
1.2 M法测量
M法测量的原理比较简单,如图2所示,即定时数脉冲数,适用于高频。例:定时时间为1s,在1s时间内计数脉冲个数为2000个,则脉冲频率为2kHz,测量误差为:1/2000=0.5‰,足以满足数显表测量的精度要求。
1.3 MT法测量
对于脉冲信号经整形电路74LSl4处理以后可得到整齐的方波信号。MT法测量的原理就是计脉冲信号个数M。,又测量M,个脉冲的时间,测量原理如图3所示。
Fs=M1*Fp/M2
式中:Fp——定时脉冲频率,Fs——待测脉冲频率。
表头的采样时间大于等于2s(不定),定时器定时20μs。假设所测量脉冲的频率为50Hz,则:Ml=50×2=100个(由中断0计数输人)
定时脉冲个数:T一2000000/200=10000个
测量误差:I/10000=0.0001(约为0.1‰)
在软件处理上当时间等于2s时,也许最后一个脉冲周期还未测完,一直要等到最后一个脉冲测完。所以在测量时M1后T都不是定值,将测量的M1和T加以计算,即可得到频率值:F=M1/T。该频率适用于低频和中频,因为定时器定时200μs限制,MT法测量频率不宜过高,最高到5kHz。
1/200=1/(200*0.00001)=5kHz
该表可测量的频率范围为低频(o.5~2kHz)、高频(2~25kHz),对于低频采用MT法,对高频采用M法。
2 系统电路结构及工作原理
该表采用MCS-51系列的单片机AT89S51作微处理器,串行EEPROM 93C46作为参数记忆单元,参数按键设定,外形最大尺寸48ram×95mrnXl30mm,具有体积小,重量轻,安装调试方便,安全可靠等优点。其电路结构如图4所示。

由外界输人表头的脉冲信号经过光电隔离器隔离,集成电路74LSl4信号处理后,输入单片机AT89S51的中断0口,经单片机计算后送LED显示器显示,段选信号由单片机的PO口输出,经驱动器2003驱动显示器的段选信号,位选信号由单片机的P2.0~P2.4口输出,经驱动器2003驱动显示器的位选信号,按键信号的公共端接在单片机的P2.5口,由软件判断按键是否按下以及是哪个按下,带掉电保护功能的串行存储器AT93S46接在单片机的P1.0~P1.3口.用作参数的存储。
3 多功能数显裹软件结构及流程
在硬件电路确定的情况下,数显表的功能通过软件来实现。表头的软件设计是在程序初始化后根据P键是否按下来判断是设置参数还是直接测量。因为参数在设置好后不能随意更改,在设置参数时加上口令,口令通过方可修改参数,参数设置都通过上升、下降两键来完成,连续按住上升或下降键,数字设置越来越快,设置方便。每一参数都有相应代码,该表现共有5个参数可设,其中CD01数显表功能代码、CD02表示每转脉冲个数、CD03表示减速比、CD04表示辊子周长、CD05备用。数显表根据需要选用这些参数,侧如:
(1)转速功能需要的参数为:
cD01:设定为1,表示此表是转速表
CD02:每转脉冲数CD03:减速机减速比,没有减速机则设定为1
根据这几个参数,在输入脉冲信号时,数显表显示转速。
(2)线速功能需要的参数为:
CD01:设定为2,表示此表是线速表
CD02:每转脉冲数
CD03:减速机减速比,没有减速机则设定为l
CD04:辊子周长
表头其它功能根据需要设定参数表头自身可以计算显示,这里不再详细叙述。
表头软件流程如图5所示。

4 结束语
“多功能数显表”是在我们原来研制的xQⅢ型车速/转速显表的基础上研制出来的,其硬件使用的是成熟电路,在实验室烘箱连续运行检验,其工作性能稳定,现已有少量投入工业现场使用。通过现场长时间的试验运行,证明多功能数显表硬件设计合理,显示准确直观,是一种理想的数显装置,可以产品化、批量化生产。