrescaler = TIM_ICPSC_DIV1;TIM_ICInitStructure.TIM_ICFilter = 0x0;TIM_ICInit(TIM2, &TIM_ICInitStructure);//启动定时器TIM_Cmd(TIM2, ENABLE);while (1)//等待输入捕获事件发生while (TIM_GetFlagStatus(TIM2, TIM_FLAG_CC1) == RESET);//读取输入捕获寄存器的值，即脉冲宽度uint16_t pulseWidth = TIM_GetCapture1(TIM2);//清除输入捕获事件标志位TIM_ClearFlag(TIM2, TIM_FLAG_CC1);}```上述代码示例使用了定时器2和GPIOA的0号引脚进行脉冲宽度测量。
单片机课程设计脉冲宽度测量
单片机课程设计报告设计课题：脉冲宽度测量学院：物理与电气工程学院年级专业：10级自动化3班小组成员姓名：金祁平、胡坤云、刘兵剑、王文建小组成员学号：080310173、080310176、080310139、080310132指导老师：丁文祥设计时间：2012年12月摘要二十世纪跨越了三个“电”的时代，即电气时代、电子时代和现已进入的电脑时代。
但是，实际工作中并不是任何需要计算机的场合都要求计算机有很高的性能，一个控制电冰箱温度的计算机难道要用P4吗？应用的关键是看是否够用，是否有很好的性能价格比。
单片机又称单片微控制器,它不是完成某一个逻辑功能的芯片,而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。
概括的讲：一块芯片就成了一台计算机。
它的体积小、质量轻、价格便宜、为学习、应用和开发提供了便利条件。
自从1976年问世以来，单片机获得了巨大的发展。
现在比较流行的单片机是美国Intel的MCS51/96以及Motorola的MC系列，Zilog的Z8系列，同时还有更多新型的、功能更强的单片机不断出现。
Abstract:Twentieth century across the three “power” of the era, that the age of electricity, the electronic age and has now entered the computer age. However, the actual work where the computer is not any need to require a high performance computer, a control fridge temperature P4 computer do you use? The key is to see whether the application of adequate, whether there is a very good cost performance. Single chip, also known as single-chip microcontroller, it is not the completion of a logic function of the chip, but a computer system integrated into a chip. Speaking in general terms: a single chip into a computer. Its small size, light weight, cheap, for learning, application and development of facilities provided. Since its inception in 1976, SCM was a great development. SCM is now more popular in the United States, and Motorola, Intel’s MCS51/96 MC series, Zilog’s Z8 series, as well as more new, more powerful microcontrollers continue to emerge.关键字：单片机，脉冲宽度，系统设计。
脉冲星脉冲宽度的测量方法
和 Ｍａ ｃ ｅｔｒ 】 出了补丁模型 ，认 为脉冲轮廓 的各成分是 由散布 的补丁状辐射柬 引起 ｎｈ ｓｅ［ 提
的．
２ １—８ ２ 收 到原 稿 ， ２ １—０ １ ０ ００ —４ ０ ０ １— １收到 修 改 稿
国 家 自然 科 学 基 金项 目 （０ ２ ０ １和 １ ８ ３ ０ ）资 助 １８ １６ ０３ ０３
ｔｘ ｊ ｎ ａ ．ｃｃ ｕ ｕ ＠ｂ ｏａ ．ｎ
３ 期
徐 钧 等 ：脉 冲 星 脉 冲 宽 度 的 测 量方 法
ｌｌ ８
ห้องสมุดไป่ตู้
脉 冲宽度 是反 映轮廓 的一 个重 要测 量量 ．如 果能 准确 定 出脉 冲宽度 ，进 而确 定脉 冲 星辐射 柬 的大 小，对于脉 冲 星辐射 机 制 的研 究 具有重要 意 义．表征 脉 冲轮廓 宽度 的方 法 通 常 有 ：两 峰值 点 的 间距 ｐ 最高 峰值 强度 ５ ％ 处 的轮 廓宽 度 。和最 高峰 值 强度 ， ０ １ ％ 处 的宽 度 ｏ ０ 【 』 这 ３种宽 度测 量方 法都 可 以表 示脉 冲轮廓 特征 ，但 由它 们计算 ． 出 的辐射 束半径 代表 不 同的范 围， 由此 得 出的辐 射 区域 范 围和 大小 都会 不 同．根 据现 在
星辐射 束 也 有人 做过 统计 研究 ，发 现 Ｐ。 Ｐ 。 最有 名的工 作是 Ｋｒｍｅ 等 ＿ ＿ ｃ 。 。 ． ａ ｒ １ 统计 ４
了脉 冲星在 １ Ｈｚ的 １ ．Ｇ ４ ０并计 算得到 的辐 射束 半径 Ｐ ｏ 发 现 Ｐｏ＝５ 。 Ｕ 毫秒 脉 １， １ ． Ｐ－ ． ４ 冲星 的轮廓宽 度和 辐射 束数 值不太 符合 这个 规律 ．
的脉 冲星 辐 射模 型 ＿ｊ 冲应 该从 最后 开放 磁 力线 辐射 出来 ．脉 冲宽度 应该是 整个 有脉 ｌ脉 Ｊ
测量脉冲方法
测量脉冲方法
1.均值检波法：这种方法广泛应用于万用表中交流电压、电
流测量电路的交直流转换电路中。
这种方法对交流信号进行半波或全波整流，再对整流输出的脉动直流信号采用积分电路得到较平缓的直流信号，直流信号的幅值就是被测信号的半波整流平均值或全波整流平均值，再利用被测信号的半波整流平均值或全波整流平均值与有效值的关系即可计算出被测信号的有效值。
2.示波器测量法：以示波器测量1pps脉冲信号（正）脉冲宽
度的方法为例，大体步骤为：选择测量通道1，连接1pps 脉冲信号，设置阻抗、触发电平、Analog幅度（纵轴）、Horizontal时间分辨率（横轴）等参数，然后通过QuickMeas测量1pps脉冲信号的正脉冲宽度。
3.测频率法（M法）：是测量单位时间内的脉数换算成频率，
因存在测量时间内首尾的半个脉冲问题，可能会有2个脉的误差。
速度较低时，因测量时间内的脉冲数变少，误差所占的比例会变大，所以M法宜测量高速。
如要降低测量的速度下限，可以提高编码器线数或加大测量的单位时间，使用一次采集的脉冲数尽可能多。
4.测周期法（T法）：是测量两个脉冲之间的时间换算成周期，
从而得到频率。
因存在半个时间单位的问题，可能会有1个时间单位的误差。
速度较高时，测得的周期较小，误差所
占的比例变大，所以T法宜测量低速。
如要增加速度测量的上限，可以减小编码器的脉冲数，或使用更小更精确的计时单位，使一次测量的时间值尽可能大。
5.M/T 测速法：低速时测周期、高速时测频率。
假定能接受
的误差范围为1%、M法测得脉冲数为f, T 法测得时间为t 。
脉宽的测量原理
脉宽的测量原理摘要：采用XILINX公司的SpartanII系列FPGA芯片设计了一种基于数字移相技术的高精度脉宽测量系统，同时给出了系统的仿真结果和精度分析。
与通常的脉冲计数法相比，该系统的最大测量误差减小到原来的34.2％。
关键词：脉宽测量数字移相脉冲计数法FPGA在测量与仪器仪表领域，经常需要对数字信号的脉冲宽度进行测量。
这种测量通常采用脉冲计数法，即在待测信号的高电平或低电平用一高频时钟脉冲进行计数，然后根据脉冲的个数计算待测信号宽度，如图1所示。
待测信号相对于计数时钟通常是独立的，其上升、下降沿不可能正好落在时钟的边沿上，因此该法的最大测量误差为一个时钟周期。
例如采用80MHz 的高频时钟，最大误差为12．5ns。
提高脉冲计数法的精度通常有两个思路：提高计数时钟频率和使用时幅转换技术。
时钟频率越高，测量误差越小，但是频率越高对芯片的性能要求也越高。
例如要求1ns的测量误差时，时钟频率就需要提高到1GHz，此时一般计数器芯片很难正常工作，同时也会带来电路板的布线、材料选择、加工等诸多问题。
时幅转换技术虽然对时钟频率不要求，但由于采用模拟电路，在待测信号频率比较高的情况下容易受噪声干扰，而且当要求连续测量信号的脉宽时，电路反应的快速性方面就存在一定问题。
区别于以上两种方法，本文提出另一种利用数字移相技术提高脉宽测量精度的思路并使用FPGA芯片实现测试系统。
1测量原理所谓移相是指对于两路同频信号，以其中一路为参考信号，另一路相对于该参考信号做超前或滞后的移动形成相位差。
数字移相通常采用延时方法，以延时的长短来决定两数字信号间的相位差，本文提出的测量原理正是基于数字移相技术。
如图2所示，原始计数时钟信号CLK0通过移相后得到C LK90、CLKl80、CLK270，相位依次相差90°，用这四路时钟信号同时驱动四个相同的计数器对待测信号进行计数。
设时钟频率为f，周期为T，四个计数器的计数个数分别为m1、m2、m3和m4，则最后脉宽测量值为：可以看到，这种方法实际等效于将原始计数时钟四倍频，以4f的时钟频率对待测信号进行计数测量，从而将测量精度提高到原来的4倍。
脉冲宽度精密测量技术
较 电平 。 如 图２ 示 。 所
与精 测 相 结 合 的方 法 ， 粗 测 是 测量
要 对 周 期 、 脉 宽 、 周 期 抖 动 等 时 间
脉 冲 宽 度 精 密 测 量 电 路 主 要
由 ： 较 器 、 事 件 计 数 器 、 模 拟 斜 比
坡 电 路 、 内 插 电 路 、 电 压 频 率 转 换
等 电 路 组 成 。 采 用 频 率 大 于 ３ Ｈｚ Ｇ
的 １ Ｐ系 列 Ｅ ０Ｅ ＣＬ器 件 设 计 ， 采 用 差
Ｚｈａｎ ｇ Ｙｏｎ ｐｏ ｇ・
（ Ｏ４ １． Ｎ Ｒｅｓｅａｒ ｉ ｃｈ ｎｓｔ ｔ ｅ ｉｕｔ ｏｆ
ＣＥ ＴＣ， ｅ ｂ ３３ ０６ Ｃ ｉ ａ Ｂ ｎｇ ｕ ２ ０ ，ｈｎ ）
摘
要 ： 章 介 绍 了 脉 冲 宽 度 的精 密 测 量 方 法 ， 给 出 测 量 电 路 原 理 框 图 以及 测 量 方 法 的 介 绍 、 文
Ａ ｂｓｔｒ ａｃｔ： Ｔｈｅ ｏｃｕｓ ｏｆｔ ｓ ｆ ｈｉ ｐａｐｅｒ ｉ ｓ ａ ｐｒ ｓｅ ｍ ｅａｓｕｒ ｅｃｉ ｅｍ ｅｎ ｍ ｅｔ ｔ ｈｏｄ ｏｒ Ｐｕｌ ｅａｄｔ Ｉ ｅｓｅｎ ｓ ｆ ｓｅ ｂｒ ｈ ｔ ｐｒ ｔ
ｔ ｈｅ ｎｔ ｏ ｉ ｒ ｄｕｃ ｉ ａｎｄ ｏｃ ｄｉ ａｍ ｔｏｎ ｂｌ ｋ ａｇｒ ｏｎ ｈｉ ｅａｓｕｒ ｔ ｓｍ ｅｍｅｎ ｍ ｅ ｈｏｄ．Ｉ ｔ ｓ ｅｔ ｔ ｔ ｎ ｈｉ ｍ ｈｏｄ，ｔ ｈｅ ｒ ｔ ｈａｒ ｗ ａｒ ｃｉｃｕｉ ｄ ｅ
6-06 利用门控位GATEx测量脉冲宽度
；复位入口转主程序 ；主程序入口
；T1为方式1，定时器模式，GATE1=1 ；T1初始化为0
；等待INT1*低 ；如INT1*为低，启冲宽度
LOOP1：JNB P3.3，LOOP1 LOOP2：JB P3.3，LOOP2
CLR TR1 MOV A，TL1 MOV A，TH1 …… END
利用门控位GATEx测量脉冲宽度
Harbin Institute of Technology
1
门控制位GATEx的应用
—测量脉冲宽度原理
GATE=0，T1计数启动由TR1控制， GATE=1，T1计数启动由TR1与INTx*共同控制！
2
门控制位GATEx的应用
——测量脉冲宽度思路
【例】 门控位GATE1可使T1的启动计数受INT1* 的控制，当GATE1=1， TR1=1时，只有 INT1*引脚输入高电平时，T1才被允许计数。可测量 引脚 （P3.3）上正脉冲的宽度。其方法如下图。
；等待INT1*升高 ；INT1*高， 此时计数器计数， ；INT1*低，停止T1计数 ；T1计数值送A ；T1计数值送A
5
利用GATE位测量正脉冲的宽度
3
门控制位GATEx的应用—程序
ORG RESET： AJMP
ORG MAIN： MOV
MOV MOV MOV LOOP0：JB SETB
0000H MAIN 0100H SP，#60H TMOD，#90H TL1，#00H TH1，#00H P3.3，LOOP0 TR1
6-06 利用门控位GATEx测量脉冲宽度
；等待INT1*升高 ；INT1*高， 此时计数器计数， ；INT1*低，停止T1计数 ；T1计数值送A ；T1计数值送A
5
；复位入口转主程序 ；主程序入口
；T1为方式1，定时器模式，GATE1=1 ；T1初始化为0
；等待INT1*低 ；如INT1*为低，启动T1
4
门控制位GATEx的应用—测量脉冲宽度
LOOP1：JNB P3.3，LOOP1 LOOP2：JB P3.3，LOOP2
CLR TR1 MOV A，TL1 MOV A，TH1 …… END利用源自ATE位测量正脉冲的宽度3
门控制位GATEx的应用—程序
ORG RESET： AJMP
ORG MAIN： MOV
MOV MOV MOV LOOP0：JB SETB
0000H MAIN 0100H SP，#60H TMOD，#90H TL1，#00H TH1，#00H P3.3，LOOP0 TR1
利用门控位GATEx测量脉冲宽度
Harbin Institute of Technology
1
门控制位GATEx的应用
—测量脉冲宽度原理
GATE=0，T1计数启动由TR1控制， GATE=1，T1计数启动由TR1与INTx*共同控制！
2
门控制位GATEx的应用
——测量脉冲宽度思路
【例】 门控位GATE1可使T1的启动计数受INT1* 的控制，当GATE1=1， TR1=1时，只有 INT1*引脚输入高电平时，T1才被允许计数。可测量 引脚 （P3.3）上正脉冲的宽度。其方法如下图。
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第一章绪论§1－1研究本课题的意义脉冲宽度的测量，实质是时间的测量，在生产和科学研究中，经常要测量时间，例如，完成第一生产工序所需要的时间，周期性信号的周期，激光测距和雷达测量目标距离，也是测量电磁波从目标反射回来的时间来确定目标的距离，运动物体行程的时间等等都说明时间测量的重要性。
§1－2时间测量的方法常见的时间测量仪表有运动会上用的秒表和家庭用的时钟，个人用的手表，这些机械式仪表读数不太精确，分辨力不太高，例如手表的分辨力为秒百米赛跑的计时秒表也只能分辨到0.01秒，如果要测量微秒，机械式的秒表是办不到的，只有采用电子式仪表要测量。
§1－3电子计时的工作原理随着电子技术的飞速发展，新的电子元器件的出现，为制造先进的仪器仪表奠定基础。
电子计时器的工作原理是由一基准的时钟脉冲源，目前时钟频率可达到几千兆赫，如计算机的主振频率可达到几个GHz，它的一个周期的时间为零点几个毫微秒，用这种时钟脉冲来测量时间，其分辨力可达到10－9秒。
电子计时器的工作原理框图1－1所示，用一个门电路来控制时钟脉冲通过，例如用一个电子开关使门打开，使时钟脉冲通过门电路送到计数器，进行计数，经过一段时间发出一个信号使门电路关闭。
无时钟脉冲通过，计数器停止计数，计数器计的数通过译码、显示器、显示电路及可用数字显示这段时间时钟脉冲图1-1 计时电路框图电子计数仪的优点：精度高、使用方便、读数直观、测量范围大，可远距离传输§1－4时间测量仪的应用数字式时间测量仪是生产和科学实验中不缺少的基本仪表，在测量速度、加速度、动量、冲量、频率和周期等方面都得到广泛应用。
第二章方案论证§2－1设计任务输入被测电压幅度：0.1～10V输入信号的脉冲宽度≧100us测量误差≦1%可测量周期性信号的周期§2－2脉冲宽度测量的工作原理脉冲宽度的测量，实质上是时间的测量，其电路组成包括输入通道，时基电路、主控门电路、控制电路、计数与显示电路五大部分组成。
如图2－1所示图2-1 脉冲宽度测量电路框图一． 输入通道输入通道包括阻抗变换、电压放大、整形电路等几部分组成，若输入信号太大，可经过限幅电路或衰减电路，信号太小，经过电压放大器送到整形电路。
整形电路的作用是将被测信号的脉冲前沿和后沿变得很陡峭，以便提高测量精度，输入通道的电路框图如图2－2所示。
图2-2 输入通道电路框图二．时基电路采用晶体振荡器作时基电路，其频率稳定度高，可达到10－8比RC 振荡器和LC 振荡器的频率稳定度高出几个数量级，可提高测量精度。
晶体振荡器输出的正弦波，经整形电路得到时基脉冲信号，若晶体振荡频率为1MHz 其周期Ts ＝1us ，若在被测信号脉冲宽度期间，计数器计的数为N 。
则脉冲宽度就是N 微秒。
时基电路框图如图2－3所示图 2-3 时基电路框图被测信号被测三．主控门电路主控门主要作用是闸门开启时间受控制信号控制，脉冲宽度测量，测量电路是利用被测信号作为控制信号，主控门的开启时间就是脉冲宽度，通过主控门的进基脉冲数为N，则被测信号的脉冲宽度为t是时基脉冲的周期。
图2－4是主控门的电路框图。
图2-4 主控门电路框图四．计数器电路及显示电路计数器电路是数字电路的一个重要组成部分。
它的作用是对主控门输出脉冲个数进行计数。
并通显示器将所记录的结果用数字显示出来。
目前，计数器电路的种类甚多，为了便于观察和读数，数字仪器通常采用十进制计数器。
图2－5是计数器与显示电路框图。
图中寄存器电路的用来暂时存放数字代码的电路，有了它计数器可以提高测量速度，并使每一次测得的数据能相对稳定地显示出来。
译码／驱动电路的作用是将各种编码形式的数码进行翻译，使之能够驱动十进制数码显示器各极的驱动信号，显示器是由七段发光管组成的数字显示器。
图2-5 计数与显示电路框图五．控制电路控制电路的作用是产生各种控制信号，专控制各单元电路的工作，使整机按一定的工作程序完成自动测量的任务。
在控制电路的统一指挥下，电子计数器的工作按照“复位－测量－显示”的程序自动地进行，其工作流程如图2－6所示图2-6 工作流程图1.准备期：在开始进行测量之前应当做好准备工作，使各计数器电路回到原始状态，并抹掉读数，这一过程称为“复零”，在“复零”完成后，门控双稳处于等待状态。
2.测量期：通过频标信号选择开关，从时基电路选取时基脉冲周期在被测信号的脉冲宽度时间内使主控门开启，让时基脉冲通过主控门进入计数器电路计数，这段时间称测量时间。
3.显示期：在一次测量完毕后，关闭主控门，计数结果送到显示电路去显示，为了便于读取和记录测量结果。
显示的读数应当保持一定的时间，这段时间称为显示时间。
显示时间完结后，再做一次测量的准备工作。
上述测量过程由控制电路来实现。
图2－7是控制电路的原理图图 2-7 控制电路原理图工作原理如下：1. 准备期：门控双稳复零（Q 1＝0）闭锁双稳置“”（Q 2=1）撤消对门控双稳J端的闭锁，使门控双稳处于等待状态。
2. 在第一个脉冲作用下，门控双稳翻转，Q 1输出高电平，使主控门开启。
3. 在每二个脉冲作用下，门控双稳翻转Q 1=“0”,主控门关闭，在关闭主控门的瞬间，Q 1的负跳变使闭锁双稳翻转，Q 2输出的低电平使门控双稳闭锁于零态。
4. 在Q 2负跳变沿作用下，显示单稳产生控制显示时间的延时信号。
5. 显示结束时产生复零脉冲，使有关电路恢复到初始状态第三章单元电路设计§3－1计数及显示电路时间和频率测量，计数器均采用十进制计数器，十进制计数器种类很多，可采用TTL 电路74ls90,74ls168,74ls196 也可采用CMOS 电路cd4518一．用74ls90组成二位十进制计数器“1”图3-1 两位十进制记数器二．用CD4518组成四位十进制计数器图3-2四位十进制记数器CD4518是双十进制计数器，包含两个十进制计数器，它们的计数单元是T触发器。
有两个时钟输入端Cp和EN如果用上沿触发，则信号从CP端输入，并使EN端为“1”电位，如果用下降沿触发，则信号从EN端输入，并使CP端保持为“0”电平，另外还有一个清零端Cr，当Cr端加“1”电平或正脉冲时计数器各输出端为“0”电平。
三译码驱动电路74LS48和CD4511七段／锁存／译码／驱动器，可驱动其阴极数码管74LS47七段译码／驱动器,可驱动共阳极数码管四．显示器1．GEM4010BE－D共阳数码管2. FJS5101AH共阴数码管五．计数与显示器总体电路为了简化电路，提高可靠性，选用CD40110十进制计数／译码／驱动为一体的集成电路。
利用Cd40110可以直接计数驱动数码管，使电路大大简化如图3－3所示图3-3 四位计数器电路原理图§3－2时基电路时基电路的作用是提供一个标准的振荡器，振荡器频率一定，则其周期也就一定，若时基电路的周期为1us，则计数器一百个数，则计数时间就为100us。
振荡器种类很多，有RC正弦振荡器、多谐振荡器、LC正弦振荡器、石英晶体振荡器。
三．时基电路555构成的振荡器如图3－4所示图3-4555振荡器的工作原理如下：接通电源后，直流电源通过R1和R2对电容C充电，当电容C充电到一定值后，内部泄放管导通，C通过R2和⑦脚放电，电容两端电压近似为三角波③脚输出为方波。
振荡周期为TT=T1+T2T1＝（R1+R2）CLn2T2＝R1R2CLn2二．环开振荡器图3-5图3－5是用TTL逻辑门构成的环形振荡器，电路完全对称，电容充放电时间相同，输出为对称方波振荡周期T=T1+T2=1.4RC输出频率f＝1／T＝1／1.4RC三．晶体振荡器图3－6是改进型的石英晶体振荡器反相器工作在线性放大状态，石英晶体作为反馈元件，当电路振荡频率接近石英晶体的固有串联谐振频率时，电路维持振荡条件，由于石英晶体的固有谐振频率十分稳定，所以常用作基准时基电路，半可变电路起微调作用。
图3-6四．时基电路的总体电路图3-7图3－7是时基电路总体电路图，为了扩展测量范围，晶体振荡器振荡频率为10MHz，输出周期为0.1us，经过一片CD4518双十进制计数器可分别得到1MHz 和100KHz的两个频率，时基信号周期分别为1us和10us，这样就可以扩展量程为0～999.9us 0～9999us 0～99.99ms§3－3控制电路及主控门电路因为脉冲信号都是周期性信号，若脉冲频率较高，脉冲宽度为几百微秒到几十毫秒，直接用被测信号去控制主控门的开启和关闭，计数器和显示电路来不及显示读数。
因此，控制电路需要产生脉冲宽度等于被测信号脉宽，去打开主控门，当脉冲结束后要立即锁主控门，使显示延时2－3秒。
控制电路采用74LS111双J-k触发器和74LS123双单稳态触发器74LS(1) 功能表74LS(2) 功能表图3-8图3－8是控制电路的电原理图及控制信号的波形图在等待期Q1=“0”，当CP1端的脉冲下降沿触发Q1=“1”，主控门开启，计数器计数，当第二个脉冲下沿使第一个J-K触发器翻转Q1=0,主控门关闭，计数器停止计数，此时Q2=“0”使门控双稳锁于“0”态显示器显示测得的数字，当显示延时结束后，产生复零脉冲，使计数器有关部分恢复到原始状态。
在复零信号结束时，不能立即开始新的测量，由封锁单稳提供一个短暂的辅助闭锁信号L，使Q2＝“1”，在所有闭锁信号都解除后，门控双稳又处于等待下一次触发的状态。
§3－4输入通道输入通道的作用是将输入的大信号衰减，小信号加以放大，然后经过整形电路得到前后沿非常陡峭的方波，以提高测量精度。
图3－9是输入通道的电路的原理图图3-9输入通道图中R1、R2组成衰减电路，信号太大可衰减十倍，A1组成反相放大器A2组成比较器，得到方波，经RC微分电路，获得尖脉冲，A3组成精密整流电路，A4组成比较器，得到CLK信号送到控制电路。
§3－5电源电路为了给电路供电，将交流变为直流，经直流稳压电源给所有电路供电图3－10是直流稳压电路原理图图3-10市电220V交流电压，经变压器变成7.5V交流电压，经桥式整流得到8V左右的直流电压，再经三端直流稳压块，输出稳定的5V直流电压。
第四章安装调试方法§4－1直流稳压电源的调试接通电源之前，用万用表的欧姆档检查负载端是否有短路处，检查整流二极管正反向电阻是否正常，如果正常接通电源，用万用表的直流表压档测量7805输入和输出端电压，一切正常§4－2晶体振荡器的调试利用示波器观察振荡波形，用示波器测量频率，要精确测量可采用数字频率计进行测量，调整微调电容，使振荡频率精确为10MHz。
然后检查CD4518两极十分频电路，分别输出1MHz和100KHz，时基电路正常。