某測(cè)試設(shè)備故障監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

　　電壓信號(hào)的測(cè)量

　　雖然測(cè)試設(shè)備待測(cè)電壓路數(shù)較多，但其產(chǎn)生的電壓都是順序執(zhí)行的信號(hào)，考慮到線形光隔AD215和A/D板DIAMOND-MM-AT的費(fèi)用較高，為降低開(kāi)發(fā)成本、簡(jiǎn)化電路設(shè)計(jì)和縮小電路板體積，本監(jiān)測(cè)診斷系統(tǒng)采用了多路復(fù)用技術(shù)，這樣A/D板使用單個(gè)A/D測(cè)量通道就可測(cè)量多個(gè)信號(hào)。A/D轉(zhuǎn)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(zhuǎn)換到另一個(gè)通道并進(jìn)行采集，然后再轉(zhuǎn)換到下一個(gè)通道，如此往復(fù)。采集原理如圖4所示。

　　時(shí)間測(cè)量模塊的設(shè)計(jì)

　　根據(jù)測(cè)試設(shè)備的工作情況，本監(jiān)測(cè)診斷系統(tǒng)要求的最大計(jì)時(shí)量應(yīng)為3s，而一個(gè)帶4MHz時(shí)鐘的16位計(jì)時(shí)器最長(zhǎng)計(jì)時(shí)時(shí)間僅為16.384ms，所以測(cè)量時(shí)間時(shí)需將二個(gè)16位計(jì)數(shù)器級(jí)聯(lián)成32位來(lái)工作，這樣計(jì)時(shí)器最長(zhǎng)計(jì)時(shí)時(shí)間可達(dá)1073.742s。在硬件設(shè)計(jì)上，系統(tǒng)通過(guò)將計(jì)數(shù)器1和計(jì)數(shù)器2級(jí)聯(lián)，即將計(jì)數(shù)器1的OUT1接至計(jì)數(shù)器2的CLK2，門控信號(hào)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(biāo)準(zhǔn)頻率源。通過(guò)設(shè)定計(jì)數(shù)器2的初始計(jì)數(shù)值并在計(jì)數(shù)結(jié)束后讀取其計(jì)數(shù)值，利用一定的換算關(guān)系即可計(jì)算出測(cè)得的時(shí)間，測(cè)量原理如圖5所示。

　　頻率測(cè)量模塊的設(shè)計(jì)

　　定時(shí)的實(shí)現(xiàn)

　　由于ONYX-MM-XT板上自帶的標(biāo)準(zhǔn)輸入時(shí)鐘頻率為4MHz，而系統(tǒng)需要測(cè)量的信號(hào)頻率為3KHz，因此，該頻率的測(cè)量即是一個(gè)對(duì)8254定時(shí)0.01s并對(duì)信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)30的測(cè)量，由此可得定時(shí)器的計(jì)數(shù)值為：

　　設(shè)計(jì)上仍是按圖8將計(jì)數(shù)器1、2級(jí)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(shè)置如下：計(jì)數(shù)器1工作于方式2，計(jì)數(shù)器2工作于方式0。設(shè)計(jì)數(shù)器1的計(jì)數(shù)初值為N1，計(jì)數(shù)器2的計(jì)數(shù)初值為N2，只要保證N1×N2=40000，然后將各自的計(jì)數(shù)初值送入相應(yīng)的寄存器、打開(kāi)門控信號(hào)并啟動(dòng)計(jì)數(shù)器即可實(shí)現(xiàn)定時(shí)。

　　測(cè)頻的實(shí)現(xiàn)

　　根據(jù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求，結(jié)合被測(cè)頻率信號(hào)的特點(diǎn)，各計(jì)數(shù)器的工作方式分別設(shè)定為：計(jì)數(shù)器0工作于方式4、計(jì)數(shù)器1工作于方式2、計(jì)數(shù)器2工作于方式0。其中，計(jì)數(shù)器0的CLK0端接被測(cè)頻率fx作為事件計(jì)數(shù)器，計(jì)數(shù)器1的CLK1端接4MHz的標(biāo)準(zhǔn)輸入時(shí)鐘頻率f0，計(jì)數(shù)器1與計(jì)數(shù)器2形成串聯(lián)結(jié)構(gòu)作為定時(shí)器，GATE0、GATE1和GATE2均受82C55#2的B5口控制。這樣，被測(cè)頻率fx的值可通過(guò)下面的公式來(lái)計(jì)算：

　　其中，N0為計(jì)數(shù)器0的當(dāng)前計(jì)數(shù)值，0xFFFF為計(jì)數(shù)器0的計(jì)數(shù)初值。頻率信號(hào)測(cè)量的原理如圖5所示。