專利名稱：微機(jī)測井通訊裝置及其程序的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明論述了一種按一定速率將井孔內(nèi)多種組合測井信號在電纜的單芯上傳送的通行裝置，它屬于作業(yè)于地球物理測井的井下儀器，本發(fā)明還同時論述了上述含有微機(jī)控制的通迅裝置在完成預(yù)定任務(wù)時必不可少的一套完整的計算機(jī)程序。
在現(xiàn)代測井技術(shù)中，為了使得在一次測井作業(yè)中取得盡可能多的測井信息，則采用組合測井方式，為了在節(jié)省纜芯實現(xiàn)多路信息的傳輸，美國采用了脈沖編碼調(diào)制(Pulse-Code Modulation)發(fā)送器，簡稱PCM短節(jié)。這種技術(shù)具有高保真度、準(zhǔn)確的特點，被廣泛應(yīng)用。當(dāng)前，美國德萊塞(DRESSER)公司研制出的3502PCM短節(jié)，(即我廠生產(chǎn)的801系列測井儀中的PCM短節(jié))，一幀為16個字，調(diào)制頻率為4060Hz，它僅用于一種組合測井，即自然伽馬-微電阻率-井徑-雙側(cè)向組合測井(詳見《測井技術(shù)》1979年第二期增刊)接著該公司又推出一種3506PCM短節(jié)(詳見胡澍“阿特拉斯的滿貫系統(tǒng)-3506脈沖編碼調(diào)制發(fā)送器”，《測井技術(shù)》1987年第六期)，它是前者的改進(jìn)，一幀為17個字，調(diào)制頻率為8000Hz。美國斯倫貝謝(SCHLUMBERGER)公司采用的CTS電纜遙測系統(tǒng)，其傳送信息量大，一幀為400字，調(diào)制頻率為20KHz，使用四根纜芯將測井信號送至地面(見鄧克全“測井電纜遙測系統(tǒng)”《測井技術(shù)》1988年第一期)，該系統(tǒng)使一次組合儀器多、重量大，儀器串在一起十幾米長，電纜負(fù)擔(dān)大，對井場人員的技術(shù)要求較高。美國專利US4415895，“WELL LOGGING DATA TR-ANSMISSION”該通迅系統(tǒng)中雖然加入了聲波測井組合，可是井下PCM的功能相當(dāng)于上述3506PCM短節(jié)。上述諸技術(shù)最根本的不足在于它們沒采用微機(jī)技術(shù)將硬、軟件結(jié)合完成采樣、轉(zhuǎn)換、調(diào)制和發(fā)送，而是全部為硬件堆砌而成，這樣，使得裝置復(fù)雜、龐大、可靠性差、使用不靈活和成本高等缺點。
本發(fā)明在綜合了現(xiàn)有技術(shù)的優(yōu)點之上，應(yīng)用了微機(jī)技術(shù)，使這種通訊裝置即提高功能、精度，又大大使電路簡單化、裝置小型化，還降低了制作成本，工作的可靠性增強(qiáng)了。
本發(fā)明的通迅裝置是這樣實現(xiàn)的由一單片微機(jī)通過控制線對構(gòu)成該通訊裝置中必不可少的模擬量采樣電路、放射性脈沖信號采樣電路、并行數(shù)據(jù)接口電路、用戶程序存儲器EPROM電路、譯碼器以及PCM信號的調(diào)制輸出電路等進(jìn)行控制，實現(xiàn)對多路測井信號的采樣、轉(zhuǎn)換、調(diào)制，并把已調(diào)制成PCM的信號發(fā)送到電纜的單芯上。該裝置中的模擬量信號采樣電路中，單片微機(jī)至少通過8根控制線對多路轉(zhuǎn)換開關(guān)實行控制，同時用2根控制線控制增益選擇開關(guān)，其中任何一根控制線為“1”(高電平)，就可使相連的開關(guān)接通、將該路的測井信號引入。送入數(shù)/模轉(zhuǎn)換器，在這個過程中，有兩種增益可以選擇，即信號大于+1V時，增益為+10V，信號小于+1V時，增益為+2.5V，這樣可以提高小信號的轉(zhuǎn)換精度，在單片微機(jī)的控制下，并行數(shù)據(jù)接口電路給數(shù)/模轉(zhuǎn)換器送比較數(shù)，與采樣信號進(jìn)行逐步比較轉(zhuǎn)換，先轉(zhuǎn)換高4位數(shù)，后轉(zhuǎn)換低8位數(shù)。該裝置中的放射性脈沖信號采樣電路對信號的采樣是采用計數(shù)器方式，計數(shù)的時間是兩次采樣之間的間隔，這段時間為△t，這期間的計數(shù)值為△d，則計數(shù)率ρ＝△d/△t該電路僅取得△d，它至少有四個計數(shù)器以及與其對應(yīng)的鎖存器，單片微機(jī)通過控制線，使計數(shù)器清零、計數(shù)、置位，采樣信號經(jīng)并行數(shù)據(jù)接口電路存入單片微機(jī)的隨機(jī)讀寫存儲器RAM中。該裝置中的并行數(shù)據(jù)接口電路有三個并行輸入/輸出接口，其中A口接收放射性脈沖信號、B口和C口接收已轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)的模擬量信號，在并行數(shù)據(jù)接口電路內(nèi)部有一個計數(shù)器，作為自然伽馬信號的采樣電路。該裝置的PCM輸出電路是一個6D觸發(fā)器和一個比較器構(gòu)成，將單片微機(jī)送來的、并已將采樣信號數(shù)字化的數(shù)碼轉(zhuǎn)化成正、負(fù)脈沖相間的歸零制PCM信號并輸至電纜的單芯上。
本發(fā)明的程序是這樣實現(xiàn)的該程序是由控制裝置總體動作的主程序、確定采樣內(nèi)容的采樣中斷子程序和將采樣信號調(diào)制成PCM信號的調(diào)制中斷子程序組成，主程序決定采樣和調(diào)制的全過程，按時間順序，采一個字調(diào)制發(fā)送一個字，它還決定采樣的電動機(jī)、發(fā)送的格式、一幀的字?jǐn)?shù)和幀同步的產(chǎn)生，在采樣和調(diào)制發(fā)送的每一過程都是按照時鐘等時地進(jìn)行，即采取中斷方式，單片微機(jī)內(nèi)有兩個計時器/計數(shù)器，即T0和T1作為時鐘，T0為采樣時鐘，T1為調(diào)制發(fā)送時鐘，時鐘T0引起采樣中斷請求時，主程序暫停，程序地址指針進(jìn)入采樣中斷子程序，命令裝置采樣，時鐘T1引起調(diào)制發(fā)送PCM信號，本程序還確定時鐘T1為中斷優(yōu)先級。
以下通過附圖和實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步描述


圖1是本發(fā)明裝置作業(yè)示意圖;
圖2是本發(fā)明通訊裝置的電路總體框圖;
圖3是模擬量信號采樣電路圖，單片微機(jī)1通過F7～F08根控制線對多路轉(zhuǎn)換開關(guān)2實行控制，用控制線E4和E5控制增益選擇開關(guān)3，其中任何一根控制線為“1”(高電平)，就使相連的開關(guān)接通，例如要接通第一道信號，則控制線F7～F0的狀態(tài)為0000，0001，于是第一道信號通過多路轉(zhuǎn)換開關(guān)2的第一道，信號通過射極跟隨器4，一路到達(dá)數(shù)/模轉(zhuǎn)換器5，另一路到達(dá)電壓比較器6，與+1V比較，如果信號大于+1V，則電壓比較器6輸出的增益碼G為1，如果信號小于+1V則增益碼G為0，當(dāng)G＝1時，單片微機(jī)的控制線E4＝1，E5＝0，將+10V增益導(dǎo)通到數(shù)/模轉(zhuǎn)換器5中，當(dāng)G＝0時，E4＝0，E5＝1將+2.5V增益導(dǎo)通到數(shù)/模轉(zhuǎn)換器5中，進(jìn)行數(shù)/模轉(zhuǎn)換，先轉(zhuǎn)換并行數(shù)據(jù)接口電路7C口中的高4位數(shù)，即D11～D8位，然后轉(zhuǎn)換B口中的低8位數(shù)，即D7～D0位，D11～D0經(jīng)數(shù)/模轉(zhuǎn)換器5轉(zhuǎn)換成模擬量，與采樣信號逐步進(jìn)行比較12次，一次比較一位，比較結(jié)果的高4位和低8位分別存入單片微機(jī)RAM中的24H和23H中。
圖4是放射性脈沖信號采樣電路圖，放射性信號有補(bǔ)償中子(長、短源距)、補(bǔ)償密度(長、短源距)和自然伽馬五種，由于自然伽馬信號是直接由并行接口電路7中的計數(shù)器采樣，因此，本電路僅用四個計數(shù)器A、B、C、D和四個對應(yīng)的鎖存器A′、B′、C′、D′構(gòu)成，由于補(bǔ)償中子和補(bǔ)償密度采樣電路相同，所以只以補(bǔ)償中子為例，單片微機(jī)1先通過控制線Y2將計數(shù)器A、B清零，接著開始計脈沖數(shù)，與此同時，程序中的時鐘T0引起主程序采樣中斷，控制線Y1置位，將計數(shù)器A、B中的數(shù)分別選通到鎖存器A′、B′中，控制線E0置位，將鎖存器A′的數(shù)經(jīng)并行數(shù)據(jù)接口電路7的A口，存入單片微機(jī)RAM的24H中，接著控制線E1置位，將鎖存器B′中的數(shù)經(jīng)并行數(shù)據(jù)接口電路7的A口，存入單片微機(jī)1的RAM23H中。
圖5是用戶程序存儲器EPROM電路圖，首先由單片微機(jī)1的P0口送出低8位地址A7～A0至8D鎖存器8及EPROM電路9，由P2口送出高4位地址A8～A11至EPROM電路9，ALE線將低8位地址鎖存，接著低8位線上可傳送8位指令，例如地址為0212H，則EPROM中的0212H單元數(shù)據(jù)被選中，此時，單片微機(jī)從P0口取進(jìn)0212H的數(shù)據(jù)，由此可見，低8位線是地址/數(shù)據(jù)共用線(這個電路是單片微機(jī)的現(xiàn)成電路)。
圖6是PCM信號輸出電路由6D觸發(fā)器10和比較器11組成，其邏輯真值表如下A B C1 0 +5V0 1 -5V0 0 0V1 1 0V圖7是PCM信號波形圖，如果輸出為+5V或-5V，代碼均為1，如果輸出為0V，則代碼為0。
圖8是時鐘T1和T0的波形圖，T1的頻率為8000Hz，T0的頻率為500Hz;
圖9是本發(fā)明主程序、采樣中斷子程序、調(diào)制中斷子程序工作關(guān)系圖;
圖10是本發(fā)明主程序邏輯流程圖，程序的執(zhí)行是這樣的(1)首先在裝置工作之前，程序進(jìn)入初始化，預(yù)置并行數(shù)據(jù)接口電路7的A、B、C三個口都為輸入方式，其中的計數(shù)器/定時器工作為計數(shù)器方式，命單片微機(jī)內(nèi)的兩個計數(shù)器/定時器工作為定時器方式，即時鐘T0的頻率為500Hz，T1的頻率為8000Hz，將有關(guān)寄存器初始化，字?jǐn)?shù)計數(shù)器R1＝0，位數(shù)計數(shù)器R2＝0。
(2)預(yù)置幀同步的高8位字，幀同步為16個“1”，高8位為FF，即8個“1”，低8位也為8個“1”，接著開放時鐘T0和T1的中斷權(quán)。
(3)在沒接到T0和T1中斷請求INT之前，等待中斷，當(dāng)T1發(fā)出中斷請求時，程序便進(jìn)入調(diào)制中斷子程序，每調(diào)制一位，位數(shù)計數(shù)器R2加一，然后返回主程序，主程序判斷R2是否等于8？如果R2≠8，則程序的仍返回原處，繼續(xù)等待中斷，如果R2＝8，則程序繼續(xù)。
(4)預(yù)置幀同步的低8位(FF)。
(5)等待T0中斷，如果采樣已完成，則關(guān)閉采樣中斷權(quán)。
(6)開放采樣中斷權(quán)，開始采下一個字。
(7)開始調(diào)制采樣字，從信箱存儲器的高8位存儲器(23H)中取出字的高8位。
(8)等待T1中斷，同時等待T0中斷，8個T1時鐘后，便調(diào)制出字的高8位。
(9)從信箱存儲器的低8位存儲器(24H)取出字的低8位。
(10)等待T1中斷，如果采樣已完，則關(guān)閉T0中斷權(quán)。
(11)至此調(diào)制出一個字來，字?jǐn)?shù)計數(shù)器R1加一。
(12)如果R1＝18，則一幀調(diào)制完畢，如果R1≠18，則程序仍返回到(6)處，繼續(xù)調(diào)制下一個字，直到R1＝18。
圖11是采樣中斷子程序邏輯流程圖，程序的執(zhí)行是這樣的(1)首先判斷采樣道號寄存器中的數(shù)M(在初始化時M＝2，每采一次樣M+1，因一幀中第一個字為幀同步，所以第二道開始為采樣字)。
(2)M＝2，M＝10是同一采樣道，即自然伽馬采樣程序模塊上，采完后，返回主程序。
(3)如果M＝3，M＝11，程序地址跳轉(zhuǎn)到補(bǔ)償中子采樣程序模塊，執(zhí)行之。
(4)如果M＝4，M＝12，程序地址跳轉(zhuǎn)到補(bǔ)償密度采樣程序模塊上，執(zhí)行之。
(5)如果M＝5、6、7、8、9或M＝13、14、15、16、17、18，則程序地址跳轉(zhuǎn)到模擬量采樣程序模塊上，模擬量采樣程序模塊根據(jù)M的數(shù)值，打開某一道模擬量信號開關(guān)，進(jìn)行采樣。
(6)如果M＝18，則一幀調(diào)制完畢，程序重新置M＝2。
(7)執(zhí)行完采樣程序模塊后，道號計數(shù)器加一。
(8)從采樣中斷子程序返回主程序。
圖12是自然伽馬采樣程序模塊圖，程序的執(zhí)行是這樣的(1)定時器T0發(fā)出請求中斷時，程序從并行數(shù)據(jù)接口電路中的計數(shù)器取低8位數(shù)(04H)，因自然伽馬信號的計數(shù)器不高于256，所以高8位數(shù)不用取。
(2)將并行數(shù)據(jù)接口電路中的兩個計數(shù)器TL，TH清零。
(3)將道號計數(shù)器M加一，返回主程序。
圖13是補(bǔ)償中子采樣程序模塊圖，程序的執(zhí)行是這樣的(1)首先程序譯碼線Y1置位，將A、B計數(shù)器中的數(shù)分別存入8位鎖存器A′、B′中。
(2)譯碼線Y2置位，將A、B兩個計數(shù)器清零，此時，A、B兩個計數(shù)器又開始計數(shù)。
(3)控制線E0將鎖存器A′中的數(shù)送入并行數(shù)據(jù)接口電路的A口，進(jìn)入單片微機(jī)中的高8位寄存器中。
(4)控制線E1置位，將鎖存器B′中的數(shù)送入單片微機(jī)中的低8位寄存器中。
(5)道號計數(shù)器M加一，返回主程序。
圖14是模擬量采樣程序模塊圖，程序的執(zhí)行是這樣的(1)由于第5、6、7、8、9和第13、14、15、16、17、18道為模擬量信號道，所以程序首先判斷道號計數(shù)器的值M，如M＝5，M＝13均打開第5道，因為本方案中一幀采樣兩次。
(2)程序從并行數(shù)據(jù)接口電路的C口的C4取增益碼G。
(3)將增益碼G存入單片微機(jī)中的RAM中。
(4)判斷增益碼G的值，如果G＝1，控制線E4、E5置位，將+110V增益接通，如果G＝0，將+2.5V接通。
(5)給轉(zhuǎn)換的12位數(shù)置初值，即24H中置08H，23H中置00H(23H和24H合成為信箱存儲器)。
(6)并行數(shù)據(jù)接口電路B口的地址為4102H，C口的地址為4103H，將23H中的數(shù)送到B口，將23H中的數(shù)送到C口。
(7)程序延遲2微秒，給予數(shù)/模轉(zhuǎn)換器以轉(zhuǎn)換時間。
(8)從并行數(shù)據(jù)接口電路的C口的C5取比值W。
(9)判斷比值W，如W＝1，則比較位為1，如W＝0，則比較位為0，即該位被清零邏輯R清零。
(10)清零邏輯R和續(xù)“1”邏輯R各右循環(huán)一位，為下一位的比較作準(zhǔn)備。
(11)模/數(shù)轉(zhuǎn)換次數(shù)計數(shù)器R5加一。
(12)當(dāng)次數(shù)計數(shù)器R5＝4時，高4位轉(zhuǎn)換完畢，若R5≠4，則程序返回(6)處，繼續(xù)比較下一位，直到R5＝4。
(13)向清零邏輯R內(nèi)置數(shù)7FH，向續(xù)“1”邏輯內(nèi)置數(shù)80H。
(14)將低8位數(shù)和高4位數(shù)分別送至并行數(shù)據(jù)接口電路的B口和C口，延遲2微秒。
(15)從并行數(shù)據(jù)接口電路的C口取比值W，然后判斷，如果W＝1，則比較位為1，如果W＝0，則比較位為0，接著清零邏輯R和續(xù)“1”邏輯R各右循環(huán)一位。
(16)數(shù)/模轉(zhuǎn)換器次數(shù)計數(shù)器R5加一。
(17)如果R5≠12，則程序返回到(14)處，繼續(xù)執(zhí)行，如果R5＝12，則12位數(shù)轉(zhuǎn)換完畢，程序從中斷返回主程序。
圖15是調(diào)制中斷子程序邏輯流程圖，程序的執(zhí)行是這樣的(1)邏輯RA左循環(huán)一位，使最高位D7中的數(shù)進(jìn)入進(jìn)位標(biāo)志位CA中。
(2)如果CA＝0，程序轉(zhuǎn)到(6)處，輸出零電平，返回主程序，CA＝1，則程序往下走。
(3)邏輯RB左循環(huán)一位，使最高位D7中的數(shù)進(jìn)入進(jìn)位標(biāo)志位CB中。
(4)如果CB＝1，則輸出正電平(+5V)，CB＝0，輸出負(fù)電平(-5V)。
(5)程序延時10微秒，形成一個脈沖寬度。
(6)輸出零電平，即由(4)形成正電平或負(fù)電平，由(5)延時一個脈沖寬度，到(6)輸出零電平，必而形成一個正(或負(fù))脈沖，這個脈沖就是PCM信號的一位，返回主程序。
圖16是邏輯R示意圖，其中邏輯RA內(nèi)裝數(shù)為53H，使用左循環(huán)指令RLC A，運(yùn)轉(zhuǎn)一次，左移一位，最高位進(jìn)入進(jìn)位標(biāo)志位CA，邏輯RB內(nèi)裝數(shù)AAH，也使用左循環(huán)指令RLC B，運(yùn)算一次，左移一位，最高位進(jìn)入進(jìn)位標(biāo)志位CB。
圖17是放射性信號字格式;
圖18是模擬量信號字格式;
圖19-1是一幀信號格式;
圖19-2是自然伽馬-雙感應(yīng)八側(cè)向-自然電位組合格式;
圖19-3是自然伽馬-補(bǔ)償中子-補(bǔ)償密度組合格式;
圖19-4是井斜-雙向井徑組合格式。
圖20是本發(fā)明通訊裝置的電路簡圖，其中A0～A7，A8～A14為地址線;D0～D7為數(shù)據(jù)線;E0～E5，F(xiàn)0～F7為控制線;P00～P07為單片微機(jī)8031的P0口，P10～P17為單片微機(jī)8031的P1口，P20～P27為單片微機(jī)8031的P2口;并行數(shù)據(jù)接口電路采用8155H RAM/IO擴(kuò)展器;模擬量信號多路轉(zhuǎn)換開關(guān)采用二只AD7510電子開關(guān)。
圖21是8155H RAM/IO擴(kuò)展器結(jié)構(gòu)示意圖。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)比較，具有以下優(yōu)點1.功能現(xiàn)有技術(shù)的PCM短節(jié)僅適用于一種組合測井，即自然伽馬-微電阻率-井徑-雙側(cè)向測井組合，本發(fā)明可實現(xiàn)多種組合測井。
2.精度本發(fā)明的轉(zhuǎn)換的每一幀中，可以看出測井信號全部采用快道，即一幀中采兩次樣，地面接收到信號后，取兩次采樣的平均值，使精度提高。
3.應(yīng)用微機(jī)技術(shù)，實現(xiàn)軟、硬件結(jié)合的方式，節(jié)省大量硬件，使裝置大大簡化，減少制造成本。
4.應(yīng)用前景從PCM信號的一幀中可以看出，仍有空載的字，為以后再增加測井儀器提供余地。
5.質(zhì)量本發(fā)明由于減少了大量硬件，故在作業(yè)中的故障率大大降低，并抗干擾能力強(qiáng)。
6.與CTS測井電纜遙測系統(tǒng)比較CTS一幀可傳遞400個字，頻率為20KHz，具有信息量大，頻率高的優(yōu)點，而本發(fā)明一幀傳遞18個字，頻率僅為8KHz，這方面CTS占領(lǐng)先地位，但是CTS僅能接收數(shù)字量，不能直接接收模擬量和脈沖信號，這就要求所有的下井儀器必須先把測井信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，再由CTS接收，這就增加了各種測井儀器的負(fù)擔(dān)。
主程序
采樣中斷子程序L8170 8187 (MCS-51)0170 BF 02 17 CJNE R7，＃02，8A-轉(zhuǎn)到自然伽瑪采樣模塊0173 BF 0A 14 CJNE R7，＃0A，8A0176 BF 03 17 CJNE R7，＃03，90-轉(zhuǎn)到補(bǔ)償中子采樣模塊0179 BF 0B 14 CJNE R7，＃0B，90017C BF 04 41 CJNE R7，＃04，C0-轉(zhuǎn)到補(bǔ)償密度采樣模塊017F BF 0C 3E CJNE R7，＃0C，CO0182 BF 12 76 CJNE R7，＃12，F(xiàn)B-轉(zhuǎn)到模擬量采樣模塊0185 7F 02 MOV R7，＃02H-道號重新置數(shù)02H0187 32 RETI-中斷返回主程序補(bǔ)償中子采樣程序模塊
模擬量信號采樣程序模塊L81FB 8251 (MCS-51)01FB EE MOV A，R6-打開第M道開關(guān)01FC F5 90 MOV P1，A (M＝2、3、4……18)01FE 90 C0 00 MOV DPTR，＃COOOH0201 F0 MOVX @DPTR，A0202 EE MOV A，R60203 03 RR A0204 FE MOV R6，A0205 E5 90 MOV A，P1-取增益值G0207 F5 26 MOV 26H，A0209 30 36 09 JNB 36H，15H020C 74 01 MOV A，＃01H-接通+10V增益020E F5 90 MOV P1，A0210 E0 MOVX A，@DPTR0211 00 NOP0212 F0 MOVX @DPTR，A0213 80 08 SJMP 1DH0215 74 02 MOV A，＃02H-接通+2.5V增益0217 F5 90 MOV P1，A0219 90 E0 00 MOV DPTR，＃E000H021C F0 MOVX @DPTR，A021D 75 21 F7 MOV 21H，＃F7H-清零邏輯尺置數(shù)0220 75 20 08 MOV 20H，＃08H-續(xù)“1”邏輯尺置數(shù)0223 75 24 08 MOV 24H，＃08H-信箱存儲器置數(shù)0226 75 23 00 MOV 23H，＃00H0229 75 A0 61 MOV P2，＃61H022C 78 02 MOV R0，＃02H022E 7D 0C MOV R5，＃0CH0230 E5 23 MOV A，23H-低8位數(shù)送入8155的B口0232 F2 MOVX @R0，A0233 E5 24 MOV A，24H-高4位數(shù)送入8155的C口0235 F3 MOVX @R1，A0236 00 NOP-延遲0237 00 NOP0238 E5 90 MOV A，P1-取比較值W023A F5 26 MOV 26H，A023C 20 37 08 JB 37H，47H023F E5 21 MOV A，21H-開始轉(zhuǎn)換高4位0241 55 24 ANL A，24H0243 C5 24 XCH A，24H0245 E5 21 MOV A，21H0247 03 RR A0248 E5 20 MOV A，20H024A 03 RR A024B 0D INC R5-轉(zhuǎn)換次數(shù)計數(shù)器加一024C BD 04 E1 CJNE R5，＃04，30024F 75 21 4F MOV 21H，＃4FH-清零邏輯尺重新置數(shù)
L8252 82A8 (MCS-51)0252 75 20 80 MOV 20H，＃80H-續(xù)“1”邏輯尺重新置數(shù)0255 75 23 80 MOV 23H，＃80H0258 E5 23 MOV A，23H-低8位送入8155的B口025A F2 MOVX @R0，A025B E5 24 MOV A，24H-高4位送入8155的C口025D F3 MOVX @R1，A025E 00 NOP-延遲025F 00 NOP0260 E5 90 MOV A，P1-取比較值W0262 20 37 06 JB 37H，6BH0265 E5 21 MOV A，21H-開始轉(zhuǎn)換低8位0267 55 23 ANL A，23H0269 C5 23 XCH A，23H026B E5 21 MOV A，21H026D 03 RR A026E E5 20 MOV A，20H0270 03 RR A0271 0D INC R50272 BD 12 CD CJNE R5，＃12，42-R5＝12H，則轉(zhuǎn)換完畢0275 E5 24 MOV A，24H-將高4位和低8位調(diào)整成PCM0277 23 RL A 模擬字的格式，以供調(diào)制0278 23 RL A0279 23 RL A027A 23 RL A027B F5 24 MOV 24H，A027D D2 27 SETB 27H027F E5 23 MOV A，23H0281 13 RRC A0282 40 04 JC 88H0284 C2 22 CLR 22H0286 80 02 SJMP 8AH0288 D2 22 SETB 22H028A 13 RRC A028B 40 04 JC 91H028D C2 21 CLR 21H028F 80 02 SJMP 93H0291 D2 21 SETB 21H0293 13 RRC A0294 40 04 JC 9AH0296 C2 20 CLR 20H0298 80 02 SJMP 9CH029A D2 20 SETB 20H029C F5 23 MOV 23H，A029E 30 30 02 JNB 30H，A3H02A1 D2 1A SETB 1AH02A3 D2 19 SETB 19H02A5 C2 18 CLR 18H02A7 0F INC R7-道號加一02A8 32 RETI-中斷返回調(diào)制中斷子程序L82C0 82E8 (MCS-51)02C0 EC MOV A，R4-取A邏輯尺02C1 33 RLC A02C2 FC MOV R4，A02C3 50 18 JNC DDH-如果CA＝0，則轉(zhuǎn)到02DF處02C5 30 06 07 JNB 06H，CFH-判斷邏輯尺B02C8 75 90 40 MOV P1，＃40H-輸出+5V電平02CB 90 60 00 MOV DPTR，＃6000H02CE F0 MOVX @DPTR，A02CF 80 07 SJMP D8H-轉(zhuǎn)到02D8處02D1 75 90 80 MOV P1，＃80H-輸出-5V電平02D4 90 60 00 MOV DPTR，＃6000H02D7 F0 MOVX @DPTR，A02D8 7B 0E MOV R3，＃0EH-延遲一個脈沖時間02DA 00 NOP02DB DB FD DJNZ R3，DA02DD B2 06 CPL 06H-邏輯尺B取反02DF 75 90 00 MOV P1，＃00H-輸出零電平02E2 90 60 00 MOV DPTR，＃6000H02E5 F0 MOVX @DPTR，A02E6 D2 05 SETB 05H02E8 32 RETI-中斷返回
權(quán)利要求
1.按一定的速率將井孔內(nèi)多種組合測井信號在電纜的單芯上傳送的通訊裝置，其特征在于該裝置包括模擬量信號采樣電路、放射性脈沖信號采樣電路、單片微機(jī)以及單片微機(jī)和采樣電路之間的并行數(shù)據(jù)接口電路。該裝置還進(jìn)一步包括作為用戶存儲器的EPROM電路、譯碼器以及已將采樣信號調(diào)制成PCM信號的輸出電路，單片微機(jī)通過控制線實現(xiàn)對整機(jī)各電路的控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通訊裝置，其特征在于模擬量信號采樣電路中，單片微機(jī)通過至少8根控制線對多路轉(zhuǎn)換開關(guān)實行控制，同時用2根控制線控制增益選摘開關(guān)，其中任何一根控制線為“1”(高電平)，使相連的開關(guān)接通，被引入的測井信號經(jīng)跟隨器，一路輸入數(shù)模轉(zhuǎn)換器，另一路輸入一電壓比較器，單片微機(jī)獲得增益碼后，立刻命令設(shè)置有+10V和+2.5V增益的增益選摘開關(guān)其中之一，并即時把增益送給數(shù)模轉(zhuǎn)換器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的通訊裝置，其特征在于在單片微機(jī)的控制下，經(jīng)并行數(shù)據(jù)接口電路給數(shù)模轉(zhuǎn)換器送數(shù)，與采樣信號進(jìn)行逐步比較轉(zhuǎn)換，先轉(zhuǎn)換高4位數(shù)，后轉(zhuǎn)低8位數(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的通訊裝置，其特征在于數(shù)模轉(zhuǎn)換器的輸出端連一運(yùn)算放大器，將轉(zhuǎn)換結(jié)果加以放大后送入并行數(shù)據(jù)接口電路。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通訊裝置，其特征在于放射性脈沖信號采樣電路由至少有四個計數(shù)器以及與其對應(yīng)的銷存器構(gòu)成，單片微機(jī)通過控制線控制，使計數(shù)器清零、計數(shù)、置位，采樣信號經(jīng)并行數(shù)據(jù)接口電路存入單片微機(jī)的RAM中。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、3、4或5所述的通訊裝置，其特征在于并行數(shù)據(jù)接口電路采用8155H RAM/IO擴(kuò)展器，其三個并行輸入/輸出口中，A口接收放射性脈沖信號，B口和C口接收已轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)的模擬量信號，其內(nèi)的計數(shù)器，作為自然伽馬信號的采樣電路。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通訊裝置，其特征在于輸出電路由一個6D觸發(fā)器和一個比較器構(gòu)成。
8.與按一定速率將井孔內(nèi)多種組合測井信號在電纜的單芯上傳送的通訊裝置相適應(yīng)的執(zhí)行程序，該程序是由控制裝置總體動作的主程序、確定采樣內(nèi)容的采樣中斷子程序和將采樣信號調(diào)制成并發(fā)送PCM信號的調(diào)制中斷子程序組成。時鐘T0引起采樣中斷請求時，地址指針進(jìn)入采樣中斷子程序，令裝置采樣，時鐘T1引起調(diào)制中斷請求，地址指針進(jìn)入調(diào)制中斷程序，令裝置調(diào)制發(fā)送PCM信號，本程序還確定時鐘T1為中斷優(yōu)先級。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的程序，其特征在于主程序是這樣執(zhí)行的(1)將并行數(shù)據(jù)接口電路、計數(shù)器初始化，令單片微機(jī)中的兩個定時器T0和T1為定時器方式。(2)預(yù)置幀同步的高8位字，開放T0、T1兩個定時器的中斷權(quán)。(3)等待中斷，當(dāng)定時器T1發(fā)出中斷請求，進(jìn)入調(diào)制子程序，定時器T0發(fā)出中斷請求，進(jìn)入采樣中斷子程序，每調(diào)制一位，位數(shù)計數(shù)器R2加一，當(dāng)R2＝8時，便調(diào)制出幀同步的高8位。(4)預(yù)置幀同步的低8位。(5)等待T1時鐘中斷，當(dāng)R2＝8時，便調(diào)制出幀同步的低8位。(6)如果位數(shù)計數(shù)器R2是8，開放采樣中斷權(quán)，采下一個字。(7)調(diào)制采樣字，從信箱存儲器中取出上一個字的高8位數(shù)。(8)等待時鐘T0、T1中斷，如果位數(shù)計數(shù)器R2不是8，則返回原程序繼續(xù)等待中斷。(9)如果位數(shù)計數(shù)器R2是8，則從信箱存儲器中取出這個字的低8位數(shù)。(10)等待時鐘T1中斷，如果采樣已完，則關(guān)閉時鐘T0中斷權(quán)。(11)如果位數(shù)計數(shù)器R2是8，調(diào)制出一個字，即字?jǐn)?shù)計數(shù)器R1加一。(12)如果字?jǐn)?shù)計數(shù)器R1是18，則一幀調(diào)制完畢，如果字?jǐn)?shù)計數(shù)器R1不是18，則程序返回原程序(6)，直到字?jǐn)?shù)計數(shù)器R1是18。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的程序，其特征在于采樣中斷子程序是這樣執(zhí)行的(1)首先判斷采樣道號M的值(初始化值M＝2)。(2)當(dāng)M＝2或M＝5時，自然伽馬采樣，程序從當(dāng)前地址跳轉(zhuǎn)到自然伽馬采樣程序模塊首址上去，完成后，從采樣中斷子程序返回主程序。(3)如果M＝3或M＝11，則程序地址跳轉(zhuǎn)到補(bǔ)償中子采樣程序模塊，執(zhí)行下去。(4)如果M＝4或M＝12，則程序地址跳轉(zhuǎn)到補(bǔ)償密度采樣程序模塊，執(zhí)行下去。(5)如果M＝5、6、7、8、9或M＝13、14、15、16、17、18，則程序跳轉(zhuǎn)到模擬量采樣程序模塊，執(zhí)行下去。(6)如果M＝18，則一幀調(diào)制完畢，程序重新置M＝2(M＝1為幀同步字，M＝2～18為采樣字)。(7)每次執(zhí)行完采樣程序模塊后，道號計數(shù)器加一。(8)從采樣中斷子程序返回主程序。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的程序，其特征在于自然伽馬采樣程序模塊是這樣執(zhí)行的(1)定時器T1發(fā)出請求中斷時，程序從并行數(shù)據(jù)接口電路的計數(shù)器中取低8位計數(shù)值。(2)將并行數(shù)據(jù)接口電路中的計數(shù)器清零，又開始下一個字的計數(shù)。(3)將道號計數(shù)器加一后，返回主程序。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的程序，其特征在于補(bǔ)償中子采樣程序模塊是這樣執(zhí)行的(1)首先程序?qū)⒆g碼器Y1置位，將A、B計數(shù)器中的數(shù)分別存入A′B′8位鎖存器中。(2)譯碼線Y2置位，將計數(shù)器A、B清零，計數(shù)。(3)譯碼線Y3將鎖存器A′的數(shù)送入單片微機(jī)中RAM的23H存儲器。(4)控制線E1置位，將B′鎖存器的數(shù)送入單片微機(jī)中RAM的24H存儲器。(5)將道號計數(shù)器加一后，返回主程序。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的程序，其特征在于模擬量信號采樣程序模塊是這樣執(zhí)行的(1)首先判斷道號M的值。(2)從并行數(shù)據(jù)接口電路C口的C4接收增益碼G。(3)將增益碼G存入單片微機(jī)中的RAM。(4)判斷增益碼G的值，控制線打開+10V或+2.5V增益開關(guān)。(5)將高4位單元24H置數(shù)及低8位單元23H置數(shù)。(6)預(yù)置并行數(shù)據(jù)接口電路B口和C口的地址，將低8位數(shù)送B口，高4位數(shù)送C口。(7)程序延遲2微秒。(8)從并行數(shù)據(jù)接口電路C口的C5接收比值W。(9)如果比值W＝1，比較位為1，如果比值W＝0，則比較位為0。(10)清零邏輯R和續(xù)數(shù)邏輯R各自向右循環(huán)一位。(11)模/數(shù)轉(zhuǎn)換次數(shù)計數(shù)器R5加一。(12)當(dāng)計數(shù)器R5＝4時，高4位轉(zhuǎn)換完畢，如果R5≠4，則程序返回6，繼續(xù)比較，直到計數(shù)器R5＝4。(13)向清零邏輯R內(nèi)置數(shù)7FH，向續(xù)數(shù)邏輯R置數(shù)80H。(14)將23H的低8位數(shù)和24H的高4位數(shù)分別送至并行數(shù)據(jù)接口電路的B口和C口，延遲2微秒。(15)取比較值W，如果W＝1，則比較位為1，W＝0，則比較位為零，清零邏輯R和續(xù)“1”邏輯R各向右循環(huán)一位。(16)數(shù)/模轉(zhuǎn)換次數(shù)計數(shù)器R5加一。(17)如果R5≠12，則程序返回到(14)處，繼續(xù)執(zhí)行。如果R5＝12，則12位數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換完畢，程序從中斷返回主程序。(18)將24H和23H中的數(shù)據(jù)調(diào)整為一個PCM字。
14.根據(jù)權(quán)利要求8所述的程序，其特征在于調(diào)制中斷子程序是這樣執(zhí)行的(1)邏輯RA左循環(huán)一位，使最高位D7中的數(shù)進(jìn)入標(biāo)志位CA中。(2)如果進(jìn)位標(biāo)志位CA＝0程序轉(zhuǎn)到(6)，程序返回到主程序，如果CA＝1，則輸出一脈沖。(3)邏輯RB左循環(huán)一位，最高位D7進(jìn)入到進(jìn)位標(biāo)志位CB中。(4)如果CB＝1，則輸出正電平，如果CB＝0，則輸出負(fù)電平。(5)程序延遲10微秒。(6)輸出零電平，形成一個脈沖下降沿或上降沿(正或負(fù))，返回主程序。
全文摘要
本發(fā)明論述了一種在地球物理測井作業(yè)中按一定速率將井孔內(nèi)多種組合測井信號在電纜的單芯上傳送的通訊裝置，該裝置由于采用單片微機(jī)實行對多路測井信號的采樣、轉(zhuǎn)換、調(diào)制并把已調(diào)制成PCM的信號發(fā)送到電纜的單芯上的控制，又由于本發(fā)明還提供了與之相適應(yīng)的一套完整的計算機(jī)程序，所以使得本發(fā)明實現(xiàn)多種測井組合，并具有電路簡化、精度高、抗干擾能力強(qiáng)、成本低等優(yōu)點。
文檔編號E21B47/12GK1054114SQ9010072
公開日1991年8月28日 申請日期1990年2月14日 優(yōu)先權(quán)日1990年2月14日
發(fā)明者楊哲 申請人:西安石油勘探儀器總廠